Die Bachelorarbeit von Elisabeth Zachries untersucht die digitale Transformation der Bauindustrie durch die Implementierung von Produktdatenmanagementsystemen (PDM) und Building Information Modeling (BIM). Sie analysiert die gegenwärtigen Herausforderungen in der Baubranche, die zu Kosten- und Zeitüberschreitungen führen, und schlägt Lösungen vor, um Prozesse durch zentrale Datenplattformen zu optimieren und redundante Daten zu vermeiden. Die Arbeit zielt darauf ab, die Effizienz in Bauprojekten durch professionelle IT-Tools und einen strukturierten Informationsaustausch zu steigern.

1. FACHHOCHSCHULE MÜNSTER
-Fachbereich Architektur-
Department Baubetrieb / Baumanagement
BIM | PDM
Die Digitalisierung der Bauindustrie
Systemtechnische und funktionale Anforderungen an ein PDM-System
zur Unterstützung digitaler Bauprozesse
Bachelorarbeit
Zur Erlangung des akademischen Grades Bachelor of Arts (B.A.)
vorgelegt von:
Elisabeth Zachries
Matrikel-Nr. 696676
1. Gutachter:
Prof. Dipl.-Ing. Martin Weischer
Abgabedatum:
Münster, Februar 2015

2. Danksagung
Zum Gelingen meiner Arbeit haben viele Menschen auf unterschiedliche Weise bei-
getragen. An dieser Stelle möchte ich mich dafür bedanken.
Ein besonderer Dank geht an Holger Farnik (Projektsteuerer, Firma Dr. Baumgärtner
GmbH), Ulrich Frech (Senior PLM-Berater, CONTACT Software GmbH), Peter Will
(Geschäftsführer, Sadowski & Will GmbH) und Maximilian Zachries
(Geschäftsführer, FCMS GmbH), die mir während der gesamten Bearbeitungszeit,
mit ihren Know-Hows, Anregungen und Denkanstößen, zur Seite standen.
Ebenfalls möchte ich mich bei meinem Gutachter, Herrn Prof. Dipl.-Ing. Martin
Weischer bedanken, der mich stets mit Ratschlägen und Tipps unterstützt und mir
die Möglichkeit geboten hat, an diesem Thema zu arbeiten.

3. Inhaltsverzeichnis
Eidesstattliche Erklärung ________________________________________________ 1
Abbildungsverzeichnis __________________________________________________ 2
Abbkürzungsverzeichnis_________________________________________________ 4
1. Einleitung ___________________________________________________________ 6
1.1 Derzeitige Problemstellung in der Baubranche___________________________ 6
1.2 Lösungsansätze __________________________________________________ 8
1.3 Aufbau und Zielsetzung der Arbeit ___________________________________ 10
2. Grundlagen zum Building Information Modeling __________________________ 12
2.1 Begriffsdefinitionen _______________________________________________ 12
2.2 Austauschformat IFC _____________________________________________ 15
2.3 Arten des Building Information Modeling ______________________________ 16
2.4 Anwendung und Vorteile von BIM ___________________________________ 18
2.5 Status Quo der BIM-Anwendung ____________________________________ 21
2.6 Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche BIM-Einführung________________ 25
3. PDM-Systeme – eine zentrale Datenplattform für die Baubranche ____________ 31
3.1 Begriffserklärungen_______________________________________________ 32
3.2 Komponenten und Kernfunktionen eines PDM-Systems __________________ 36
4. Potenzial von PDM-Systemen für ein Bauprojekt __________________________ 41
4.1 Analogien von PLM und BIM _______________________________________ 41
4.2 Vorteile eines PDM-Systems für die Baubranche________________________ 43
4.3 Anpassungsbedarf _______________________________________________ 44
5. Anforderungen an ein PDM-System für die Baubranche ____________________ 45
5.1 Zusätzliche Rahmenbedingungen zu Abschnitt 2.6 ______________________ 45
5.2 Systemtechnische Anforderungen ___________________________________ 46
5.3 Funktionale Anforderungen ________________________________________ 47
6. Zusammenfassung und Ausblick _______________________________________ 57
6.1 Zusammenfassung _______________________________________________ 57
6.2 Ausblick _______________________________________________________ 58
Quellenverzeichnis ____________________________________________________ 60
Anlagenverzeichnis ____________________________________________________ 64
Anlagen ______________________________________________________________ 65

5. 1
Eidesstattliche Erklärung
Ich versichere, dass ich diese schriftliche Arbeit selbständig angefertigt, alle Hilfen
und Hilfsmittel angegeben und alle wörtlich oder im Sinne nach aus Veröffentlichun-
gen oder anderen Quellen, insbesondere dem Internet entnommenen Inhalte, kennt-
lich gemacht habe.
_____________________________
Unterschrift
Münster, Februar 2015

6. 2
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1 Rule of Ten nach Wittig 1994_________________________________ 8
Abbildung 2 Phasen des Lebenszyklus eines Bauwerks_____________________ 12
Abbildung 3 Bauwerksmodell und einzelne Fachmodelle ____________________ 13
Abbildung 4 Auswahl Modellelemente über Werkzeug-Tools_________________ 14
Abbildung 5 Detaillierungsgrade einer Tür________________________________ 15
Abbildung 6 little closed BIM __________________________________________ 17
Abbildung 7 little open BIM ___________________________________________ 17
Abbildung 8 big close BIM ____________________________________________ 17
Abbildung 9 big open BIM ____________________________________________ 18
Abbildung 10 Verschiebung des Leistungsaufwandes mit der BIM-Methode _____ 18
Abbildung 11 Auszug einer automatisch erstellten Fensterliste _______________ 19
Abbildung 12 Abhängigkeiten der vier Randbedingungen der BIM-Methode _____ 25
Abbildung 13 Beispiel einer neuen Struktur von Aufgabenbereichen ___________ 27
Abbildung 14 PLM-Lösung mit PDM-System und möglichen Teillösungen_______ 33
Abbildung 15 Ein virtuelles 3D-CAD-Modell als Abbild eines realen Produktes ___ 34
Abbildung 16 Beispiel einer Projektstruktur im PDM System__________________ 37
Abbildung 17 Beispiel einer neuen Dokumentenablage in ein PDM-System______ 38
Abbildung 18 Workflow der Freigabe und Änderung ________________________ 39
Abbildung 19 Vergleich PLM-Lösung und BIM mit einem PDM-System _________ 41
Abbildung 20 Informationsaustausch über eine zentrale Datenplattform_________ 47
Abbildung 21 Suchoption nach einem Dokument im PDM-System ____________ 48
Abbildung 22 Reifegrade von Dokumente ________________________________ 49
Abbildung 23 Reifegrade von Bauteilen__________________________________ 49
Abbildung 24 Beispiel einer Rollenstruktur mit einer Rechtevergabe ___________ 50
Abbildung 25 CAD-PDM Direktintegration ________________________________ 52
Abbildung 26 Beispielhafter Auszug aus einem Bauzeitenplan________________ 53
Abbildung 27 Einfügen von Markups in einer Zeichnung durch einen Viewer ____ 54
Abbildung 28 Beispiel einer Bedienoberfläche für Mobile Geräte ______________ 55
Abbildung 29 Bewertungsergebnis von CIM DATABASE in der ForBAU-Studie___ 67
Abbildung 30 Anmeldedialog von PDM-System CIM DATABASE______________ 68
Abbildung 31 Bedienoberfläche nach Programmstart von CIM DATABASE______ 69

7. 3
Abbildung 32 Anlegen eines neuen Anwenders (Client) in CDB _______________ 70
Abbildung 33 Organisationskartei in CDB ________________________________ 71
Abbildung 34 Organisationskategorien in CIM DATABASE für ein Bauprojekt ____ 71
Abbildung 35 Gruppenvorlagen in CDB mit unterschiedlichen Rechten _________ 72
Abbildung 36 Beispiel einer Zuordnung von Gruppenrechten _________________ 73
Abbildung 37 Neues Projekt aus einer Projektvorlage in CDB anlegen _________ 74
Abbildung 38 Projektkatalog in CIM DATABASE___________________________ 75
Abbildung 39 Beispiel einer Projektstruktur aus einer Projektvorlage___________ 76
Abbildung 40 Terminplanung mit Project Office in CIM DATABASE ____________ 76
Abbildung 41 Neues Dokument anlegen in CDB ___________________________ 77
Abbildung 42 Dokumentenkategorien für ein Bauprojekt im PDM-System CDB ___ 78
Abbildung 43 Projektrollenkatalog für ein Bauprojekt in CDB _________________ 79
Abbildung 44 Zwischenablage für Dateien während der Nutzung ______________ 80
Abbildung 45 Versionisierung von Dateien über den Index ___________________ 80
Abbildung 46 Aufgaben koordinieren mit dem Workflow-Designer in CDB _______ 81
Abbildung 47 Task Manager in CDB (hier: von Anwender eza) _______________ 81
Abbildung 48 Freigabestatus von Dateien - Sperrung von alten Versionen ______ 81

8. 4
Abbkürzungsverzeichnis
3D - Dreidimensional
4D - Vierdimensional
5D
bzgl.
bzw.
-
-
-
Fünfdimensional
bezüglich
beziehungsweise
CAD - Computer-Aided Design
IT - Informationstechnik
Abb. - Abbildung
vgl. - vergleiche
BDM - Bauwerksdatenmanagement
BIM - Building Information Modeling
CAFM - Computer Aided Facility Management
DIN - Deutsches Institut für Normungen
DMS - Dokumentenmanagementsysteme
E-CAD - Electronic CAD
EDV - Elektronische Datenverarbeitung
ENEV - Energieeinsparverordnung
etc. - et cetera
e.V. - eingetragener Verein
f. - Folgende
ff.
ggf.
-
-
Fortfolgende
gegebenenfalls
HOAI - Honorarordnung für Architekten und Ingenieure
IAI - Industrieallianz für Interoperabilität
IFC - Industry Foundation Classes
ID - Identifikationsnummer
ISO/IEC - Internationale Norm
LPH - Leistungsphase
MCAD - Mechanical CAD
PDM - Produktdatenmanagement

9. 5
PLM - Product Lifecycle Management
PM
PMBOK®
-
-
Projektmanagement
Project Management Body of Knowledge
STEP - Standard for the Exchange of Product Data
TGA - Technische Gebäudeausrüstung
usw. - und so weiter
u.a. - unter anderem
VDI - Verbund Deutscher Ingenieure
VOB/A - Allgemeine Bestimmungen für die Vergabe von Bauleistungen
VOB/B - Allgemeine Vertragsbedingungen für die Ausführung von
Bauleistungen
z.B. - zum Beispiel
z.T. - zum Teil

10. 6
1. Einleitung
1.1 Derzeitige Problemstellung in der Baubranche
In regelmäßigen Abständen wird in der Öffentlichkeit kontrovers über die Abwicklung
von Bauprojekten diskutiert. Besonders betroffen sind öffentliche Großbauprojekte,
wie die U-Bahn-Baustelle am Kölner Heumarkt, Stuttgart 21, der neue Flughafen Ber-
lin-Brandenburg oder die Elbphilharmonie in Hamburg. Die Kritik gilt vor allem der
Intransparenz der Entscheidungsprozesse und den Überschreitungen der Bauzeit
und Baukosten, die zumeist auf Planungsfehler, Mängel in der Projektdurchführung
oder auf Qualitätsmängel zurückzuführen sind.1
Die meist negative Berichterstattung
zeichnet ein düsteres Bild der Leistungsfähigkeit der deutschen Bauindustrie.
Hierbei wird außer Acht gelassen, dass die Bauwerke heutzutage immer komplexer
werden und enormen Anforderungen unterliegen.2
Die Herausforderungen und die
Arbeitslast von Architekten, Ingenieuren und weiteren Planungsbeteiligten eines
Bauprojektes steigen immer weiter an. Durch den punktuellen Einsatz von IT-
Werkzeugen wurde versucht, der gestiegenen Arbeitsbelastung entgegen zu wirken
und die Produktivität zu steigern. Mit dem Einsatz von CAD-Programmen können
Konstruktionszeichnungen zwar schnell und präzise erstellt und geändert werden,
jedoch verringert diese Unterstützung nicht den Druck auf die Projektbeteiligten.
Die vereinfachte Kommunikation über E-Mail oder Handy ermöglicht es zwar, Zeich-
nungen oder andere projektbezogene Dokumente schnell zu übermitteln, dennoch
bleiben, trotz dieser technischen Hilfsmittel und dem entstehenden Nutzen, einige
Probleme der Bauindustrie die gleichen oder verstärken sich sogar: Unkontrollierte
Änderungen und Freigaben von Planungsunterlagen sowie eine mangelnde Abstim-
mung zwischen den Partnern führen zu Fehlern im Planungsprozess und folglich zu
Termin- und Kostenüberschreitungen und unzureichender Qualität.
Eine weitere Schwierigkeit bei Bauprojekten ist, dass es sich bei den Bauwerken
meist um Unikate handelt, die auf die individuellen Bedürfnisse des Auftraggebers
und dessen Baugrund zugeschnitten werden müssen. Zudem wird das Team der
1
vgl. [Sti-12], S.1
2
vgl. [Gün-11b], S.V
3
vgl. [Sti-12], S.2
2
vgl. [Gün-11b], S.V

11. 7
Baubeteiligten zumeist projektspezifisch neu zusammengesetzt. Daher können die
Prozesse meistens erst im Laufe der Planungs- und Ausführungsphase optimiert
werden, was zu einem erhöhten Risiko für Verzögerungen und
Kostenüberschreitungen führt. Solche Risikofaktoren können minimiert werden, um
Abweichungen von zuvor definierten Zeit- und Kostenplänen zu vermeiden. Das
Positionspapier des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie e.V. „Großprojekte
in der Kritik- zu Recht?“ unterscheidet die Ursachen für Überschreitungen der
Termin- und Kostenfestlegungen in zwei Hauptgruppen:3
Unvermeidbare Gründe:
• Baugrundrisiken (z.B. Munitions- oder archäologische Funde)
• Preissteigerung für Rohstoffe
• Planungsänderungen auf Seiten der Auftraggeber
• Ungünstige Witterungsverhältnisse
Vermeidbare Gründe:
• Fehlerhafte und unvollständige Planungen
• Unvollständige Fortschreibung der Baupreise im Planungsprozess
• Vergabenachprüfverfahren
• Unzureichende Abstimmung von Planung und Bauausführung
• Mangelnde Entscheidungskompetenzen der Bauherrenvertreter
• Schwächen in der Projektorganisation
• Insolvenz von Planungsunternehmen
• Nachträgliche Planungsänderungen
• Rechtstreitigkeiten und resultierender Stillstand auf Baustellen
Einige der oben aufgeführten vermeidbaren Gründe lassen sich auf eine
unsystematische Informationsablage und eine unzureichende
Informationsbereitstellung, z.B. für einzelne Planungsunterlagen wie
Konstruktionszeichnungen, Terminplanungen, Kostenkalkulationen, Protokollen etc.
zurückführen. Nach Fertigstellung bringt eine unzureichende Dokumentation und
Verwaltung während der Bauwerksentstehung Probleme für die Nutzungsphase
3
vgl. [Sti-12], S.2

12. 8
eines Gebäudes mit sich, da keine Unterlagen für Wartungs- und Betriebskontrollen
zur Verfügung stehen. Es kommt zu Mehrkosten in der Nutzungsphase, da
zusätzliche Untersuchungen und Nacharbeiten durchgeführt werden müssen, um das
Gebäude auf den aktuellen Stand zu bringen.
1.2 Lösungsansätze
Die im vorherigen Abschnitt aufgeführten vermeidbaren Ursachen lassen sich durch
höhere Investitionen in frühen Projektphasen vermeiden. Eine Steigerung der
Vergabe- und Kostentransparenz sowie bessere Kommunikation zwischen den
Stakeholdern, können zu einer Verminderung für Überschreitungen des Baubudgets
und der Bauzeit führen.4
Laut der von Wittig 1994 veröffentlichten „Rule of Ten“
steigen die Kosten für Änderungen in der stationären Fertigungsindustrie von der
Planungsphase bis zur Inbetriebnahme exponentiell an (siehe Abb.1). Für die Kosten
in der Produktentwicklung bedeutet das: Je später eine Veränderung in der
Entstehungsphase durchgeführt wird, desto teurer wird sie.
Abbildung 1 Rule of Ten nach Wittig 1994
5
4
vgl. [Sti-12], S.3
5
eigene Darstellung nach [Wit-94]

13. 9
In der 2011 veröffentlichten ForBAU-Studie schreiben die Autoren Schorr und Günth-
ner, dass die Änderungskosten im Verlauf der Bauwerksentstehung weniger stark
ansteigen als in der stationären Fertigungsindustrie, da Bauwerke überwiegend Uni-
kate sind. Trotzdem müssen die auf die Planung zurückzuführenden Mängel in der
Bauausführung deutlich reduziert werden.6
Mit der heutigen Technologie der 3D-CAD-Modellierung wurde ein Lösungsansatz
gefunden, Planungs- und Ausführungsprozesse mit digitalen Werkzeugen stärker zu
unterstützen und somit einen fehlerfreien und strukturierten Informationsaustausch
zwischen Baubeteiligten zu einem früheren Zeitpunkt zu ermöglichen. Ein 3D-CAD-
Modell, welches ein Abbild des zukünftigen realen Objektes ist, erleichtert z.B. die
Kommunikation mit dem Auftraggeber, da er eine genaue Vorstellung von dem Ob-
jekt bekommt. Dadurch wird auch die Entscheidungsfindung im Entwurf beschleunigt
und die Qualität von Entscheidungen erhöht. Änderungswünsche auf Seite des Bau-
herren, erst während der Ausführungsphase, werden damit vermieden (nach dem
Motto: „So habe ich mir das nicht vorgestellt“).
In diesem Zusammenhang taucht immer wieder der Begriff des Building Information
Modeling, kurz BIM, auf. Während sich die 3D-CAD-Modellierung auf die
Formgebung bzw. Geometrieerstellung beschränkt, werden im BIM weitergehende
wichtige Aspekte berücksichtigt. Neben der Erstellung und dem Austausch von
Baudaten durch ein digitales 3D-Modell, ist ein weiterer Lösungsansatz eine zentrale
Datenquelle mit der alle projektrelevanten Informationen zentral verwaltet werden
können, „denn nur so kann die Existenz von redundanten Daten bzw. inkonsistenten
Bearbeitungsständen an verschiedenen Standorten vermieden werden.“7
Basierend
auf Technologien aus verwandten Branchen, wie dem Maschinenbauwesen oder der
Flugzeugbauindustrie, kann in diesem Kontext z.B. ein Produktdatenmanagement-
System(PDM) verwendet werden. Bei den oben genannten Branchen werden
redundante Daten zwar nicht vollständig vermieden, jedoch werden z.B. CAD-
Systeme voll in ein PDM-System integriert, sodass redundante Daten durch
automatische Abgleichverfahren kontrolliert werden. Diese Kontrollverfahren sichern
durch die Integration der Systeme eine Datenkonsistenz über den kompletten
6
vgl. [Gün-11b], S.118 f.
7
[Gün-11b] . S. 117

14. 10
Produktlebenszyklus, da alle produktrelevanten Daten in das zentrale
Datenverwaltungssystem automatisch gespeichert bzw. abgeglichen werden. Alle
Projektbeteiligten haben Zugriff auf diese Informationen, wobei den Anwendern
unterschiedliche Rechte für Zugriff und Veränderungen der Daten eingeräumt
werden. PDM-Systeme unterstützen Projekte nicht nur in der Datensicherheit,
sondern können mit weiteren zusätzlichen Anwendungen die Projektplaner mit
bestimmten Tools z.B. im Bereich Projekt-, Konfigurations- oder Abweichungs-
management unterstützen.
Die wesentlichen Elemente dieses Lösungsansatzes können auf die Baubranche
adaptiert werden. Somit führt eine Kopplung von BIM-fähiger CAD-Software und
einem PDM-System zu einer strukturierten und konsistenten Verwaltung aller
Informationen der Bauprojekte bzw. Bauprodukte und stellt diese für alle
Projektbeteiligten während des gesamten Lebenszyklus zur Verfügung, ganz im
Sinne des Facility Managements.8
1.3 Aufbau und Zielsetzung der Arbeit
In dieser Bachelorarbeit wird, basierend auf der Vision der digitalen Bauprozesse, die
Anwendbarkeit der BIM-Methoden im Zusammenhang mit einem PDM-System als
zentrale Datenbank untersucht. Es werden systemtechnische und funktionale Anfor-
derungen an ein PDM-System für die Baubranche gestellt und anhand einer PDM-
Software prototypisch aufgezeigt.
Die Arbeit gliedert sich in sechs Abschnitte die im Folgenden beschrieben werden:
Kapitel 1 behandelt die derzeitige Problemstellung und Zukunftsvisionen der Bau-
branche. Im Weiteren werden in Kapitel 2 und 3 die Methodik des Building Informati-
on Modelings und der Produktdatenmanagementsysteme getrennt voneinander er-
klärt. Kapitel 4 zeigt die Potentiale eines PDM-Systems für ein BIM-Bauprojekt auf.
Die ersten vier Kapitel bilden die Grundlage für Kapitel 5, das sich mit den Anforde-
rungen an die integrierte Softwarelösung auseinandersetzt. Anschließend folgt eine
Zusammenfassung und Ausblick.
8
siehe im Anhang [Facility Management]

15. 11
Im Anhang dieser Arbeit wird mit der zentralen Datenplattform CIM DATABASE von
der CONTAT Software GmbH9
prototypisch aufgezeigt, wie das PDM-System im Zu-
sammenhang mit einem Bauprojekt aussehen könnte.
Zielsetzung der Bachelorarbeit ist es, das Verbesserungspotential durch die Anwen-
dung von BIM mit einer integrierten Datenplattform (PDM-System) für ein Bauprojekt
aufzuzeigen. Anhand einer prototypischen PDM-Lösung werden für ausgewählte
Anwendungsbereiche exemplarisch aufgezeigt, wie eine zentrale Datenplattform für
ein Bauprojekt aussehen könnte.
9
siehe im Anhang [CONTACT Software GmbH]

16. 12
2. Grundlagen zum Building Information Modeling
Bei der Begriffserklärung von BIM trifft man häufig auf verschiedene Definitionen.
Hier muss bei der Übersetzung zwischen den Begriffen Building Information Model
und Building Information Modeling 10
unterschieden werden. Bei einem Building
Information Model spricht man von einem vollständigen digitalen Abbild eines 3D-
CAD-Modells, mit dem alle bau- und projektrelevanten Daten abspeichert werden
können. Der Begriff Modeling beschreibt zusätzlich die integrierten Prozessabläufe
des digitalen Bauwerkmodells über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks.11
2.1 Begriffsdefinitionen
Building Information Modeling
Das Building Information Modeling ist eine Bezeichnung einer Arbeits- und
Planungsmethode im Bauwesen und hat zum Ziel, die Koordination und
Kommunikation zwischen den Baubeteiligten zu unterstützen.12
Bei dieser Methode
werden alle baurelevanten Daten digital erfasst und in einem Bauwerksmodell
verknüpft. Dieses Modell dient als Informationsquelle und Datendrehscheibe für die
Zusammenarbeit der Projektbeteiligten über den gesamten Lebenszyklus eines
Bauwerks hinweg (siehe Abb.2). 13
Abbildung 2 Phasen des Lebenszyklus eines Bauwerks
14
10
Amerikanische Schreibweise. Die britische Schreibweise wäre: Building Information Modelling
11
vgl. [Ste-13]
12
vgl. [Egg-13], S.18
13
vgl. [Nau-11], S 16
14
vgl. [Loo-13], S.44

17. 13
Bauwerksmodell (Building Information Model)
Das Bauwerksmodell, in der Form eines virtuellen dreidimensionalen Gebäudes, ist
das zentrale Objekt im Building Information Modeling. Dieses 3D-Modell besteht aus
mehreren einzelnen Fachmodellen (siehe Fachmodelle) und kann zusätzlich mit
weiteren bauspezifischen Daten (z.B. Oberflächenqualitäten, Querschnitte,
bauphysikalische Eigenschaften usw.) erweitert werden. 15
Neben den
bauspezifischen Eigenschaften kann das Modell auch mit Informationen aus der
Termin- oder Kostenplanung verknüpft werden (4D-Modell). Wenn die Daten von der
Termin- und Kostenplanung gleichzeitig mit dem 3D-Modell verknüpft werden, spricht
man von einem 5D-Modell. 16
„Die wesentliche Neuerung im Vergleich zu
herkömmlichen 3D-Modellen ist die Unterstützung von Kommunikation,
Zusammenarbeit, Simulation und Optimierung im Projekt.“17
Abbildung 3 Bauwerksmodell und einzelne Fachmodelle - Architektur, Heizung, Lüftung, Elektro
18
15
vgl. [Nau-11], S.173
16
vgl. [Hoc-13]
17
[Loo-13], S.44
18
entnommen aus [Egg-13], S.65

18. 14
Fachmodell
Fachmodell ist die Bezeichnung für ein einzelnes fachspezifisches 3-D-Modell (siehe
Abb. 3), das aus einzelnen Modellelementen (siehe Modellelemente) zusammenge-
setzt ist und geometrische oder technische Merkmale besitzt. Die folgenden Fach-
modelle können für ein Bauprojekt vereinbart werden:19
- Umgebungsmodell - Bestandsmodell
- Massenmodell - Architekturmodell
- Tragwerksmodell - TGA-Modell
- Baustelleneinrichtungsmodell - Bauablaufmodell
- Montagemodell - Dokumentationsmodell
- CAFM-Modell (Facility Management)
Modellelemente
Als Modellelemente werden die einzelnen Bauteile von Fachmodellen bezeichnet, die
durch bestimmte Modellierungswerkzeuge von einer CAD-Software festgelegt wer-
den. Bei der Erstellung der Modellelemente mit bestimmten Werkzeug-Tools, erkennt
die Software, um was für ein Bauteil es sich handelt und kann diese ordnungsgemäß
anzeigen.20
Demnach wird z.B. das Modellelement Wand mit dem Modellierungs-
werkzeug Wand und eine Stütze mit dem Stützenwerkzeug erstellt (siehe Abb. 4).
Abbildung 4 Auswahl Modellelemente über Werkzeug-Tools - Beispiele CAD-Software Revit 2015
(links) und Vectorworks 2014 (rechts)
19
vgl. [Egg-13], S.53
20
vgl. [Gün-11b] S.34

19. 15
Detaillierungsgrad
Der Detaillierungsgrad beschreibt, wie ausführlich die einzelnen Modellelemente in
den Projektphasen beschrieben werden. Der Detaillierungsgrad kann von Phase zu
Phase überarbeitet und vertieft werden. Zum Beispiel kann in der Entwurfsplanung
eine Tür nur als Öffnung dargestellt werden und später in der Genehmigungs- und
Ausführungsplanung spezifiziert werden. (siehe Abb. 5).
Entwurfsplanung Genehmigungsplanung Ausführungsplanung
Abbildung 5 Detaillierungsgrade einer Tür
21
BIM Software
Immer mehr Software-Unternehmen führen 5D-Lösungen in ihre CAD-Software ein
und bieten diese unter dem Schlagwort BIM an. Einige der Anbieter stellen ihre Pro-
dukte mit der “gesamten“ BIM-Anwendung (5D) bereit, andere Unternehmen ver-
knüpfen ihre 3D-Programme für die Mengen, Kosten- und Terminkalkulation mit einer
anderen Software.22
Die Tabelle 2 im Anhang gibt einen Überblick der Hersteller und
den aktuellen BIM-Produkten.
2.2 Austauschformat IFC
Jedes der oben genannten Software-Produkte beschreibt und sichert Daten in
eigenen Datei-Formaten, die sehr häufig nur mit dem eigenen Produkt “gelesen“
werden können. Zum Beispiel werden 3D-Daten, die mit der CAD-Software Revit
erstellt wurden, in das Revit-Datei-Format .rvt gespeichert und können von keinem
anderen Programm gelesen werden. Das stellt ein grundsätzliches Problem beim
Datenaustausch dar, denn nach der BIM-Vision sollen die Daten firmenübergreifend
21
entnommen aus [Egg-13], S.63f.
22
vgl. [Alb-13], S.13

20. 16
ausgetauscht werden können. Da die Unternehmen meistens mit unterschiedlichen
Software-Anwendungen arbeiten, ist das herkömmliche Verschicken von Dateien und
den damit verbundenen Informationen zwischen den Beteiligten mit einem enormen
Arbeitsaufwand verbunden, da entweder die Änderungen in das eigene Software-
Programm neu eingepflegt oder konvertierte Daten nachbearbeitet werden müssen.
In beiden Fällen ist Aufwand für die Ermittlung der inhaltlichen Änderungen („Was hat
sich überhaupt geändert?“) zu betreiben. Um dem beschriebenen Problem
entgegenzuwirken, wurde im Jahr 1995 die Organisation buildingSMART e.V. (als IAI
e.V.) gegründet. Diese setzte sich zum Ziel, eine standardisierte und systemneutrale
Datenschnittstelle zur Beschreibung digitaler Bauwerksmodelle zu entwickeln, was
dann im Ergebnis zum heutigen IFC-Format führte. IFC steht für Industry Foundation
Classes und ist ein programmunabhängiges Austauschformat. Mit dem IFC-Format
soll eine Konsistenz von semantischen23
Informationen im Austausch zwischen
unterschiedlichen BIM-Software-Lösungen sichergestellt und somit Datenverluste
vermieden werden.
2.3 Arten des Building Information Modeling
Um eine BIM-Anwendung zu differenzieren, wird zwischen den zwei Hauptarten little
BIM und big BIM unterschieden. Little BIM bezeichnet die BIM-basierte Planung in
einem Unternehmen. Big BIM bezeichnet hingegen den unternehmensübergreifen-
den Datenaustausch von Modellen.24
Bezogen auf die Software werden diese zwei
Hauptarten in die 2 Methoden open BIM und closed BIM unterteilt. In Anlehnung an
den Abschlussbericht zum „Forschungsvorhaben | Zukunft Bau | BIM-HOAI“ von Lie-
bich, Schweer und Wernik ergeben sich 4 unterschiedliche Methoden einer BIM-
Anwendung:25
23
siehe im Anhang [Semantische Modellierung]
24
vgl. [Kre-14]
25
vgl. [Lie-11],S. 46f

21. 17
little closed BIM
Abbildung 6 little closed BIM
26
Der Benutzer wendet mit einem fachspezifischen Gebäudemodell (z.B. Raumpla-
nung, Tragwerksplanung, TGA-Planung) intern für sich die Methode BIM an, ohne
diese Informationen mit anderen Projektteilnehmern auszutauschen. Die Software-
anwendung ist innerhalb des Unternehmens einheitlich und herstellerspezifisch.
little open BIM
Abbildung 7 little open BIM
Der Anwender arbeitet wie in der Methode 1, stellt aber die Daten in dem neutralen
Austauschformat IFC (siehe Abschn. 2.2) anderen Projektteilnehmern zur Verfügung.
Die Softwareanwendung kann in diesem Fall heterogen sein.
big closed BIM
Abbildung 8 big close BIM
Die Anwender arbeiten an ihren internen Bauwerksmodellen. Regelmäßig werden die
einzelnen Fachmodelle im gleichen Applikationsumfeld zu einem Gesamtmodell zu-
sammengefügt. Die Softwareanwendung ist in diesem Fall einheitlich und hersteller-
spezifisch.
26
Abb. 6-9 eigene Darstellungen
Anwender A Software A BIM-Daten A
BIM-Daten B
Fachmodell A
Fachmodell BSoftware BAnwender B
IFC
IFC
Anwender A Software A
BIM-Daten AB
Fachmodell A
Fachmodell BSoftware BAnwender B
Gesamtmodell
Gesamtmodell
Anwender A Software A
BIM-Daten AB
Fachmodell A
Fachmodell BSoftware AAnwender B

22. 18
big open BIM
Abbildung 9 big open BIM
Die Anwender arbeiten mit verschiedenen Softwareapplikationen intern an ihren dis-
ziplinspezifischen Bauwerksmodellen, somit ist die Softwareanwendung in diesem
Fall heterogen. Die Daten werden in einem einheitlichen, gemeinsamen Gebäude-
modell zusammengeführt. Zukünftig soll den verschiedenen Anwendern gleichzeitig
ein zentrales, einheitliches Bauwerksmodell zur Verfügung stehen.
2.4 Anwendung und Vorteile von BIM
Da das Bauwerksmodell die Grundlage für alle baurelevanten Daten der Planung ist,
muss besonders zu Beginn eines Bauprojektes viel Zeit für die Erstellung dieses
Modells investiert werden. Der nachfolgenden Abbildung ist zu entnehmen, dass bei
einer Planung mit der BIM-Methode der Aufwand in den frühen Leistungsphasen
höher anzusetzen ist als bei der traditionellen Planungsmethode. In den späteren
Planungsphasen verringert sich jedoch der Arbeitsaufwand, da für die Erstellung der
späteren Aufgaben, wie für die Erstellung eines Leistungsverzeichnisses oder
Mengenlisten, die Informationen automatisch direkt aus dem Modell entnommen
werden können.27
Dieses Prinzip wird als frontloading bezeichnet.
Abbildung 10 Verschiebung des Leistungsaufwandes mit der BIM-Methode
28
27
vgl. [Alb-14], S. 74
28
nach Patrick MacLeamy entnommen aus [Egg-13], S.33
Gesamtmodell
Anwender A Software A
IFC
IFC BIM-Daten AB
Software BAnwender B
BIM
Traditionell
Aufwand
Grundlagen
Entwurf
Werkplanung
Ausführung
Verzögerung
Rechtsstreit
Kosten der Änderung
Bewirtschaftung
Einfluss auf Kosten

23. 19
Ein einheitliches Bauwerksmodell ermöglicht in der Theorie eine verbesserte Durch-
gängigkeit von Informationen zwischen den Projektbeteiligten und erreicht durch die
verbesserte Verfügbarkeit der Daten eine höhere Qualitäts-, Planungs-, Termin- und
Kostensicherheit für das Bauwerk.29
Zu Beginn der Planungsphase werden zwischen den Projektbeteiligten gemeinsame
BIM-Ziele bzgl. der Anwendung der Methode definiert. Es wird vereinbart, wer wann
welche Informationen in welcher Qualität bzw. in welchem Detaillierungsgrad bereit-
stellen soll. Ebenso werden die Rollenverteilung, Verantwortlichkeiten sowie die Zu-
sammenarbeitsstrategie und die zu benutzenden Technologien festgelegt. Der Bau-
herr stellt die vereinbarten Ergebnisse in einem BIM-Handbuch zusammen und stellt
allen Projektbeteiligten dieses zur Verfügung. Zukünftig soll es einen deutschen Vor-
lagenkatalog für Projektabwicklungspläne geben, um BIM-Ziele verständlich und ver-
tragsgerecht formulieren zu können. 30
Mengen- und Kostenberechnungen
Nachdem die Ziele und weitere Festlegungen formuliert wurden, kann vom
Architekten ein grobes Bauwerksmodell entworfen werden, mit dem schnell und
automatisch erste Mengen- und Kostenschätzungen durchgeführt werden können.
Bei ursprünglichen Planungsverfahren ist die Zusammenstellung der Mengen sehr
zeitaufwendig und fehleranfällig. Aufgrund der Eingabe von bauteilspezifischen
Daten in das Bauwerksmodell erkennt das Software-Programm, um was für eine Art
es sich bei dem jeweiligen Bauteil handelt und kann diese sortiert aufführen (siehe
Abb. 11).
Abbildung 11 Auszug einer automatisch erstellten Fensterliste - Beispiel mit dem BIM-Software Revit
29
vgl. [Egg-13], S.25
30
Ebd., S.47

24. 20
Mit dieser modellbasierten Auswertung kann eine präzise Aussage über die zu
erwartenden Baukosten gemacht werden. Gemäß der HOAI ist eine ständige
Kostenkontrolle über alle Leistungsphasen (LPH 1-9) eine der Haupt-
Grundleistungen eines Architekten.31
Ungenauen Kostenermittlungen in den ersten
Leistungsphasen führen automatisch zu einer starken Kostenabweichung in den
späteren Leistungsphasen. Solche Fehleinschätzungen bringen häufig
Verärgerungen seitens der Bauherren oder bei öffentlichen Projekten auch der
Bevölkerung mit sich. Mit der Bestimmung der Baukosten durch BIM haben die
Architekten einen genauen Soll-Ist-Vergleich über alle Leistungsphasen hinweg und
eine erhöhte Kostentransparenz gegenüber dem Bauherrn. Dies führt automatisch zu
weniger Mengenüberschreitungen, fehlerhaften Ausschreibungen 32
und weniger
Missmut der Bauherrn/ Bevölkerung. Aus Sicht des Planers führt BIM auch zu einer
Verbesserung der Wirtschaftlichkeit im eigenen Unternehmen, da die Kooperation
und Zusammenarbeit mit einem zentralen Bauwerksmodell zu weniger
Nachbearbeitung und somit zu geringeren Personalkosten führt.33
Weitere Anwendungen
Im weiteren Verlauf des Entwurfes wird das Bauwerksmodell weiter durch zusätzliche
Fachplaner detailliert und mit weiteren bauspezifischen Informationen verknüpft. Die
Planungsbeteiligten stehen während des gesamten Projektes über ein Modell als
Informationsquelle in Verbindung und können sich leicht austauschen. Durch diese
Datenkonsistenz und Transparenz sind alle Planungsbeteiligten immer auf dem
neuesten Stand. Die hinterlegten Informationen zu den einzelnen Bauteilen führen
automatisch dazu, dass die aus dem 3D-Modell abgeleiteten Plandarstellungen
gemäß DIN 1356-1 34
angezeigt werden können. 35
Die Verknüpfung des
Geometriemodells mit dem Terminplan führt zu der Möglichkeit, dass Bauabläufe vor
Bauausführung digital simuliert werden können (4D).36
Das virtuelle Bauwerksmodell
kann die verschiedenen fachlichen Anforderungen mithilfe bestimmter Software-
31
vgl. [Hoa-13], Anlage 10 (zu §34 Absatz 4 und §35 Absatz 7)
32
vgl. [Alb-13], S.27
33
vgl. [Wer-14]
34
DIN-Norm für die vorgesehene zeichnerische Darstellung von Bauzeichnungen, vgl. [Deu-14]
35
vgl. [Gün-11b]. S. 34
36
vgl. [Alb-13], S. 24

25. 21
Tools interdisziplinär abbilden. Zum Beispiel können Kollisionsprüfungen anzeigen,
ob sich zwei Bauteile berühren oder versehentlich doppelt vorkommen.
Konfliktpunkte und Fehler können somit vor Ausführungsbeginn rechtzeitig erkannt
und behoben werden. Aufgrund gesetzlicher Richtlinien und Regelungen werden
immer mehr Nachweise über den Gesamtenergiebedarf eines Gebäudes (ENEV),
Brandschutz, Schallschutz usw. gefordert. Anhand des Bauwerksmodells können
mithilfe von bestimmten Software-Anwendungen bauphysikalische Berechnungen vor
Baubeginn durchgeführt werden und zeigen, ob das geplante Gebäude den
gesetzlichen Anforderungen entspricht.
Während der Bauausführung werden regelmäßig Soll-Ist-Kontrollen durchgeführt und
Änderungen fortgeschrieben um das Bauwerksmodell stetig mit aktuellen Daten zu
verwalten. Durch das Hinzufügen von z.B. Produktinformationen von verschiedenen
Herstellern kann das mit Informationen angereicherte 3D-Modell für die Nutzungs-
phase Informationen über Wartungs- und Betriebskontrollen bereitstellen. Somit wird
das Bauwerksmodell über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerkes hinweg
weiter entwickelt. Zum Ende eines Bauprojektes kann durch die vollständige Doku-
mentation der Phasen eine Auswertung des Projektverlaufs erstellt und eine gute
"Lernbasis" für zukünftige Bauvorhaben gesichert werden.37
2.5 Status Quo der BIM-Anwendung
Akzeptanz
Vermehrt trifft man bei Recherchen im Bereich des Bauwesens auf den Begriff BIM:
„BIM-Now!“38
, „Was ist BIM?“39
, „Planungsprozess im Wandel “40
.
Die Befürworter bzw. Verfechter der BIM-Vision sehen in der verstärkten Anwendung
von BIM die Lösung für Planungsprobleme, die es in der Baubranche gibt. Bezüglich
der Potentiale von BIM wird immer wieder festgehalten, dass die Projektbeteiligten
37
vgl. [Esc-14], S.4
38
[Bui-14a]
39
u. a. [Aut-15]
40
[Det-14]

26. 22
mit der ganzheitlichen Anwendung der BIM-Methode deutlich unterstützt werden
können.
Jedoch fällt auch auf, dass der notwendige „Kulturwandel“41
vorerst noch zu Skepsis
und Verunsicherungen, besonders bei den Architekten, führt. Die Architekten
befürchten, dass sie aufgrund der Veränderung der Prozesse und Richtlinien die
Freiheitsgrade verlieren, nicht mehr kreativ arbeiten können und mit der neuen
Technologie die Baukunst verloren geht. 42
Mit BIM treten Verwaltungs- und
Managementaspekte, insbesondere durch den systematischen geregelten Umgang
mit Daten, in den Vordergrund. Das ist für viele genau das Gegenteil von kreativen
Arbeiten.
Durch die öffentlichen Diskussionen und Erklärungen wird deutlich, dass für eine er-
folgreiche Einführung der Methode, die Akzeptanz für BIM bei den Betroffenen der-
zeit das zentrale Ziel sein muss. Um diese Akzeptanz zu erreichen, muss zunächst
die Wirtschaftlichkeit, d.h. den Nutzen für die Anwender nachgewiesen werden.
Probleme im Datenaustausch
Ein derzeit noch häufig auftretendes Problem in der BIM-Methode, ist der
Informationsverlust beim Datenaustausch zwischen zwei unterschiedlichen Software-
Anwendungen. Derzeit besteht ein Bauwerksmodell noch getrennt aus mehreren
Fachmodellen (Geometrie-, TGA-, Tragwerksmodell, etc.). Um die Datenkonsistenz
sicher zu stellen werden die einzelnen Fachmodelle auf Grundlage einer zuvor
vereinbarten einheitlichen 3D-Software-Lösung erstellt und später zu einem
Gesamtmodell zusammengefügt (big closed BIM). An diesem Gesamtmodell werden
dann die Auswertungen, Berechnungen oder Simulationen mit Hilfe zusätzlicher
Software-Tools durchgeführt. Laut des „BIM-Leitfaden für Deutschland“ ist „[d]as
große gemeinsame Gesamtmodell [...] derzeit noch Utopie!“43
. Die Organisation
buildingSMART e.V. begründet dies wie folgt: „Ein zentraler Punkt ist dabei die
Verbesserung des immer wieder nicht zufrieden stellenden Datenaustauschs auf
Grund fehlender und ungenügender Schnittstellen der IT-Lösungen im Bauwesen.“44
.
41
[Wer-14]
42
aus [Bui-14b]
43
[Egg-13], S. 50
44
[Bui-14a]

27. 23
Der IFC-Standard hat sich zwar in den letzten Jahren stark weiterentwickelt, jedoch
kann das neutrale Austauschformat heute noch nicht alle Funktionalitäten der BIM-
Software abdecken. „So können z.B. die Abmessungen verschiedener Strukturen
angezeigt werden, die Information, welche Objekte diese Abmessungen steuern, wird
jedoch nicht übertragen.“ 45
Das bedeutet, dass keine Informationen über
dynamische Objekte übertragen werden können, was aber für die Bestandsmodelle
(As-Built) erforderlich ist. Der IFC-Standard bietet trotzdem für statische
Kollisionsprüfungen, thermische Simulation sowie für den Austausch von CAFM-
Modellen schon allgemein anerkannte Möglichkeiten projektrelevante Daten
softwareübergreifend auszutauschen. Jedoch muss dieser Standard weiter
verbessert werden.46
Die Organisation setzte sich in ihrer veröffentlichten „Strategie 2017“ zum Ziel, dass
„die von buildingSMART entwickelten Lösungen[...] zu einer großen Marktakzeptanz
bei der Bauindustrie, Auftraggebern, Anwendern und in der Folge bei den Software-
unternehmen [führen]!“ 47
.
Öffentliche Hand
Viele Vorreiter der BIM-Methode sehen, neben der überzeugenden
Nutzenargumentation, die Unterstützung durch die öffentliche Hand als wichtige
Anforderung für eine erfolgreiche Durchsetzung von BIM in der Bauindustrie. Erste
BIM-Pilotprojekte, wie die Neubaustrecke der Filstalbrücke oder dem Rastätter
Tunnel im Projekt Karlsruhe-Basel (beide DB AG), werden vom Bundesministerium
für Verkehr und digitale Infrastruktur mit notwendigen Rahmenbedingungen
unterstützt.48
„ Am 15.1.2014 empfahl das Europäische Parlament, das Vergaberecht
der Europäischen Union zu modernisieren, indem der Einsatz von
computergestützten Methoden wie Building Information Modeling (BIM) zur Vergabe
von öffentlichen Bauaufträgen und Ausschreibungen empfohlen wird.“49
Die neue
EU-Richtlinie könnte somit BIM auch in Deutschland zum Durchbruch verhelfen.
45
[Tau-14], S. 28
46
vgl. [Tau-14], S.28f.
47
[Bui-17]
48
vgl. [Bmv-15]
49
[Bau-14]

28. 24
Internationaler Vergleich
Einige Länder, wie beispielsweise Großbritannien, die Niederlande, Dänemark, Finn-
land oder Norwegen, heben sich als Vorreiter im Vorantreiben der neuen Planungs-
methode positiv ab. Während in Deutschland der BIM-Standard erst eingeführt wird,
gehört er in diesen Ländern schon zur täglichen Praxis.50
Das staatliche Bauamt in Norwegen fordert sogar schon seit 2010 die Verwendung
von BIM-Standards (Statsbygg-BIM-Manual, 2011)bei neuen öffentlichen
Bauvorhaben.51
Auch Finnland begann früh mit der strategischen Förderung. Dort wurden
bereits seit 2007 bei staatlichen Aufträgen die Bauwerksdaten im IFC-Format
gefordert. Allgemein wird international ein jährlicher Zuwachs der BIM- Anwendungen
von knapp 15% angenommen.52
Diese Entwicklungen und positiven Erkenntnisse aus den Pilotprojekten zeigen
deutlich, dass die Projektbeteiligten, durch eine ganzheitliche Anwendung der BIM-
Methode, deutlich unterstützt werden können. Doch, warum hat sich die
vielversprechende Methode bis jetzt noch nicht in der deutschen Bauindustrie
durchgesetzt? Neben der Akzeptanz der Betroffenen, müssen weitere
Rahmenbedingung für eine erfolgreiche Anwendung der BIM-Methode geschaffen
werden. Unter anderem müssen neue Prozesse definiert werden, welche die
Zusammenarbeit der Beteiligten beschreibt. Es sollten neue Richtlinien festgelegt
und Aufgaben neu verteilt werden. Neben den funktionierenden IT-Schnittstellen,
fehlt es in der BIM-Vision auch an einer flexiblen Ablagemöglichkeit für alle
projektrelevanten Informationen. Im nachfolgenden Abschnitt werden die jeweiligen
Anforderungen für eine erfolgreiche Einführung und Umsetzung der BIM-Methode in
Deutschland zusammengefasst.
50
vgl. [Ste-11]
51
vgl.[Egg-13], S. 9f.
52
vgl. [Lie-11], S.11

29. 25
2.6 Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche BIM-Einführung
Um die BIM-Methode erfolgreich anwenden zu können, müssen die vier
Randbedingungen Menschen, Prozesse, Richtlinien und Technologie aufeinander
abgestimmt und gefördert werden (siehe Abb.12).
Abbildung 12 Abhängigkeiten der vier Randbedingungen der BIM-Methode
53
Im Folgenden werden die Anforderungen unter den oben genannten
Randbedingungen getrennt aufgeführt und erläutert.
Menschen
Da das Bauwerksmodell Grundlage für den gesamten Planungsprozess ist, muss
schon bereits in frühen Planungsphasen detaillierter, bezüglich der Zielsetzungen
und Festlegungen, modelliert werden. Dies steht im ersten Augenblick scheinbar im
Widerspruch zu den bisherigen – letztlich über Jahrhunderte etablierten – Prinzipien
und Methoden. Vom Groben ins Feine bleibt als Grundprinzip wie in Abschnitt 2.1
(Detaillierungsgrad) ausgeführt erhalten, jedoch werden die Begriffe Grob und Fein
neu definiert. Die Möglichkeiten von modernen IT-Werkzeugen, die Modelle schnell
mit ausführlichem Informationsinhalt zu erzeugen, steigen stetig. Die Informationen
bzw. Details werden zu früheren Zeitpunkten änderungsfreundlich angelegt und
können von anderen Beteiligten direkt wiederverwendet bzw. für sie aufbereitet
werden. Dies erfordert ein durchgängig diszipliniertes und strukturiertes Arbeiten der
jeweiligen Planer.54
Unter der Voraussetzung, dass die Mitarbeiter aufgeschlossen
53
eigene Darstellung nach [Egg-13], S. 22
54
vgl. [Egg-13], S.22
Menschen
Methode
Prozesse
Richtlinien Technologie

30. 26
gegenüber der neuen Technologie sind, müssen sie eine neue Methodik des
Zusammenarbeitens erlernen und benötigen daher eine gewisse Zeit der
Einarbeitung. Eine Grundhaltung, wie „das haben wir schon immer so gemacht“,
sollte im Rahmen von persönlichen Gesprächen mit den Beteiligten bzw. Betroffenen
geändert werden.
Neben der „fachlichen Projektleitung“ 55
ergeben sich neue Strukturen von
Aufgabenbereichen, die somit zu neuen Rollen im Planungsprozess führen. Für
diese neuen Tätigkeiten müssen neue Ausbildungs- bzw. Qualifikationsprogramme
aufgestellt werden, die eine solche Ausbildung unterstützen.56
Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Organisation von BIM-Aufgaben zu
strukturieren. Wie die Struktur aufgebaut ist, hängt stark von der Projektgröße, dem
BIM-Ziel, den BIM-Erfahrungen, den Randbedingungen und den Leistungsphasen
ab. Als übergreifende Rolle im BIM-Management trägt der BIM-Manager die
Verantwortung über die Einhaltung der BIM-Strategie, während der vereinbarten
Leistungsphasen. Diese Strategie wird im Vorfeld mit dem Bauherrn vertraglich
festgelegt. Der BIM-Manager kümmert sich um die Einhaltung der BIM-Standards
(Hard- und Software, Formate, Prozesse), sichert die Datenqualität sowie die
Termineinhaltung und dient als zentraler Ansprechpartner für Planungsbeteiligte in
BIM-spezifischen Fragen.57
Handelt es sich bei dem Bauvorhaben um ein kleineres
Bauprojekt, kann z.B. ein Architekt die Rolle des BIM-Managers übernehmen. Bei
größeren Bauobjekten können Projektsteuerer als BIM-Managers agieren. Einige
Unternehmen, wie z.B. die b.i.m.m GmbH bieten neben den Generalleistungen im
Bauwesen schon vereinzelt Managementleistungen für BIM an. 58
Bei größeren
Bauvorhaben ist dem BIM-Manager meist noch ein Gesamtkoordinator unterstellt,
der für die Zusammenstellung der einzelnen Fachmodelle verantwortlich ist.
Fachspezifische Daten werden von einem jeweiligen BIM-Koordinator aus den
verschiedenen Fachrichtungen (Architekturplanung, TGA-Planung,
Tragwerksplanung, usw.) zur Verfügung gestellt. (siehe Abb. 13).
55
[Egg-13], S.30
56
vgl. [Wer-14]
57
vgl. [Prz-14]
58
[Bim-10]

31. 27
Abbildung 13 Beispiel einer neuen Struktur von Aufgabenbereichen
59
An dieser Stelle soll hervorgehoben werden, dass die neuen unterschiedlichen Rol-
len nicht zwangsweise von unterschiedlichen Personen wahrgenommen werden
müssen. Aufgrund von Wirtschaftlichkeitsüberlegungen wird man unterschiedliche
Rollen von identischen Personen wahrnehmen lassen.
Prozesse
Das kooperative Arbeiten an einem gemeinsamen Datenmodell erfordert, dass die
Prozesse der Zusammenarbeit in den Projekten, insbesondere der Zugriff und die
Manipulation der gemeinsamen Daten, neu definiert und beschrieben werden
müssen. „Es müssen zunächst die unternehmensinternen Prozesse angepasst
werden[,] ehe mit der technischen Umsetzung von BIM begonnen werden kann.“60
Im Besonderen verändern sich die Prozesse der Kommunikation und
Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten, da der Informationsaustausch über
ein gemeinsames Datenmodell organisiert wird. Im Abschnitt 2.4 wurde die
gemeinsame Nutzung eines Datenbestandes als Vorteil hervorgehoben. Wenn Daten
jedoch nur einmal vorhanden sind, dann hat ein Speichern von Daten für alle
Beteiligten, die diese Daten ebenfalls benutzen, möglicherweise Auswirkungen. Dies
59
eigene Darstellung nach [Egg-13], S.31
60
[Alb-14], S.59
Auftraggeber
Auftragnehmer 2 Auftragnehmer 3 Auftragnehmer n
Auftragnehmer 1 &
Gesamtprojektleitung
BIM Koordinator BIM Koordinator BIM Koordinator
BIM Management
BIM Gesamtko-
ordination

32. 28
kann gut, schlecht oder unerheblich sein. Durch ein geeignetes Versions- und
Freigabemanagement, Ausschlussverfahren bzw. entsprechende
Speicherfunktionalität können solche unklaren Zustände verhindert werden. In
diesem Zusammenhang ist z.B. die Festlegung, welcher Bearbeiter eines
Fachmodells zu welchem Zeitpunkt Daten verändern darf, wichtig.
Zusätzlich müssen vom Bauherren und den Projektbeteiligten neben den
allgemeinen Projektzielen einheitliche BIM-Ziele und Detaillierungsgrade des
Bauwerksmodells und Methoden definiert werden. Die Ergebnisse der einzelnen
Arbeitsprozesse (deliverables) müssen vereinbart und schriftlich festgehalten
werden. Bei der Festsetzung der Teilprozesse ist die Arbeitsteilung angemessen zu
berücksichtigen, da häufig unterschiedliche Unternehmen an der Bearbeitung
beteiligt sind. Daher sollten die Teilprozesse auch parallelisiert werden können. Die
Parallelisierung von Teilprozessen erhöht die Komplexität des Gesamtprozesses,
ermöglicht aber eine schnellere Abwicklung und erhöhte Planungsqualität. Viele
Ausführungsfehler sind u.a. auf Informationsmängel oder fehlende Fachkenntnisse in
den frühen Planungsphasen zurückzuführen. Fachingenieure und ausführende
Unternehmen sollten frühzeitig mit in die Planung involviert werden, um Wissen der
Technik und Ausführung mit in die Planung einzubringen. Somit können kosten- und
zeitaufwändige Fehlerbehebungen in der Ausführungsphase vermieden werden.61
Richtlinien
Für die Zusammenarbeit im Bauwesen wurden über Jahrzehnte rechtliche Rahmen-
bedingungen und Regeln entwickelt. Neue Planungsprozesse und Aufgabenfelder
führen dazu, dass vor Projektbeginn bestimmte Regeln bezüglich der geänderten
Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten individuell festgelegt werden müs-
sen. Idealerweise sollten vorhandene Honorarbestimmungen angepasst werden, so-
dass die Absprachen der Anwendung von BIM-Methoden einfacher wird.
Die Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) gilt als Grundlage für die
Verhandlung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer und führt bestimmte
Aufgaben auf, die den einzelnen Leistungsphasen zugeordnet sind. In der aktuellen
HOAI (Auflage 30, 2013) werden jedoch die neuen Aufgaben, die sich aus der BIM-
61
vgl. [Sti-12]

33. 29
Methode ergeben, nicht aufgeführt. BIM wird lediglich in der Leistungsphase 2
Vorplanung als besondere Leistung aufgeführt und muss als Methode zwischen
Auftraggeber und Auftragnehmer frei verhandelt werden. 62
Die nur optionale
Berücksichtigung und die zusätzliche Aufwendung einer Abrechnungsmöglichkeit
wirkt sich deshalb kontraproduktiv auf die Durchsetzung von BIM insgesamt aus.
Damit sich die Planungsmethode mit BIM vollständig in der Baubranche durchsetzen
kann, müssen die zentralen Elemente von BIM in die Leistungsphasen der HOAI
präzise eingearbeitet werden. Im Gegensatz zur herkömmlichen Planung nach den
Leistungsphasen der HOAI 2013 ist bei einer Planung mit BIM eine strickte Trennung
zwischen den bisherigen Phasen nicht wirklich möglich. Da die neuen Aufgaben und
Prozesse einen großen Einfluss auf die zukünftigen HOAI- Leistungsphasen haben,
stellt sich hier die Frage, ob eine neue eigene Honorarordnung für die BIM-
Planungsbeteiligten nicht sinnvoll wäre.63
In dem Gutachten zur BIM-Umsetzung „Maßnahmenkatalog zur Nutzung von BIM in
der öffentlichen Bauverwaltung unter Berücksichtigung der rechtlichen und ord-
nungspolitischen Rahmenbedingungen“ werden folgende juristische Handlungsfelder
aufgeführt:
- VOB/A (Allgemeine Bestimmungen für die Vergabe von Bauleistungen)
- VOB/B (Allgemeine Vertragsbedingungen für die Ausführung von Bauleistungen)
- Haftungsrecht
- Urheberrecht
- Vertragsrechtliche Fragen
Für eine erfolgreiche Einführung von BIM müssen diese Problemfelder ebenfalls ge-
löst und angepasst werden.64
62
vgl. [Hoa-13], S.226 ff.
63
[Far-14]
64
vgl. [Esc-14], S.25

34. 30
Technologie
Die Anforderungen an die heute bereits und zukünftig eingesetzten IT Verfahren -
und Werkzeuge werden durch die BIM-Methode erhöht. Neben dem Erstellen eines
3D-Datenmodells mithilfe von Modellierungswerkzeugen (vgl. Modellelemente)
müssen die IT-Werkzeuge zusätzliche Funktionen z.B. für Kollisionsprüfungen und
Simulationen unterstützen65
. Kurz gesagt, die IT-Werkzeuge und -Systeme müssen
„BIM-tauglich“ sein. Dies kann nicht durch eine einzige Software geleistet werden.
Daher kommt es in einem Projekt meist zu Anwendungen unterschiedlicher IT-
Werkzeuge. Somit ist es für eine erfolgreiche BIM-Anwendung wichtig, dass die
unterschiedlichen IT-Werkzeuge voll funktionsfähige offene Schnittstellen für den
Datei-Austausch unterstützen. Damit kann ein Informationsverlust, beim
Datenaustausch zwischen Projektbeteiligten mit unterschiedlichen Software-
Anwendungen, verhindert werden.66
Durch die Verwendung unterschiedlicher IT-
Werkzeuge und Methoden im Planungsprozess, fallen deutlich mehr digitale Daten
und Informationen rund ums Bauprojekt an, als in der herkömmlichen Planung. In
diesem Zusammenhang wird eine erhöhte Koordinationsleistung der
Projektbeteiligten und eine verlässliche IT-Datenbasis gefordert, in der die
baurelevanten Informationen zentral abgelegt und für alle Projektbeteiligten – ggf.
auch unternehmensübergreifend mit Hilfe von Internet Technologie (VPN-
Verbindung67
) – zugreifbar sind (siehe später Abschn. 5.2, Abb.20).
Die Daten stehen den Projektbeteiligten dort entsprechend ihren Informationsbedürf-
nissen strukturiert zur Verfügung.
65
vgl. [Deg-13], S.37
66
vgl. [Egg-13], S. 22
67
siehe im Anhang [VPN-Verbindung]

35. 31
3. PDM-Systeme – eine zentrale Datenplattform für die
Baubranche
Wie in Kapitel 2, Abschnitt 2.6, dargelegt wurde, erfordert das erhöhte Datenvolumen
den Aufbau einer zentralen Informationsplattform, die als Datendrehscheibe für alle
Projektbeteiligten fungiert und die gespeicherten Daten allen Projektbeteiligten
ortsunabhängig zur Verfügung stellen kann. Neben ihrer zentralen strukturierten
Ablagemöglichkeit sollten die abgelegten Daten (z.B. CAD-Modelle) auch
automatisch analysiert bzw. qualitätsgesichert werden können. Es existieren
verschiedene Ansätze, das Konzept einer zentralen Informationsplattform für eine
Umsetzung der BIM-Vision zu verwenden.
Neben den Dokumentenmanagementsystemen (DMS), in der das Dokument im
Zentrum der Verwaltung steht, eignen sich auch sogenannte Produktmodell-Server
und Produktdatenmanagement (PDM)-Systeme als Lösung für die Umsetzung einer
zentralen Projektverwaltung im Bauwesen.68
Im Rahmen der dreijährigen ForBAU-
Studie wurde deutlich, dass PDM-Systeme gut geeignet sind, eine passende
unternehmensübergreifende Lösung für das Datenmanagement im Bauwesen zu
sein (siehe Tabelle 1).69
Tabelle 1 Vergleich von Lösungen für eine zentrale Informationsplattform
70
68
vgl. [Gün-11b], S.126
69
siehe [Gün-11a], S.20
70
eigene Darstellung nach [Gün-11a], S.21
Zugriffskontrolle
Versionierung
Produktstrukturmanagement
CAD-Schnittstelle
Concurrent Engineering
Dokumenten Zeichungsverwaltung
Workflowmanagement
Projektmanagement-Funktionalität
Anpassbare Benutzeroberfläche
Dokumenten-
management
* *
*nur von bestimmten Softwareanbietern erfüllt
Produktdaten-
management
Produktmodell-
Server
Instrumente zur Bauprojektdatenverwaltung

36. 32
Im Folgenden sollen die wesentlichen Konzepte des Produktdatenmanagements
erläutert werden, um im weiteren Verlauf der Arbeit die potenziellen Möglichkeiten
der Verwendung dieser Methoden für eine Umsetzung der BIM-Vision beispielhaft zu
konkretisieren.
Für Erläuterungen zu den Einsatzmöglichkeiten von Dokumentenmanagementsys-
temen und Produktmodellservern für die Bauindustrie wird auf das Kapitel 3.4 der
Literatur „Digitale Baustelle- innovativer Planen, effizienter Ausführen“71
verwiesen.
3.1 Begriffserklärungen
Produktdatenmanagement und PDM-Systeme
„In der VDI-Richtlinie 2219 werden [PDM]-Systeme als technische
Datenbank- und Kommunikationssysteme definiert, die dazu dienen,
Informationen über Produkte und deren Entstehungsprozesse bzw.
Lebenszyklen konsistent zu speichern, zu verwalten und allen relevanten
Bereichen eines Unternehmens bereitzustellen.“72
Diese Definition kann wie folgt erläutert werden:
Das Produktdatenmanagement (PDM) steht für die Verwaltung von anfallenden
Daten eines Produktes und die damit zusammenhängende Organisation der
Arbeitsabläufe. Ein Produktdatenmanagement-System (PDM-System) versteht sich
als ein zentrales Verwaltungssystem, in dem alle produktbeschreibenden Daten,
Dokumente und Prozesse strukturiert verwaltet werden können. Die zentrale Ablage
ermöglicht den schnellen Zugriff auf Informationen durch unterschiedliche Beteiligte
und verbessert zudem die Zusammenarbeit. Durch die volle Integration einer CAD-
Software können alle digitalen 3D-Bauteile als Dateien erkannt und bauteilorientiert
verwaltet werden. 73
Die Dateien werden von PDM-Systemen innerhalb eines
Elektronic Vault 74
geschützt abgelegt und mit Hilfe von Metadaten (siehe
Produktstruktur, Daten und Dokumente) beschrieben und verwaltet. PDM-Systeme
71
vgl. [Gün-11b], S.126ff., S.135f.
72
[Plm-15]
73
vgl. [Gün-11b], S.130
74
„elektronischer Aktenschrank“ vgl. hierzu [Eig-06], S.31

37. 33
bilden die Inhalte der Dateien nicht innerhalb des PDM-Datenmodells ab, sondern
belassen die Informationen innerhalb der Dateien und verwalten diese mithilfe von
Metadaten bzw. extrahieren bestimmte Informationen aus den CAD-Dateien, um
diese in anderen Arbeitsschritten zu verwerten. Der Einsatz solcher IT-Systeme ist
besonders in der Maschinenbau- und Automobilindustrie weit verbreitet und wird dort
als unverzichtbares Element für die Beherrschung der zunehmenden Produkt- und
Prozesskomplexität gesehen.75
Es gibt eine Reihe von Herstellern, die PDM-Systeme
anbieten und u.a. in der ForBAU-Studie genannt werden.76
Product Lifecycle Management (PLM)
Das Product Lifecycle Management beschreibt die ganzheitliche Verwaltung und
Betrachtung eines Produktes; von der ersten Produktidee über die Produktion und
den Betrieb bis zur Wiederverwertung oder Verschrottung.77
Während PDM-Systeme
tatsächlich als Standardsoftware-Produkte erworben werden können, ist dies für
PLM-Systeme nicht der Fall.
Unter einer PLM-Lösung wird eine Anzahl unterschiedlicher Teillösungen verstanden,
beispielsweise die Anwendungen für Konstruktion (CAD), Berechnungen, Kalkulation
(Excel), Projektmanagement (MS Project), Service (SAP), die aufbauend auf einem
PDM-System zu einem Gesamtsystem zusammengefügt werden (siehe Abb.16).
Abbildung 14 PLM-Lösung mit PDM-System und möglichen Teillösungen
78
75
vgl. [Arn-05]
76
vgl. [The-10]
77
vgl. [Plm-15]
78
eigene Darstellung
PDM
Konstruktion (CAD)
PLM-Lösung
Simulationen
Berechnungen
Projektmanagement
Produktionsplanung
Service-Dienste
...
Daten
Dokumente
Prozesse

38. 34
Bezüglich der Methode, werden die Daten nicht nur im Zusammenhang mit einer
Aufgabe oder einer Teillösung gesehen, sondern werden ganzheitlich und prozess-
orientiert betrachtet und bearbeitet. Den PDM-Systemen kommt in diesem Zusam-
menhang eine besondere Bedeutung zu, weil der Informationsaustausch und die
Steuerung des Austausches zwischen den unterschiedlichen Teillösungen über ein
gemeinsames unterliegendes System erfolgt. Zum Beispiel werden bestimmte Daten
aus einer Teilanwendung übernommen und den anderen Anwendungssystemen be-
reitstellt.
Im Rahmen der Weiterentwicklung der beteiligten Systeme und dem Wettbewerb der
Anbieter kommt es nunmehr zu Veränderungen und Weiterentwicklungen der
Leistungsangebote, welche die Grenzen zwischen den Begriffen PDM und PLM
unscharf werden lassen.
Produktmodell/ Virtuelles Produkt
Das Produktmodell enthält in einer PLM-Lösung alle Informationen zu einem Produkt.
Das bedeutet, dass der gesamte Produktlebenszyklus von der Entstehung, über den
Betrieb sowie die Entsorgung dokumentiert wird. Das Produktmodell bzw. ein virtuel-
les Produkt ist somit ein digitales Abbild eines real existierenden physikalischen Pro-
duktes (Siehe Abb.15).
Abbildung 15 Ein virtuelles 3D-CAD-Modell als Abbild eines realen Produktes
79
79
entnommen aus [Con-15a]

39. 35
Neben den statischen Darstellungen, wie z.B. die Form, beschreibt das virtuelle
Produktmodell auch funktionale Eigenschaften wie Haltbarkeit, Montagefähigkeit o-
der Bewegungseigenschaften (z.B. Crash-Verhalten) eines Produktes. Somit kann
das spätere reale Verhalten eines Objektes virtuell aufgezeigt werden. Aus dem vir-
tuellen Modell können neben den Produkteigenschaften auch Zusatzinformationen
wie Stücklisten oder Kosteninformationen ermittelt und in weiteren Arbeitsschritten
weiter verwendet werden.
Produktstruktur, Daten und Dokumente
Die eigentliche Information über ein Produkt wird in Form von Daten innerhalb von
PDM-Systemen in einer Produktstruktur abgelegt, was eines der wesentlichen Kon-
zepte von PDM-Systemen ist. Das ganze Produkt und die Zusammengehörigkeit der
unterschiedlichen Daten werden innerhalb der übergeordneten Produktstruktur be-
schrieben. Daten können u.a. in Form von Dokumenten (CAD-Modell, Zeichnungen,
Stücklisten etc) beschrieben werden. Unter einem Dokument wird zunächst ein
„elektronisches Dokument“ verstanden, welches auf einem Rechner als Datei exis-
tiert. Dateien werden innerhalb von PDM-Systemen über beschreibende Eigenschaf-
ten (Meta-Daten) identifiziert, klassifiziert und beschrieben.80
Bei einer technischen
Zeichnung wären das zum Beispiel der Ersteller eines Dokuments, die Zeichnungs-
nummer, Versionsstand (Index) oder das Änderungsdatum.
80
vgl. [Eig-06], S.133f.

40. 36
3.2 Komponenten und Kernfunktionen eines PDM-Systems
Im Wesentlichen lassen sich PDM-Systeme in die zwei Komponenten
Datenmanagement und Prozessmanagement unterteilen. Diese stehen im engen
Zusammenhang zueinander. Bei jeder Tätigkeit werden die relevanten Informationen
aus der Datenbank zur Verfügung gestellt und ausgewertet, um anschließend für den
darauf folgenden Prozess bereitgestellt zu werden. Diese zwei Bestandteile sichern
eine lückenlose Rückverfolgung beliebiger Konstruktions- und Fertigungsstände über
den gesamten Produktlebenszyklus eines Produktes.81
Datenmanagement
Datenmanagement bezeichnet die vollständige digitale Verwaltung und Archivierung
aller produktrelevanten Informationen. 82
Ein PDM-System kann die vollständige
Verwaltung und Archivierung von Produktdaten und darüber hinaus die Sicherheit der
Daten über ein Zugriffsschutzsystem gewährleisten. Der Aufbau von PDM-Systemen
ist sehr umfangreich und beinhaltet u.a. die drei wesentlichen Grundpfeiler: Projekte,
Produkte, Dokumente. Die Beziehungen dieser Objekte werden innerhalb von PDM-
Systemen abgebildet, wobei die Beziehungen sehr vielfältig sein können. Die
Strukturierung der Daten ermöglicht dem Anwender einen übersichtlichen und
einfachen Zugriff auf die zentral verwalteten Daten. Eine Projektstruktur beinhaltet
typischerweise alle Projektinformationen, die für das Management des Projektes
relevant sind. Diese Projektstrukturen können in weitere PDM-Elemente, wie
Produkte, Aufgaben, Dokumente etc. innerhalb eines PDM-Systems gegliedert
werden. Diese mehrdimensionale Gliederungsmöglichkeit, wie diese unter anderem
in der DIN 69901-5 83
oder PMBOK®Guide 84
gefordert ist, ermöglicht alle
projektrelevanten Informationen in weiteren Strukturen, beispielsweise die Produkt-
oder Dokumentenablagestruktur gegliedert zu verknüpfen. Diese Untergruppen
können innerhalb wiederum untergliedert werden. Zum Beispiel kann die
Produktstruktur in weitere Teile wie Baugruppe, Bauteile und schließlich in
81
vgl. [Lob-09], S.30
82
Ebd., S.34
83
DIN 69901-5 „Projektmanagement; Projektmanagementsysteme; Begriffe“ nach [Neu-09]
84
vgl. [Pro-13], S.105ff.

41. 37
Dokumente aufgeteilt sein. Die Dokumente können dann gruppenübergreifend
miteinander verknüpft werden. Demnach existieren zwischen den Dokumenten-,
Produkt,- und Projektdaten grundsätzliche Beziehungen, die je nach Projektart oder
Produktart unterschiedlich ausgeprägt sind und im PDM-System abgebildet werden
(siehe Abb. 16).85
Abbildung 16 Beispiel einer Projektstruktur im PDM System
86
Hierzu ein Beispiel anhand der PDM-Plattform CIM DATABASE: Das virtuelle Abbild
einer Autositz-Unterkonstruktion wurde auf Festigung geprüft. Der Prüfbericht kann
als ein neues Dokument per Drag&Drop in die zentrale Datenplattform eingespei-
chert werden. Es erscheint eine Neuanlage-Maske, in denen die Eigenschaften der
Datei festgelegt werden können. Der Import-Dateiname bleibt erhalten, jedoch kann
dem Dokument für die Ablage im PDM-System ein neuer Titel gegeben werden.
Durch die weiteren Angaben von Eigenschaften (z.B: Kategorien) wird gesteuert, wie
das Dokument in die Dokumentablage eingeordnet wird. Wird das Feld Artikelnum-
mer ausfüllt, wird das Dokument dem Artikel mit der vorgegebenen Artikelnummer
85
vgl. [Eig-06], S.31
86
eigene Darstellung in Anlehnung an [Gün-11b], S.131
Projekt
Produkt
Baugruppe
Bauteil
Dokument a
Dokument b
Dokument
Dokument a
Dokument b
...
Dokumentengruppe
Dokumententyp
Kategorie
Dokument a Dokument b

42. 38
zugeordnet. Durch das Ausfüllen des Feldes Projekt wird es einem Projekt bzw. der
Projektstruktur zugeordnet (siehe Abb.17)
Abbildung 17 Beispiel einer neuen Dokumentenablage in ein PDM-System – Bedienoberfläche von
PDM-System CIM DATABASE
87
Die flexible ggf. mehrfache Verknüpfung unterschiedlicher Objekte erlaubt es,
hochkomplexe Sachverhalte zu beschreiben. Da sich die Daten über die Zeit
verändern, ist es wichtig, bestimmte Zusammenstellungen der Daten (Konfiguration)
unterscheiden zu können. Hierfür wird innerhalb der PDM-Welt der Begriff
Konfigurationsmanagement verwendet.88
Prozessmanagement
Das Prozessmanagement innerhalb des PDM beschreibt die Ablauforganisation
einer Organisation, das bedeutet, „dass zeitliche Veränderungen des Produktmodells
abgebildet, verwaltet und dokumentiert werden.“89
Es beschreibt die Interaktion
zwischen Abläufen und Informationen und lässt sich in die folgenden drei Funktionen
gliedern:90
87
eigene Darstellung
88
vgl. [Con-15b]
89
[Eig-06], S.32
90
nach [Pac-93], entnommen aus [Eig-06], S.32
Dokument
Datei: Prüfbericht. docx
Drag&Drop
Zentrale Datenplattform
Dokumente
Qualitäten
Prüf-Versuchsberichte
Prüfbericht
P000119
Produkt
Sitz_Unterkonstruktion
000061
Prüfbericht

43. 39
• Arbeitsmanagement
• Workflow- Management
• Arbeitsprotokollverwaltung
Das Arbeitsmanagement erfasst alle fortlaufenden Daten unter Berücksichtigung der
jeweils entstanden Versionen, somit ist es im Laufe des Entwicklungsprozesses
möglich, zu einer vorherigen Version zurückzukehren. PDM-Systeme sind häufig am
stärksten im Bereich Workflow- Management ausgeprägt.91
Eine typische Workflow-
Anwendung ist der Freigabe- und Änderungsablauf von Zeichnungen oder Dokumen-
ten. Zum Beispiel könnte eine erforderliche Freigabe eines Dokuments mit mehreren
Prüfaktivitäten verknüpft werden etwa, wer wann was zu tun hat um die endgültige
Freigabe eines geänderten Dokuments herbeizuführen (siehe Abb. 18).
Abbildung 18 Workflow der Freigabe und Änderung
92
Um die Kontrolle über die jeweiligen Prozesse zu behalten, beinhaltet die Arbeitspro-
tokollverwaltung alle Ereignisse im Laufe der Projektabwicklung. Das Arbeitsprotokoll
kann im einfachen Fall nachweisen, wer welches Dokument zuletzt geändert hat. Bei
91
vgl. [Eig-06], S.32
92
eigene Darstellung nach [Eig-06], S.30
Erzeugen
Version 1
In Arbeit
Freigegeben
In Änderung
Inaktiv/Archiv
Prüfung
(elektronisch)
Prüfung
(mechanisch)
Erzeugen
Version 2
In Arbeit
Freigegeben
Transition
Prüfung
(elektronisch)
neue Version
erzeugen
Prüfung
(mechanisch)
Status

44. 40
einem erweiterten Protokollsystem können bestimmte Momentaufnahmen bei jedem
einzelnen Speichervorgang einer Datei festgehalten werden. Somit wird eine umfas-
sende Veränderung eines Prozessablaufes festgehalten. Solch eine Protokollierung
erfordert jedoch eine große Menge an Speicherkapazität in der Datenbank, dennoch
kann keine inhaltliche Aussage über die Art der vorgenommenen Änderung automa-
tisch ermittelt werden. Dies muss der Anwender ggf. durch zusätzliche Kommentare
beschreiben.

45. 41
4. Potenzial von PDM-Systemen für ein Bauprojekt
4.1 Analogien von PLM und BIM
Die wesentlichen Methoden des Product Lifeycycle Managements sind auf das
Building Information Modeling übertragbar. In beiden Bereichen liegt ein
umfassendes digitales Modell dem Planungs-, Ausführungs- und
Kommunikationsprozess zugrunde.93
Ebenso wie im PLM- Konzept steht das Bauteil
auch bei der BIM-Methode im Mittelpunkt der Betrachtungen und ist der
Datencontainer94
für alle bauteilrelevanten Informationen. Beim PLM spricht man von
einem virtuellen Produktmodell, in der Bauindustrie von einem Bauwerksmodell. Bei
BIM und PLM handelt es sich also um zwei sehr ähnliche Konzepte, jedoch mit
unterschiedlichem Durchdringungs- und Entwicklungsstand. Während in der
Baubranche die Methoden der virtuellen Produktentwicklung noch untersucht und
entwickelt werden, gehören sie in der Fertigungsindustrie schon seit den 90er Jahren
zum alltäglichen Standard.95
Vom Grundsatz her lassen sich die Prinzipien der zentralen Datenverwaltung mit ei-
nem PDM-System in der produzierenden Industrie auf die Baubranche übertragen.
Allerdings sind die Analogien mitunter schwer zu erkennen, weil zum Teil mit ande-
ren branchenspezifischen Begrifflichkeiten gearbeitet wird (siehe Abb. 19).
Abbildung 19 Vergleich PLM-Lösung und BIM mit einem PDM-System
96
93
vgl. [Bar-14], S.1f.
94
vgl. [Gün-11b], S.132
95
vgl. [Com-06], S.1
96
eigene Darstellungen
PDM
Konstruktion (CAD)
PLM-Lösung
Simulationen
Berechnungen
Projektmanagement
Produktionsplanung
Service-Dienste
...
Daten
Dokumente
Prozesse

46. 42
An dieser Stelle könnte in Betracht gezogen werden, dass der Begriff Produktdaten-
management im Zusammenhang mit der Baubranche nicht ganz passend ist. Zutref-
fender wäre eher die Bezeichnung Bauwerksdatenmanagement (BDM) für eine zent-
rale Verwaltung der Bauindustrie. Ein Bauwerk kann zwar auch als Produkt bezeich-
net werden, allerdings ist das eher eine untypische Bezeichnung für ein Gebäude.
Unabhängig von dieser Überlegung wird in dieser Bachelorarbeit für die zentrale
Verwaltung von Bauprojektdaten weiter der Begriff PDM verwendet.
Datenaustausch
Ähnlich wie im Bauwesen gibt es auch in den verwandten Branchen
Schnittstellenprobleme in der unternehmensübergreifenden Anwendung von CAD-
Technologien. Während für das Bauwesen der IFC-Standard als einheitliches
Austausch-Format entwickelt wird, werden nach dem ISO/IEC 10303 der STEP-
Standards für die Automobil- und Maschinenbauindustrie weiter entwickelt, um den
Austausch produktdefinierter Daten zwischen verschiedensten Programmsystemen
zu ermöglichen.97
Allerdings liegt bei grober Betrachtung, „[der] Zielmarkt von PDM-
Systemherstellern derzeit in erster Linie im unternehmensinternen Einsatz in der
stationären Fertigungsindustrie“98
und in den meisten Fällen wird dann mit einem
gleichen CAD-Programm für ein Projekt gearbeitet. Jedoch ist hierbei anzumerken,
dass PDM-Systeme seit vielen Jahren auch standortübergreifend eingesetzt werden
können. Die Einbindung von externen Partnern wird jedoch auf Grund von
Sicherheitsüberlegungen selten umgesetzt, obwohl dies technisch möglich ist.
Bezüglich der Zusammenarbeit mit Partnern unterscheiden sich die Branchen nicht
grundsätzlich. In der Baubranche ist die Zusammenarbeit mit externen Partnern
jedoch eher der Standardfall, der deshalb besonders gut unterstützt werden muss.
Der Ansatz, den Datenaustausch bzw. die Zusammenarbeit auch
unternehmensübergreifend immer über eine zentrale Speicher- und
Austauschplattformen zu unterstützen, ist wesentlich für die Umsetzung der neuen
Planungsmethode im Bauwesen.
97
vgl. [Lob-09], S.37
98
[Gün-11b], S.134

47. 43
4.2 Vorteile eines PDM-Systems für die Baubranche
Durch den Einsatz eines Produktdatenmanagement-Systems im Bauwesen können
nicht nur Planungsstrukturen, Geometriemodellen, Zeichnungen oder sonstige
projektrelevanten Informationen an einem Ort verwaltet und ausgetauscht werden,
sondern auch die interne Kommunikation zwischen Baubeteiligten verbessert
werden.99
Mithilfe eines solchen Systems, können redundante Daten kontrolliert
werden. Die Daten werden im Server der zentralen Datenbank gespeichert und nicht
auf die privaten internen Festplatten des Anwenders. Somit ist auch eine sofortige
Verfügbarkeit der aktuellen Daten für andere Mitarbeiter möglich. Aufgrund von
Versionisierungen und einer Statusverwaltung wird der Fertigstellungsgrad bzw. der
Bearbeitungszustand eines Dokuments sofort ersichtlich und das PDM-System
verhindert die Weiterverarbeitung von ungültigen Plänen, da diese automatisch
gesperrt werden. Dadurch wird verhindert, dass während der Ausführungsphase
veraltete Baupläne auf die Baustelle kommen. Aufgrund der bauteilorientierten
Ablagestruktur des 3D-Modells, können die Bauteile den Anwendern vereinzelnd
zugeordnet werden. Das hat zum Vorteil, dass gleichzeitig an einem Datenbestand
gearbeitet werden kann (Concurrent Engineering). 100
PDM fördert damit die
strukturierte Arbeitsweise der Mitarbeiter durch das Konzept der Produktstruktur.
Über eine Rechteverwaltung kann sichergestellt werden, dass nicht jeder
Projektbeteiligte Daten und Dokumente beliebig ändern oder löschen kann. Zudem
eignen sich PDM-Systeme sehr gut, um die Änderungsprozesse in einem Bauprojekt
zu koordinieren. Diese Möglichkeit spielt vor allem in der Ausführungsphase eine
wichtige Rolle. Mit BIM und einem PDM-System kann flexibler auf
Änderungsanträge, z.B. vom Bauherren, reagiert werden, da die neuen Daten aus
dem CAD-Programm und den weiteren Software-Applikationen mit dem PDM-System
verknüpft sind und die Daten somit automatisch an die Änderungen angepasst
werden. Lückenloses Datenmanagement in der Bauwerksentstehung kann für die
Nutzungsphase Unterlagen für z.B. Wartung und Betrieb zur Verfügung stellen. Mit
einer durchgehenden zentralen Informationsverwaltung kann jederzeit – auch im
99
vgl. [Krä-11]
100
vgl. [Gün-11b], S.119f.

48. 44
Nachhinein - mit wenig Aufwand eine Auswertung über den gesamten Projektverlauf
und damit eine Statusbewertung erfolgen.
4.3 Anpassungsbedarf
Um PDM-Systeme für Bauprojekte optimal nutzen zu können, bedarf es noch einiger
Anpassungen bezüglich der zu verwaltenden Inhalte, wie den CAD-Schnittstellen,
Bedienoberflächen, Begrifflichkeiten, der Administration und Prozessabläufe
(Standards, Aufgaben, Workflows etc.), die unterstützt werden. Anders als für den
Maschinen- und Anlagenbau bieten die Hersteller keine vorkonfigurierten
Templates101
für die Bauindustrie an.102
Im Anhang sind einige Aspekte aufgeführt,
die an die Baubranche angepasst wurden.
101
siehe im Anhang [Template]
102
vgl.[Gün-11a], S.19

49. 45
5. Anforderungen an ein PDM-System für die Baubranche
Unnötige Fehler und die daraus resultierenden Kosten lassen sich meist auf
unzureichendes Informationsmanagement zurückführen. Erste Untersuchungen aus
der ForBAU-Studie haben gezeigt, dass PDM-Systeme eine gute Lösung für ein
durchgängiges Datenmanagement im Bereich des Bauwesens sein können, wenn
entsprechende Adaptierungen erfolgen. Im weiteren Verlauf der Studie wurde
analysiert, welches der am Markt verfügbaren PDM-Systeme sich gut für die
Abwicklung von Bauprojekten eignet. Im ForBau-Projekt wurden PDM-Systeme nach
verschiedenen Kriterien untersucht, wobei der Aspekt der integrierten Unterstützung
des Projektmanagement bei der Bewertung bzw. Untersuchung der betrachteten
Systeme, im Vergleich zu anderer Attributen, sehr gering berücksichtigt wurde. Für
eine Übersicht der Beurteilungskriterien wird auf die Seiten 29ff. der Studie
verwiesen.103
In den folgenden Abschnitten sollen nun Anpassungskriterien an ein Produktdaten-
management-System für die Baubranche gestellt werden, mit der Voraussetzung,
dass ein virtuelles Bauwerksmodell die Grundlage der zu integrierenden Daten ist.
Die Anforderungen wurden aus Interviews mit erfahrenden Spezialisten aus der
PDM-Branche, dem Bereich der Projektsteuerung und aus den Ergebnissen der
ForBAU-Studie 2008-11 zusammengetragen.
Im Anschluss sollen beispielhafte Anpassungsmöglichkeiten an ein Bauprojekt
anhand der PDM-Software CIM DATABASE gezeigt werden. Diese
Anwendungsbeispiele, befinden sich im Anhang dieser Bachelorarbeit.
5.1 Zusätzliche Rahmenbedingungen zu Abschnitt 2.6
Wie in Kapitel 2 Abschnitt 2.6 schon erwähnt wurde, müssen vor Projektstart
bestimmte Vereinbarungen u.a. bezüglich der zu benutzenden Technologien
getroffen werden. Demzufolge, müssen auch bei der Anwendung eines
103
vgl. [Gün-11a], S.29ff.

50. 46
Produktdatenmanagementsystems, Standards und Richtlinien vereinbart und diese
schriftlich im BIM-Handbuch festgehalten werden.
Zu Beginn eines Bauprojektes spielt der Bauherr immer eine wichtige Rolle. Er muss
bereits in der Ausschreibung festlegen, dass ein PDM-System als eine zentrale
Datenverwaltungsplattform gefordert ist. Ein wichtiger Aspekt bei einer gemeinsamen
Nutzung von zentral verfügbaren Daten, ist die Frage nach der Finanzierung einer
solchen Plattform. Ein Lösungsansatz könnte einerseits sein, die Finanzierung auf
Grundlage der Nutzungsintensität auf die Projektbeteiligten aufzuteilen oder
andererseits einen gemeinsamen Fonds der Projektbeteiligten anzulegen. Weiterhin
ist darauf zu achten, dass die Nutzer einer zentralen Datenplattform verlässlich und
vertrauensvoll mit den Daten anderer Projektbeteiligten umgehen. Hierbei stellt sich
die Notwendigkeit für eine Einigung, wer der Betreiber und Koordinator eines solchen
Systems ist. Um Missbrauch und fehlendes Vertrauen vorzubeugen, bietet sich am
besten ein projektunabhängiger Dienstleister an, wie beispielsweise der BIM-
Manager, da er von den Beteiligten leichter akzeptiert wird und die Kompetenz zur
Steuerung einer zentralen Datenplattform besitzt.104
5.2. Systemtechnische Anforderungen
Zunehmend werden Bauprojekte international und somit an unterschiedlichen
Standorten abgewickelt. Ein PDM-System sollte demnach eine ortsunabhängige
Zugangsmöglichkeit erlauben und ohne Einschränkungen einen sicheren und
strukturierten Informationsaustausch sicherstellen. 105
Grundlage hierfür ist ein
Zugang zum Internet und eine ausreichende Geschwindigkeit der Datenverbindung
für alle Projektbeteiligten. Somit kann ein schnelles und flüssiges Arbeiten ermöglicht
werden. Besonders bei Bauprojekten die international abgefertigt werden, ist darüber
hinaus eine Mehrsprachigkeit der Systeme gefordert.106
Bei einem unternehmensübergreifenden Einsatz von einer zentralen Datenplattform,
muss sichergestellt werden, dass der Zugriff auf die Daten mit unterschiedlichen Be-
104
vgl. [Gün-11b], S.121
105
Ebd., S.117
106
vgl. [Alb-14], S.96

51. 47
triebssystemen möglich ist. Besonders bei Architekten ist das Betriebssystem Mac
OS x von Apple sehr verbreitet.107
Eine webbasierte Anwendung (z.B. wie der Cloud-Anbieter Dropbox) ist eine
Möglichkeit, Daten aus der zentralen Informationsplattform unabhängig vom
Betriebsystem ansehen und sogar austauschen zu können. Hierbei sollte der Zugriff
auf die Daten über individuelle Benutzerkonten (Web-Clients) und Passwörtern
gesichert und gesteuert werden können (siehe Abb. 20).
Abbildung 20 Informationsaustausch über eine zentrale Datenplattform
108
Die Web-Anwendung ist eine kostengünstigere Lösung, als eine umfangreiche PDM-
Anwendung und ist besonders für kleinere Unternehmen attraktiv, da die Firmen
nicht in ein bis jetzt relativ kostenintensive Datenmanagementsystem investieren
wollen oder können.
5.3 Funktionale Anforderungen
Datenmanagement
Insbesondere bei großen und komplexen Bauprojekten muss sichergestellt werden,
dass die Vielzahl an Daten in übersichtlicher Form gespeichert werden. Eine vordefi-
107
vgl. [Gün-11a], S.122
108
eigene Darstellung

52. 48
nierte Ablagestruktur ist hierbei eine unterstützende Lösung. Alle projektrelevanten
Daten sollten zunächst passend gruppiert und in einer hierarchischen Projektstruktur
organisiert werden. Mögliche Gruppen für eine Organisationsstruktur für ein Baupro-
jekt können sein:
• Dokumente
• Bauwerk
• Projekte
• Aufgaben
• Rollen / Projektbeteiligte
Innerhalb dieser Projektstruktur wäre es wünschenswert, wenn die jeweiligen Grup-
pen ebenfalls mit einer eigenen Struktur angelegt und mit Sachmerkmalen katalogi-
siert werden können, damit die Daten schneller im System gefunden werden können.
Ein PDM-System sollte die Möglichkeit bieten, projektspezifische Vorlagen bereitzu-
stellen, in denen bestimmte Dokumente, vorgefertigten Checklisten, Aufgaben, etc.
für ein Bauprojekt schon festgeschrieben und gefordert werden (vgl. Projektbeispiel
im Anhang). Trotz Vorlage können die Projektstrukturen aber individuell an ein be-
stimmtes Bauprojekt angepasst werden. Hierbei wird ein geringer Anpassungsauf-
wand, ohne aufwendige Programmierarbeiten, gefordert.
Ein wesentliches Defizit im Bauwesen ist die fehlende Kontrolle über die Dokumenta-
tion der einzelnen Planungsunterlagen, wie Konstruktionszeichnungen, Terminpla-
nungen usw. Mithilfe der Dokumentenablage können die baurelevanten Dokumente
übersichtlich verwaltet und archiviert werden und sollten mit Verschlagwortungen
schnell im System wiedergefunden werden (siehe Abb. 21).
Abbildung 21 Suchoption nach einem Dokument im PDM-System (hier: CIM DATABASE)

53. 49
Prozessmanagement
Die Erstellung, Freigabe und Änderung von projektrelevanten Daten kann durch ein
PDM-System mit systematischen Abläufen und Festlegungen koordiniert werden.
Bauprojekte sind besonders durch häufige Planungsänderungen geprägt. . Eine
besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang dem
Änderungsmanagement in Bauprojekten zu. Zum einen sollte das PDM-System bei
einer Datei-Änderung den beteiligten Personen den Hinweis über die jeweilige
Veränderung übermitteln und am besten diese direkt anzeigen oder auflisten können.
Diese Benachrichtigungen können z.B. direkt über die schon genannte webbasierte
Kommunikation übermittelt werden. Zum anderen muss das PDM-System dafür
sorgen, dass bei einer Änderung, die Datei für eine erforderliche Freigabe bzw.
Bauausführung bestimmte Aktivitäten (Workflows), durchlaufen muss (siehe Abb.
18). Für ein bauspezifisches Dokument (z.B. Werkpläne) sollten folgende Zustände
den Datensatz beschreiben:
Abbildung 22 Reifegrade von Dokumenten
Während der Planungs- und Ausführungsphase können folgende Bauzustände den
Reifegrad von einem Bauteil beschreiben:
Abbildung 23 Reifegrade von Bauteilen
109
109
Abb. 23 und Abb. 24 eigene Darstellungen
in Arbeit
Reifegrade mit Prüfung
Grundriss Erdgeschoss
Status
Reifegrade ohne Prüfung
in Prüfung
gesperrt
ungültig
in Änderung
freigegeben
in Arbeit
gesperrt
ungültig
in Änderung
freigegeben
wird geplant
Reifegrade Bauteilen
Bauteil Wand:
Status
Planung abgeschlossen
Baufreigabe erteilt
in Bau
geliefert
fertig gebaut
geprüft

54. 50
Bei einem Bauprojekt arbeiten häufig mehrere Projektteilnehmer gleichzeitig an
einem Datenbestand (meistens nur unternehmensintern). Während einer Datei-
Bearbeitung sollte vom Anwender festgelegt werden können, ob diese Datei während
der Nutzung gesperrt ist oder von anderen Teilnehmern gleichzeitig bearbeitet
werden kann. Ein PDM-System sollte darüber hinaus in der Lage sein, die jeweils
entstanden Versionen einer Datei während des gesamten Entwicklungsprozesses
über längere Zeit zu erhalten und die Möglichkeit bieten, auf die vorherigen
Versionen zurückgreifen zu können.
Rechte- und Rollenmanagement
Bei der zentralen Verfügbarkeit für alle Projektbeteiligten muss das Wissen der
Unternehmen und Personen mit entsprechenden Mitteln geschützt sein. Um
sicherzustellen, dass z.B. Subunternehmer oder Partnerfirmen im Projekt nicht das
kompetente Wissen eines anderen Projektbeteiligten entnehmen können, muss ein
Rechtesystem dafür sorgen, dass die Kernkompetenzen der einzelnen Unternehmen
und Personen gesichert sind.110
Über ein solches System sollte zudem festgelegt
werden können, welcher Anwender überhaupt welche Daten lesen oder ändern darf.
Bestimmte Dokumente dürfen demnach nicht für alle frei zugänglich sein. Für eine
Festlegung der Rechte, werden die Projektbeteiligten zuerst gruppiert und dann mit
bestimmten Rollen versehen. Die Zugriffsrechte können über eine Struktur gruppen-
oder rollenabhängig festgelegt werden (siehe Abb. 24).
Abbildung 24 Beispiel einer Rollenstruktur mit einer Rechtevergabe
111
110
vgl. [Gün-11a], S.31
111
eigene Darstellung in Anlehnung an [Gün-11b], S.120
Projektbeteiligte
Gruppe
Person
Person
Rolle
Gruppe
Rolle Einzelrechte
Einzelrechte
Gruppenrechte
Gruppenrechte

55. 51
Zum Beispiel könnte die Gruppe „Architekturbüro Hansen“ aus den Personen Frau
Hansen und Frau Romünder bestehen, denen jeweils unterschiedliche Rollen
zugeordnet sind. Beispielsweise übernimmt Frau Hansen die Rolle der Projektleiterin
und Frau Romünder die der Bauzeichnerin. Während die Projektleiterin Zugriff auf
alle projektrelevanten Daten hat, kann die Bauzeichnerin nur die von ihr zu
erbringenden Aufgaben und Dokumente einsehen und bearbeiten. Es sollte ebenfalls
möglich sein, die Rechte in Abhängigkeit mit dem Dokumentenstatus zu schalten.
Bedeutet, wenn ein Dokument auf den Status „freigegeben“ gesetzt wird, können die
Dokumente von den berechtigten Personen erst ab dem Zeitpunkt der Freigabe
eingesehen werden.112
An Bauprojekten arbeiten in der Regel viele Projektbeteiligte
mit unterschiedlichen Fachkompetenzen mit. Um bei konkreten Fragestellungen oder
Beratungen den passenden Ansprechpartner schnell finden zu können, wäre es
hilfreich beim Anlegen von neuen Personen im PDM-System die Möglichkeit zu
haben dem Client ein Expertenprofil zuordnen zu können.
Software-Integration
Durch die neue Arbeitsmethode mit einer zentralen Datenplattform, darf kein großer
Mehraufwand für die Mitarbeiter entstehen. Hier muss dem Anwender die Möglichkeit
geboten werden, über eine Direktintegration der Erzeuger-Systeme (z.B. CAD-,
Office,- Adobe-, Mail-Applikationen, Kalkulationsprogramme) projektrelevanten Daten
automatisch ins PDM-System importieren und ordnungsgemäß verwalten zu können.
Nach der BIM-Vision beinhaltet ein virtuelles 3D-Modell alle baurelevanten Daten für
ein Bauprojekt. Daher muss gerade eine CAD-Integration mit dem PDM-System
reibungslos funktionieren.
Durch eine CAD-Direktkopplung mit dem PDM-System wird die Konsistenz der Daten
sichergestellt, da die aktuellen Daten direkt in die Informationsplattform gespeichert
werden. In der Abbildung 25 ist am Beispiel von der CAD-Software AutoCAD und
dem PDM-System CIM DATABASE zu sehen, wie eine Direktintegration in der
Bedienoberfläche für einen Anwender aussehen kann. Zunächst müssen die nötigen
Schnittstellen zwischen den „BIM-fähigen“ CAD-Systemen und dem PDM-System,
z.B. wie in der folgenden Abbildung, erzeugt werden.
112
vgl. [Gün-11b], S.120

56. 52
Abbildung 25 CAD-PDM Direktintegration - Beispiel mit CAD-Software AutoCAD und PDM-System
CIM DATABASE
Es sollte möglich sein, die Datei direkt aus dem PDM-System zu öffnen um die Datei
mit dem passenden Programm bearbeiten zu können. Beispielsweise sollte bei der
Auswahl Bearbeiten die CAD-Datei automatisch im passenden Programm geöffnet
und geladen werden. Ebenfalls muss bei einer CAD-Direktintegration möglich sein,
die Bauteilstruktur aus dem CAD-Programm vollständig zu übernehmen und in der
vorgesehenen Objektablage im PDM-System zu sichern. Man spricht hierbei von
einer tiefen Integration von CAD-Software.
Projektmanagement
Bei einem Einsatz von Produktdatenmanagementsystemen in der Baubranche sollte
es, wie in den anderen Branchen auch, möglich sein, mehrere Projekte mit einer ein-
deutigen ID zu versehen und gleichzeitig verwalten zu können. Bauprojekte werden
stark von vielen unterschiedlichen Projektbeteiligten, Aufgaben, Termin- und Kosten-
plänen geprägt. Das stellt die Notwendigkeit dar, dass PDM-Systeme entweder ein
bereits integriertes Projektmanagement-Tool oder mindestes eine Schnittstelle zu
einer PM-Software (z.B. MS Project) besitzen sollten.
Prozesse oder Meilensteine aus dem Terminplan sollten mit bestimmten Workflows,
Checklisten oder einer offenen Punkteliste gekoppelt werden können. Zudem wäre
es wünschenswert, wenn durch die Direkt-Integration der Terminpläne (z.B. Bau-
zeitenplan), dem Anwender bei Verzögerungen oder Änderungen in der Planung mit
Verzugsmeldungen diese Information übermittelt wird und die Veränderungen und
Auswirkungen im Terminplan angezeigt werden.
Über das Anlegen von Aufgaben kann der Terminplan einfach und schnell erstellt
werden und über zeitliche Festlegungen (Top-Down, Soll-Termine oder Bottom-up),
können Aufgaben somit „flexibel“ oder „starr“ angelegt werden.

57. 53
Darüber hinaus sollten die Aufgaben direkt im Terminplan verschieb- bzw. änderbar
sein. Diese Veränderungen sollten nun wiederum die Aufgabenstruktur automatisch
aktualisieren. Da Bauprojekte meist mehrere Terminpläne (z.B. Planung der Planung,
Bauzeitenplan, Detailterminplan) beinhalten, sollten diese mit dem integrierten
Projektmanagement-Tool getrennt angezeigt werden können aber auch die
Möglichkeit besitzen bei bestimmten Bereichen die Informationen miteinander zu
verknüpfen. Somit muss z.B. eine Aufgabe nur einmal im System geändert werden.
Beispielsweise könnten bestimmte deliverables, wie die Fertigstellung einer
Konstruktionszeichnung oder die Ermittlung der Kostenschätzung nach DIN 276 dem
Generalterminplan über Aufgaben zugeordnet sein und mit dem Terminplan Planung
der Planung verknüpft sein. Verschiebt sich also z.B. die Fertigstellung der
Konstruktionszeichnung im Generalterminplan hat diese Veränderung Einfluss auf
den Übersichtsplan der Planung. Für eine bessere Übersicht im Terminplan sollten
die Balken im Zeitplan verschieden farbig markiert werden können (z.B. Ein Gewerk
= Eine Farbe). Die Gewerken können somit im Terminplan schneller gefunden
werden (siehe Abb. 26).
Abbildung 26 Beispielhafter Auszug aus einem Bauzeitenplan
113
Die Vision der digitalen Baustelle besagt, dass mit einem virtuellen Modell die Bau-
stelle digital dargestellt werden und kann und durch die Verknüpfung von Terminplä-
nen der Baustellenablauf vor Baubeginn simuliert werden kann. Ein großer Vorteil
wäre, wenn das PDM-System die Visualisierung selber anzeigen könnte. Wenn das
113
eigene Darstellung
Strassenbau
Herrichten/ Erschließen
und Aushubarbeiten
14 01.09.2014 18.09.201414,00
Landschaftsgestaltung 30 03.08.2015 11.09.2015
Stahlbetonbau 55 22.09.2014 05.12.2014 55,00
Gerüstbau 99 13.10.2014 26.02.2015
Aufbau 31 13.10.2014 24.11.2014 31,00
Abbau 2 25.02.2015 26.02.2015
Fensterbau 40 10.11.2014 02.01.2015 40,00
Maurerarbeiten 43 22.12.2014 18.02.2015 43,00
Dachdeckung 50 22.12.2014 27.02.2015 50,00
Lüftungstechnik 180 22.09.2014 29.05.2015
Rohinstallation 55 22.09.2014 05.12.2014 55,00
Feininstallation 5 25.05.2015 29.05.2015
Elektrik 175 22.09.2014 22.05.2015
Rohinstallation 40 22.09.2014 14.11.2014 40,00
Feininstallation 10 11.05.2015 22.05.2015
Sanitärtechnik 190 22.09.2014 12.06.2015
Rohinstallation 55 22.09.2014 05.12.2014 55,00

58. 54
nicht der Fall ist, wäre es notwendig, dass der Terminplan aus dem PDM-System mit
den passenden Programm-Tools kompatibel ist.
Derzeitige PDM-Systeme verfügen über die Möglichkeit die unternehmensinternen
Ressourcen zu dokumentieren. Dies könnte für die Baubranche ebenfalls einen
Vorteil bieten. Zum einen für die unternehmensinterne Ressourcenplanung und zum
anderen könnte es dem Bauherrn einen schnellen Überblick über die bereits
erfolgten Arbeitsaufwände verschaffen. Ihm wird übersichtlich dargelegt, wie viel
Aufwand bis zu einem bestimmten Zeitpunkt schon in das Bauprojekt investiert
wurde und kann diesen mit dem geplanten Aufwand vergleichen (Soll-Ist-Vergleich).
Viewer
Das Datenmanagementsystem sollte die Möglichkeit bieten mit einem integrierten
Viewer verschiedene Datensätze anzuzeigen und durch die Interaktion, wie
beispielsweise das Drehen von Bauteilen, mit Markups direkt am Modell
Änderungswünsche anzeigen zu können (siehe Abb. 27).
Abbildung 27 Einfügen von Markups in einer Zeichnung durch einen Viewer (hier: CIM DATABASE)
114
114
eigene Darstellung

59. 55
Anpassbare Benutzeroberfläche
Nicht jeder Anwender möchte alle Projektdaten im PDM-System angezeigt bekom-
men, sondern nur die Informationen, die für seine Aufgaben relevant sind. Die Zu-
gänglichkeit und Anwenderoberfläche sollte demnach auf die Nutzer anpassbar sein.
Dabei werden bestimmte Buttons für ausgewählte Gruppen in der Bedienoberfläche
nicht angezeigt und die Informationen werden User-spezifisch aufbereitet. Dem Nut-
zer eines PDM-Systems für ein Bauprojekt sollte jederzeit die Möglichkeit geboten
werden, über eine Hilfe-Option (mit z.B. Demos oder Beispielen) Erklärungs- und
Anwenderhinweise zu bekommen.
Integration von Daten während der Bauausführung
Während der Bauausführung ist es wichtig, dass der Bauzustand u.a. mit einem Bau-
tagebuch regelmäßig fortgeschrieben wird. Es muss möglich sein, die Dokumentation
über z.B. Laptop, Handy oder einem Tablet von der Baustelle aus direkt in das PDM-
System zu sichern. Die Bedienoberfläche auf einem mobilen EDV-Gerät muss ein-
fach und selbsterklärend sein und für die Größe des Browserfensters angepasst
werden. Die Abbildung 28 zeigt, wie eine Bedienoberfläche für ein Tablet oder Handy
aussehen könnte.
Abbildung 28 Beispiel einer Bedienoberfläche für Mobile Geräte
115
Die Objekte in einem Bauwerksmodell können durch die bauteilorientierten Struktur
durch die CAD-Software mit einer eindeutigen ID-Nummer im PDM-Systems
115
eigene Darstellung

60. 56
ausgestattet werden. Die realen Bauteile werden mit einem jeweils passenden
Strichcode versehen. Durch diese explizite Erkennung der Bauteile, können in der
Ausführungsphase Baumängel oder andere Dokumentationshinweise (Fotos,
Kommentare, Notizen etc) dem Objekt eindeutig zugeordnet werden. Beispielsweise
kann ein Handwerker mit seinem Handy den Strichcode von einem montierten
Bauteil einscannen und somit im PDM-System automatisch als „ fertig gebaut“
markieren. Über eine Webcam-Verbindung kann der Baufortschritt innerhalb einer
PDM-Plattform dokumentiert und ausgewertet werden. Mit einer integrierten
Wetterstation auf der Baustelle, können die Daten direkt in das System und in das
Bautagebuch eingetragen werden116
. Der Bedarf dieser Anforderung ist jedoch
gering.
Kommunikation
Neben der Möglichkeit im PDM-System Daten auszutauschen wäre es ein weiterer
Vorteil, wenn die Projektbeteiligten sich innerhalb der zentralen Informationsplattform
über z.B. einen Chat austauschen könnten. Ein webbasierter Kommunikationsbe-
reich und der Zugang über mobile EDV-Mittel könnte hier eine ortsunabhängige Lö-
sung sein. Jedem Beteiligten würde ein Web-Client zugeordnet werden. Bestimmte
Inhalte im PDM-System könnten abonniert werden und der Anwender würde so über
zugehörige Vorkommnisse benachrichtigt werden und könnte diese außerdem kom-
mentieren. Die Kommentare könnten für alle Projektbeteiligte sichtbar veröffentlicht
oder nur an bestimmte Personen mitgeteilt werden.
Schnittstelle Facility Management
Ein PDM-System für die Nutzungsphase eines Gebäudes weiter zu verwalten, wäre
aufgrund der Menge an Daten nicht vorteilhaft. Sinnvoll ist es jedoch, alle
Informationen, die zum Betriebsstart bzw. zum Aufsetzen des Facility Management
benötigt werden zu übergeben. Hierfür müsste jedoch ein Schnittstellen-Konzept für
den Export aus PDM-Systemen und den Import von Daten in das CAFM-System
entwickeln werden.117
116
vgl. [Gün-11a], S.31
117
[Fre-13], S.4

61. 57
6. Zusammenfassung und Ausblick
6.1 Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurde BIM als umfassende Vision in der Baubranche
beschrieben. Demnach soll zukünftig ein mit baurelevanten Informationen
angereichertes virtuelles 3D-Modell (Bauwerksmodell) als zentrale Datenquelle für
alle Projektbeteiligten über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerkes dienen.
Um das Potential (wie z.B. die Datendurchgängigkeit über den gesamten
Lebenszyklus eines Bauwerks, automatische Mengen- und Kostenermittlungen oder
vorzeitige Kollisionsprüfungen am virtuellen Modell) voll ausschöpfen zu können,
benötigt es noch einige Anpassungen bezüglich der organisatorischen und
technischen Rahmenbedingungen von Bauprojekten.
Derzeit stehen viele Baubeteiligte der neuen Planungsmethode skeptisch gegenüber.
Hier muss daher erst einmal die Akzeptanz für die neue Arbeitsmethode geschaffen
werden, um die Vision erfolgreich in der Bauindustrie durchsetzen zu können. Um die
Akzeptanz zu erreichen müssen neue vertragliche Richtlinien und
Honorarvereinbarungen an die neue Planungsmethode BIM angepasst werden.
Neben den organisatorischen Anpassungen erfordert die Durchsetzung der BIM-
Methode, bei einem unternehmensübergreifenden Einsatz, funktionsfähige Daten-
Schnittstellen zwischen den heterogenen CAD-Programmen. Es darf bei dem
Austausch von Daten zu keinen Informationsverlusten kommen. Um die erhöhte
Mengen an digitalen Daten, die durch die Anwendung von BIM entstehen,
übersichtlich und vollständig verwalten zu können, wird ein durchgängiges und
unterstützendes Datenmanagementsystem benötigt.
Produktdatenmanagementsysteme (PDM-Systeme), die besonders in der stationär-
produzierenden Industrie verbreitet sind, könnten hier einen passenden
Lösungsansatz bieten. Für die Anwendung in der Bauindustrie werden jedoch
Anpassungen benötigt. PDM-Systeme bieten die Möglichkeit, über eine CAD-

62. 58
Integration, die Daten direkt in einer vordefinierten und angepassten Ablagestruktur
konsistent und sicher zu verwalten.
Zusätzlich zum Datenmanagement können PDM-Systeme mit systematischen
Prozessabläufen die Erstellung, Freigabe und Änderung von projektrelevanten Daten
koordinieren. Über ein Rollen- und Rechtesystem ermöglichen sie einen
kontrollierten Datenzugriff der Projektbeteiligten. Dies ist eine wichtige
Voraussetzung für das Zusammenarbeiten von unternehmensübergreifenden
Projektbeteiligten.
Erkenntnisse aus der Arbeit
Während der prototypischen Anwendung wurde deutlich, dass schon einige
Anforderungen durch das PDM-System CIM DATABASE erfüllt werden. Dies wird
auch durch die Bewertung der ForBAU-Studie bestätigt.118
Derzeit verhindern noch
fehlende CAD-Schnittstellen eine mögliche Direktintegration der projektrelevanten
Daten in eine PDM-Plattform. Jedoch waren einfache Konfigurationen, wie die
Anpassung von Bezeichnungen u.a. von Katalogen, Vorlagen oder das Anlegen
einer neuen Projektstruktur für ein Bauprojekt, bereits möglich. Die genauen
Einstellungen und Veränderungen innerhalb der Systemadministration sollten im
Weiteren genauer untersucht und angepasst werden. Es kann festgehalten werden,
dass die PDM-Systeme mit anderen Funktionen, wie beispielsweise unterstützendes
Prozessmanagement oder Änderungs- und Versionsmanagement, schon jetzt eine
gute und unterstützende Lösung für das Datenmanagement in einem Bauprojekt
darstellen.
6.2 Ausblick
Es ist anzunehmen, dass die Digitalisierung der Baubranche in den kommenden
Jahren ein immer größer werdendes Thema, besonders bei öffentlichen
Bauvorhaben, wird. Bislang hat insbesondere der öffentliche Auftraggeber in
Deutschland kaum Erfahrungen mit BIM gemacht. Die sehr rasche Entwicklung von
BIM im Ausland zeigt, dass bestimmte Richtlinien und Vorgaben für BIM in
118
vgl. [Gün-11a], S.40

63. 59
Deutschland zeitnah entwickelt werden sollten, um den deutschen Unternehmen die
Möglichkeit zu bieten, international wettbewerbsfähig zu bleiben. Der öffentliche
Auftraggeber nimmt hierbei eine wichtige Rolle als Vorreiter ein. 119
Für eine
erfolgreiche Einführung von BIM in Deutschland, soll voraussichtlich bei öffentlichen
Ausschreibungen die BIM-Methode schon bald durchgehend gefordert werden.120
Mit einer Förderung und Forderung der öffentlichen Auftraggeber, BIM in öffentlichen
Bauvorhaben einsetzten zu müssen, wird sich zeigen, ob sich die neue
Planungsmethode BIM im Bauwesen durchsetzen wird oder nicht. Festzuhalten ist,
dass durch BIM die Arbeit von Planern, Auftraggebern und Gewerken entscheidend
verändert wird.
Das Building Information Modeling sollte zukünftig zusammen mit einer effektiven
Datenverwaltung, wie sie in der Arbeit beschrieben wurde, bei allen Bauprojekten
angewendet werden. Mithilfe dieser Digitalisierung wird die Zusammenarbeit der
Projektbeteiligten effektiv verbessert. Des Weiteren können Planungs- und
Ausführungsprozesse durchgehend unterstützt und Daten zentral über den gesamten
Lebenszyklus eines Gebäudes bereitgestellt werden.
Die Entwicklung einer solchen Methode und Technologie wird mit Sicherheit eine
gewisse Zeit in Anspruch nehmen (eine vollständige Durchsetzung der PLM-Vision in
der stationär produzierenden Industrie hat über 20 Jahre Entwicklung benötigt).
Zu Beginn der Entwicklung wird die BIM-Methode mit einem PDM-System vorerst nur
für größere Bauunternehmer und Planungsbüros attraktiv sein. Die derzeitige Anpas-
sung der zentralen Datenbank auf Bauprojekte, ist noch zu zeitintensiv und folglich
noch sehr kostspielig für kleinere Unternehmen. Durch die Weiterentwicklungen von
Standards, Templates und webbasierten Zugangsmöglichkeiten auf die zentralen
Daten, wird diese Methode auch für kleinere Planungsbüros eine effektive Lösung für
die Abwicklung von Bauprojekten sein.
119
vgl.[Egg-13], S.82
120
vgl.[Bau-14]

64. 60
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[Ste-13]
[Sti-12]
[Tau-14]
[The-10]
[Wer-14]
[Wit-94]

68. 64
Anlagenverzeichnis
I. Prototypische Anwendung einer PDM-Plattform für ein Bauprojekt______65
i. Software_________________________________________________66
ii. Umsetzung_______________________________________________68
II. Begriffserklärungen_____________________________________________82
III. Tabelle BIM-Software____________________________________________83

69. 65
Anlagen
I. Prototypische Anwendung einer PDM-Plattform für ein
Bauprojekt
Nachdem in Kapitel 2 und 3 die Grundlagen und Visionen der heutigen Technologien
BIM und PDM beschrieben und anschließend die Anforderungen an ein PDM-System
für die Bauindustrie erarbeitet wurde, sollen nun vereinzelt Beispiele aufzeigen, wie
ein Use-Case einer PDM-Anwendung in der Bauindustrie aussehen könnte.
Es handelt sich dabei um eine prototypische Anwendungsoberfläche der PDM-
Plattform CIM DATABASE von der CONTACT Software GmbH, die allein für dieses
Beispiel angepasst wurde. Die CAD-Zeichnung, die für den Import benutzt wird,
wurde vom Lehrstuhl Baumanagement121
zur Verfügung gestellt und mit der Software
Revit (Autodesk) gezeichnet. Die zuvor gestellten Anforderungen der Begrifflichkeiten
einer Ablagestruktur und Klassifikationen für Dokumente, Vorlagen, Objekte usw.
wurden zunächst umfangreich in das PDM-System CIM DATABASE eingepflegt.
Hierbei liegt auch der Schwerpunkt der Implementierung. Ohne jeglichen Aufwand
wurde ein neuer Datei-Typ konfiguriert, um die Revit-Datei in die Datenplattform
importieren zu können. Aufgrund von zu geringer Bearbeitungszeit und noch
fehlenden administratorischen Festlegungen, ist eine direkte CAD-Integration, wie es
in Abbildung 25 gezeigt wurde, mit CAD-Programm Revit und dem PDM-System CIM
DATABASE für diese Bachelorarbeit nicht möglich gewesen. Die Integrierung der
Revit-Datei erfolgt in der Anwendung direkt über das Drag&Drop-Prinzip.
Die Inhalte der Daten sind alle frei erfunden. Im Mittelpunkt soll die
Veranschaulichung der technologischen Möglichkeiten stehen und nicht die Inhalte
der Informationen .
121
Fachhochschule Münster, Fachbereich 5 Architektur, Department Baumanagement

70. 66
i. Software
PDM-System CIM DATABASE
CIM DATABASE (CDB) wurde von dem Unternehmen CONTACT Software GmbH
entwickelt und ist ein modernes, flexibles und leistungsfähiges Softwaresystem zur
Verwaltung von Daten und zur Unterstützung von Prozessen der Produktentstehung
und Produktumsetzung (PDM-System). Das System ist die Informationsdrehscheibe
für alle Daten und Dokumente entlang eines Produktlebenszyklus und kann in eine
Vielzahl von verschiedenen Anwendungsumgebungen (CAD-Software, Office- Appli-
kationen, Simulations-Tools, usw.) integriert werden. CIM DATABASE lässt sich aus
einzelnen Produkten zu einer auf den Anwender angepasste PLM-Lösung zusam-
mensetzen:
CIM DATABASE PDM/PLM für das Produktdaten- und Product Lifecycle Ma-
nagement
Project Office für das Projekt-und Prozessmanagement
Workspaces für kollaboratives CAD-Datenmanagement
Fast Concept Modelling für schnelle parametrische Konstruktionen
CIM DATABASE PDM/PLM bildet dabei das Grundprodukt zur Verwaltung der
Projektdaten. Die anderen drei Produkte können zusätzlich in das System integriert
werden und bilden zusammen eine ganzheitliche Lösung für das
Produktdatenmanagement. Mit fast allen M-und E-CAD-System 122
ist eine
vollständige CAD-Integration mit CIM DATABASE möglich. „Sehr gut gelöst ist die
umfangreiche Projektmanagement-Integration. Egal ob innerhalb von CIM
DATABASE oder in Microsoft Project gearbeitet wird, alle Informationen können
reibungsfrei in die zentrale Datenbasis integriert und mit Objekten und Dokumenten
verknüpft werden.“123
122
CAD-System für die Bereiche Mechanik und Elektronik
123
[Gün-11a], S.40

71. 67
Abbildung 29 Bewertungsergebnis von CIM DATABASE in der ForBAU-Studie 2011
(Gesamtergebnis Rang 2)
124
Derzeit läuft das PDM-System nur unter dem Betriebssystem Windows. Das Unter-
nehmen CONTACT macht jedoch mit webbasierten Schnittstellen den Zugriff auf die
Daten-Plattform unabhängig vom Betriebsystem möglich.
CAD-System Revit
Die Bauplanungssoftware Revit (...) von der Firma Autodesk wurde speziell für
Building Information Modeling (BIM) entwickelt. Es ermöglicht Planungs- und
Tiefbauingenieuren, mit einem koordinierten und konsistenten modellbasierten
System Ideen vom Konzept bis zur Ausführung zu verwirklichen. Autodesks Revit ist
eine komplette Anwendung, die Funktionen für die architektonische Planung,
Gebäudetechnik, den Ingenieurbau und den Hochbau umfasst. 125
Ursprünglich
wurde das CAD-System unter dem Betriebssystem Windows entwickelt. Seit Herbst
2010 ist Revit Architecture auch für Mac OS erhältlich.126
124
[Gün-11a], S.40
125
vgl. [Aut-11]
126
vgl. [Sof-15]

72. 68
ii. Umsetzung
Beim Start des Programms CIM DATABASE wird zunächst ein Anmeldedialog
angezeigt. Der Anwender muss sich mit seinem Client-Profil anmelden und angeben
mit welchem Server sich das PDM-System verbinden soll. Der Zugang wird über ein
Passwort für jeden Anwender geschützt. Im Rahmen dieser Implementierung loggt
sich der Anwender eza mit Benutzername und Kennwort ein und verbindet sich mit
dem Demo-Versions-Server (siehe Abb. 30). Der Benutzer eza besitzt alle
administrativen Rechte in CIM DATABASE.
Abbildung 30 Anmeldedialog von PDM-System CIM DATABASE
Bedienoberfläche CIM DATABASE
Nach Start und Anmeldung öffnet sich das Programmfenster von CIM DATABASE.
Dieses ist in mehrere Bereiche gegliedert ist. Oben befindet sich die Menüleiste (1),
in der die klassischen System-Befehle, wie „Datei-Öffnen“, „Rückgängig“ oder
„Kopieren“ möglich sind. Der Befehl „ Hilfe“ in der Menüleiste unterstützt den Client
bei der Anwendung von CIM DATABASE. Ebenso kann über die Menüleiste die
individuelle Benutzeroberfläche eingestellt werden. Die Bedienoberfläche in
Abbildung 31 ist demnach nur ein Beispiel, wie ein Programmfenster von CIM
DATABASE aussehen könnte.

73. 69
Abbildung 31 Bedienoberfläche nach Programmstart von CIM DATABASE
Unterhalb der Menüleiste liegen die Symbolleisten (2), bestehend aus Schaltflächen
zur direkten Auswahl von CIM DATABASE- Operationen. Das Enterprise-Search127
-
Suchfeld (3) ist ein Zusatzfeature von CDB und ist mit einem Enterprise-Server
verbunden. Es ermöglicht eine Volltextsuche und berücksichtigt sowohl Meta-Daten,
als auch Langtextfelder und Dateiinhalte in CIM DATABASE. Der Navigationsbereich
(4) stellt anhand einer hierarchischen Struktur die zur Verfügung stehenden
Informationsrubriken in CDB übersichtlich dar und ermöglicht den Zugriff auf konkrete
Daten. Diese Navigationsstruktur kann für jeden Anwender im Projekt angepasst
werden. Somit sehen die jeweiligen Anwender die nur für sich relevanten Bereiche im
Navigationsfeld. Über das Vorschaufenster (5) werden Informationen zum jeweiligen
selektierten Objekt angezeigt.
In der Mitte des Programmfensters liegt der Ansichtsbereich (6) mit dem Launchpad
von CDB. Neben dem Launchpad können auch andere Voreinstellungen wie z.B.
Aktivitäten, Task Manager oder Meine Projekte zu Beginn einer Anwendung
angezeigt werden. Der Ansichtsbereich kann je nach Kontext Listen,
Strukturansichten, Bauteilstrukturen, Informationsfenster anzeigen. Die
Dateibearbeitung (7) ist eine Zwischenablage für Dateien, die sich in Bearbeitung mit
127
Suchfunktion, basierend auf Schlagwörter und Freitexten.

74. 70
einer Anwender-Software (z.B. CAD-Software) befinden. Die Zwischenspeicherung
ermöglicht einen kontrollierten Import von Dateien in die zentrale Datenplattform. Die
verschiedenen Bereiche der Anwendungen können auch an gleicher Position im
Programmfenster angelegt werden. In diesem Beispiel liegt das Favoritenfenster (8)
an der gleichen Stelle wie das Verlaufsfenster (8). Im Favoritenfenster können häufig
benutzte Objekte oder durchgeführte Anwendungen zum schnellen Zugriff
bereitgestellt werden. Die zuletzt geöffneten CDB - Objekte werden in dem
Verlaufsfenster angezeigt. Da der Verlauf dauerhaft gespeichert wird, stehen die
Informationen beim Neustart von CIM DATABASE weiterhin über das Verlaufsfenster
zur Verfügung und können per Drag&Drop benutzt werden.
Rollen und Rechte
Zum Projektstart werden alle Projektbeteiligten mit einem CDB - Account im System
angelegt. Den Anwenderprofilen können noch Bemerkungen und Notizen, sowie
Fotos von den Personen zugewiesen werden. Die Profilbilder werden dann bei einer
Selektion des Personenprofils im Vorschaufenster angezeigt (siehe Abb. 32).
Abbildung 32 Anlegen eines neuen Anwenders (Client) in CDB
Zusätzlich werden die Personen bestimmten Organisationen zugeordnet, die zuvor in
CDB angelegt wurden (siehe Abb. 33).

75. 71
9
Abbildung 33 Organisationskartei in CDB
Die Organisationen sind wiederum in Kategorien katalogisiert. Dieser Katalog (10)
wurde ebenfalls im Voraus an ein Bauprojekt angepasst und in das System einge-
speichert.
10
Abbildung 34 Organisationskategorien in CIM DATABASE für ein Bauprojekt
10

76. 72
Nachdem die Projektanwender im CDB angelegt sind, werden die Beteiligten den
Baugruppen zugeordnet und über die Gruppenzuordnung bestimmten
Gruppenrechten zugeteilt (siehe Abb. 35).
Abbildung 35 Gruppenvorlagen in CDB mit unterschiedlichen Rechten
Wie in Abbildung 24 aus dem Abschnitt 5.3 beschrieben wurde, können neben den
Gruppenrechten noch weitere Rechte vergeben werden, die den Rollen zugeteilt
sind. Die jeweiligen Rollen (BIM-Manager, Bauherr, Architekt, TGA-Planer etc.)
werden ebenfalls über einen Projektrollenkatalog (14) den Anwendern zugeordnet.
Somit können die Zugriffsrechte für jeden Projektbeteiligten speziell auf das Projekt
angepasst werden.
Diese Funktion ist für ein zentrales Datenmanagementsystem ein wichtiger Faktor,
da nicht jeder auf die Daten zugreifen darf und auch nicht alle Daten sehen möchte,
wenn sie für die Person unrelevant sind.

77. 73
Zum Beispiel zeigt Abbildung 32 das Profil von der Architektin Julia Wellmann. Sie
gehört zu den Gruppen Fachplaner und public. Die Gruppe public hat die allgemeine
Leserechte für die Projektinhalte: Dokumente, Bauwerk und Beteiligte. Die Gruppe
der Fachplaner hat hingegen auf die Daten der Dokumente und Bauwerk (3-D-CAD
und Bauteile) zusätzliche Zugriffsrechte auf die Daten. Für die jeweiligen Fachplaner
können dann die Rechte für bestimmte Daten in der Dokumentenablage individuell
zugeteilt werden. Hingegen gehört der Anwender eza zur Gruppe Administration und
hat dadurch alle Zugriffsrechte in CDB. Aus den unterschiedlichen Rechten ergeben
sich folglich auch die unterschiedlichen Darstellungen der Ablagestruktur in CIM
DATABASE (siehe Abb. 36).
Abbildung 36 Beispiel einer Zuordnung von Gruppenrechten

78. 74
Neues Projekt anlegen aus Vorlage
Um die weiteren Funktionen von dem PDM-System CIM DATABASE aufzuzeigen,
wird zunächst ein Projekt angelegt. Diesem Projekt werden dann die Personen
zugeordnet. Anschließend können die Daten aus den externen Software-
Applikationen in die zentrale Informationsplattform importiert und mit dem Projekt
verknüpft werden. Ein Projekt kann aus der Navigationsstruktur über Projekte oder
noch einfacher über den Button Neues Projekt im Launchpad angelegt werden.
Ähnlich wie beim Anlegen von Personen erscheint eine Maske mit geforderten
Angaben zum Projekt (siehe Abb. 37). Der Projektname kann beliebig angelegt
werden, wo hingegen die Kategorie wieder aus einem Katalog (11) ausgewählt
werden muss (siehe Abb. 38). Das hat den Vorteil, dass die Beschreibungen der
Bauvorhaben einheitlich sind und über Verschlagwortungen die Projekte auch über
ihre Kategorie im System gefunden werden können. Die Benennung ist auch in
Englisch möglich (siehe Abb. 38).
Abbildung 37 Neues Projekt aus einer Projektvorlage in CDB anlegen
11

79. 75
11
Abbildung 38 Projektkatalog in CIM DATABASE
Projekte können einerseits neu oder über schon erstellte Projektvorlagen angelegt
werden. Ein Projekt aus Projektvorlagen zu erstellen ist besonders sinnvoll, wenn
sich bestimmte Bauprojekte in Struktur und Durchführung stark ähneln (z.B.
Fabrikbauten, Straßenbau, Modulbauten, etc). Durch angepasste Projektvorlagen
kann die Qualität eines Bauvorhabens verbessert und gesichert werden.
Projektvorlagen beinhalten Erfahrungen und Wissen über Projektabläufe. Dadurch
können wiederholt auftretende Fehler vermieden werden. Somit muss der Anwender
nicht erneut eine Projektstruktur anlegen. Auch wenn ein Bauprojekt aus einer
Projektvorlage erstellt wurde, lässt die Vorlage sich speziell an das Projekt
anpassen.
Im folgenden Beispiel wird das Projekt aus der Vorlage Altbausanierung angelegt,
welches vor der Implementierung in CIM DATABASE eingearbeitet wurde. In der
Projektvorlage wurden bestimmte Rollen, Aufgaben und Dokumentenablage für eine
Altbausanierung vordefiniert. Die Ablagen können dann im Laufe des Projektes mit
Daten belegt werden. Unter Termine kann zu Beginn ein grober Terminplan erstellt
werden. Diese Eingaben werden direkt in den Terminplan im Project Office von CIM
DATABASE übernommen. Anschließend muss noch der Projektleiter festgelegt
werden. Nachdem das Projekt angelegt wurde, erscheint die Projektübersicht aus
dem Template die von der Grundstruktur mit Aufgaben, Rollen, Team und
Dokumente belegt sind (siehe Abb. 39).

80. 76
Abbildung 39 Beispiel einer Projektstruktur aus einer Projektvorlage
Den jeweiligen Gruppen wurde schon vorweg bestimmte Aufgaben, Rollen und
Dokumentenordner zugeordnet, die typisch für ein Bauprojekt sein können. Mit dem
Projektmanagement-Tool Project Office von der CONTACT Software können die
angelegten Aufgaben mit dem Terminplan einfach und übersichtlich angezeigt
werden. Neue Aufgaben können auch über den Terminkalender direkt neu angelegt
und mit einem Status belegt werden (siehe Abb. 40).
Abbildung 40 Terminplanung mit Project Office in CIM DATABASE
Die gewünschte Farbeinstellung im Terminplan ist bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht
- bzw. nur mit größerem Aufwand verbunden- möglich gewesen.

81. 77
Neues Dokument anlegen und bearbeiten
Da eine Direktintegration mit der CAD-Software noch nicht möglich ist, wurde auf
eine andere Lösung zurückgegriffen, um die Projektdaten aus der CAD-Datei
durchgehend sicher zu stellen.
Das 3D-Dokument wird zunächst per Drag&Drop in die zentrale Datenbank gezogen
und der Anwender legt ein neues Dokument an. Das Dokument wird in dem PDM-
System über zwei Kategoriengruppen beschrieben und eingeordnet. Diese
Bezeichnungen werden ebenfalls aus einem Katalog (12&13) übernommen. Der
Katalog in Abbildung 42 zeigt eine umfangreiche Auflistung von Dokumententypen
für ein Bauprojekt. Zusätzlich werden Angaben über den Ersteller (Autor) und die
Projektrolle (14) hinzugefügt, damit dem Dokument auch eine verantwortliche Person
zugeteilt werden kann. Um Duplikate von Dokumenten zu vermeiden, wird der
Anwender beim Anlegen des Dokuments gefragt, ob die Datei nach dem Import vom
lokalen Speicherort gelöscht werden soll. Durch Bestätigung wird die Datei in den
Server des PDM-Systems gespeichert und von der internen privaten Festplatte
gelöscht.
Abbildung 41 Neues Dokument anlegen in CDB
12 13
14

82. 78
12 & 13
Abbildung 42 Dokumentenkategorien für ein Bauprojekt im PDM-System CDB

83. 79
14
Abbildung 43 Projektrollenkatalog für ein Bauprojekt in CDB

84. 80
Das Dokument wird dem Projekt, über die Eingabe der Projektnummer zugeordnet
und erhält über die Dokumentenart einen Workflow der sicherstellt, dass das
Dokument mit bestimmten Prüfungen belegt ist. In diesem Fall handelt es sich um
eine cad_drawing: CAD Zeichnung und muss vor Freigabe geprüft werden (vgl. Abb.
22, S.50). Die Datei D000038-.rvt kann aus der Datenbank mit Doppelklick direkt mit
der Software Revit geöffnet werden. Über die Ablage in der Dateibearbeitung (Abb.
44) können die Daten ohne eine CAD-Integration direkt aus dem CAD-Programm
über eine Kopplung in das PDM-System gespeichert werden. Beim Speichern der
Revit - Datei werden die Daten direkt in die Bearbeitungsablage von CDB
gespeichert. Dadurch hat der Anwender den Vorteil, dass nicht jede Variante des
Entwurfs in der Datenbank gespeichert wird und dadurch andere Anwender durch die
Aktualisierungen „gestört“ werden. Bei einer Änderung der CAD-Datei wird in CDB
ein Index erstellt (siehe Abb. 44). Das Stift-Symbol zeigt an, welche Datei sich in
Bearbeitung befindet.
Abbildung 44 Zwischenablage für Dateien während der Nutzung
Bei dem Beispiel in Abbildung 45 handelt es sich um ein neues Fenster, dass in der
2. Etage neu eingebaut werden soll. Die Datei wurde vorweg dementsprechend ge-
ändert und über einen Index neu angelegt
Abbildung 45 Versionisierung von Dateien über den Index

85. 81
Eine neue Version (hier: D000038-b) wird in der zentralen Datenplattform
gespeichert und muss von einem Anwender geprüft und anschließend freigegeben
werden. Über den Workflow-Designer in CIM DATABASE können die verschiedenen
Aufgaben, wie z.B. die Prüfung einer Änderung, einfach und übersichtlich koordiniert
werden (siehe Abb. 46). Der Anwender, der für die Prüfung zuständig ist, erhält diese
Information über den Task-Manager (siehe Abb. 47). Nachdem der Anwender die
Datei freigegeben hat wird der vorherige Stand (D000038-) als „ungültig“ markiert
(siehe Abb. 48).
Abbildung 46 Aufgaben koordinieren mit dem Workflow-Designer in CDB
Abbildung 47 Task Manager in CDB (hier: von Anwender eza)
Abbildung 48 Freigabestatus von Dateien - Sperrung von alten Versionen

86. 82
II. Begriffserklärungen
[CONTACT Software GmbH]
Die CONTACT Software GmbH wurde im Jahre 1990 in Bremen gegründet und ist
eine der führenden Anbieter von IT-Lösungen für die Produktentwicklung. Die
Standardsoftware CIM DATABASE von CONTACT ermöglicht es den Kunden,
Arbeitsabläufe der Produktentwicklung sicher und effizient auszuführen und die
verschiedenen Werkzeuge der Produktentwicklung zu integrieren. Im Ergebnis
können Entwicklungsteams – ggf. auch unternehmensübergreifend - besser
zusammenarbeiten. Erste Erfahrungen im Bereich Planung, Bau, Betrieb und
Instandhaltung technischer Infrastrukturen, wie Verkehrs- und Versorgungsnetze,
konnte die CONTACT Software GmbH mit den Projekten der Stuttgarter
Straßenbahnen AG und dem Transtec Gotthard (TTG) - Tunnelbau sammeln.
[Facility Management]
Modernes Facility Management befasst sich mit der betriebswirtschaftlichen und
ganzheitlichen Betrachtungsweise eines Bauwerks. Es umfasst heute den
gesamten Lebenszyklus einer Immobilie von der ersten Konzeption bis hin zur
Verwertung und Abriss.
[Semantische Modellierung]
Bauteilklassen besitzen Informationen die ihre Eigenschaften und die Beziehung
zu anderen Bauteilklassen in einer CAD-Software beschreiben. Wird eine Klasse
verändert, passt sich die verknüpfte Bauteilklasse automatisch an oder verhindert
eine fehlerhafte Veränderung.
[Template]
Ein Template (englisch für „Schablone“) ist eine Vorlage, die mit bestimmten
Dateninhalten gefüllt werden kann. Für das Bauwesen kann das beispielsweise
eine vorprogrammierte Dokumentenvorlage für eine DIN-Norm-gerechte
Bauplanzeichnung sein.
[VPN-Verbindung]
Eine VPN-Verbindung dient dazu, dass sich ein Teilnehmer eines privaten Netzes
mit einem anderen Teilnehmer eines privaten Netzes verbinden kann.

87. 83
III. Tabelle BIM-Software
Hersteller Produkt Website
4M 4M IDEA http://www.4mbim.com/
AceCad BIMProject http://www.acecadsoftware.com
Autodesk Revit http://www.autodesk.de
Bentley Bentley Architecture http://www.bentley.com
BIB ALLbudget® http://www.bib-gmbh.de/
Cadsoft Envisioneer Professional http://www.cadsoft.com
Graphisoft Archicad http://www.graphisoft.de
Nemetschek Nemetschek Allplan http://www.nemetschek-allplan.de/
Nemetschek NemetschekVectorworks http://www.computerworks.de/
Softech GmbH Softtech SPIRIT http://www.softtech.de/die-software-
architekten
Tekla Tekla Structures http://www.tekla.com
Vico Vico Office http://www.vicosoftware.com
Virtual Build
Technologies
Rhino BIM http://www.vbtllc.com/
RIB iTWO http://www.rib-software.com/de
Tabelle 2: Übersicht der Anbieter für BIM Software
128
128
Eigene Darstellung in Anlehnung an [Alb-14], S.25