Die Gebäudedatenmodellierung (Building Information Modelling, BIM) wird in der Praxis zunehmend als Methode zur konsistenten und kontinuierlichen Nutzung digitaler Informationen bei der Planung, dem Bau und dem Betrieb von Gebäuden eingesetzt. Die bereits etablierten Arbeitsabläufe, Prozesse und Datenmodelle wurden in den letzten Jahren auch in den Infrastruktursektor eingeführt. In diesem Beitrag wird ein typischer Arbeitsablauf der Qualitätsprüfung bzw. Qualitätssicherung (Quality Assurance / Quality Control, QA/QC) von digitalen Informationen vorgestellt.
Automatische und präzise Qualitätskontrolle: aber selbstverständlich!
Der Prozess
Ein sehr wichtiger Aspekt eines jeden Informationsflusses ist die Sicherstellung der Übereinstimmung der empfangenen Daten mit den vordefinierten Anforderungen (siehe Abbildung 1). In der Welt von BIM resultieren die notwendigen Informationen aus den ausgewählten Anwendungsfällen (AwF). Die Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) beinhalten eine ausführliche Liste der notwendigen Elemente mit ihren Attributen, Attributtypen sowie Beschränkungen für die Werte in den Attributen. Der Auftragnehmer erstellt einen BIM-Ausführungsplan (BAP), in dem die AIA detailliert aufgeführt sind und wie sie unter Berücksichtigung der eingesetzten Softwarelösungen auf das Projekt angewendet werden.
Die Projektergebnisse werden in einem vereinbarten Format überreicht, z. B. als herstellerneutrale, nicht-proprietäre Daten in einem Industry Foundation Classes (IFC)-Format. Die Prüfregeln werden aus dem BAP abgeleitet und beispielhaft mit dem genauso offenen Datenformat mvdXML kodiert. Die Regeln werden für die automatische Modellprüfung der gelieferten IFC-Daten aus dem BIM-Modellierungsprozess verwendet. Identifizierte Probleme werden dem Modellierer unter Verwendung des BIM Collaboration Format (BCF) Datenformats zurückgemeldet.
Abbildung 1: Informationsfluss während eines Projekts. Am Anfang werden die Anforderungen in AIA definiert und mittels BAP auf die Art der Modellierung angepasst. Die Modellierungsergebnisse können in einer IFC-Datei weitergegeben und mit den aus den BAP abgeleiteten Regeln geprüft werden. Die Mängel und Fehler werden zurück an die Modellierer gemeldet; bei erfolgreichem Bestehen kann der AwF bedient werden.
Das Beispiel „Georeferenzierung in IFC“
Beispielhaft wird der QA/QC-Prozess an einem imaginären Projekt vorgestellt, das in der Nähe von Bielefeld liegt. Die Anforderungen wurden vor Beginn der Planung festgelegt und dem Planungsbüro mitgeteilt. Die AIA verlangen zum Beispiel, dass das Modell georeferenziert in dem Koordinatenreferenzsystem (KRS) ‚DB_REF2016 Zone 3‘ liegt, um korrekt in dem vom Auftraggeber verwendeten Asset-Management-System verortet zu werden. Das KRS wird in der EPSG Datenbank (European Petroleum Survey Group) unter dem Kode 9933 geführt. Der BAP sieht vor, dass die Projektergebnisse in einem IFC-Datensatz der Versionen IFC2x3 bzw. IFC4 bereitgestellt werden.
Die entsprechenden Prüfregeln im mvdXML Format sind in den Abbildungen 2 bzw. 3 für die Versionen IFC2x3 bzw. IFC4 dargestellt. Sie prüfen neben der korrekten Benennung des KRSs (EPSG:9933) auch die richtige Datenstruktur (Merkmale bzw. global positionierter Kontext) und im Fall des IFC4 wird der Anwendungsbereich der Regel auf ein 3-dimensionales Modell begrenzt.
Abbildung 2: Visualisierung eines mvdXML Dateiabschnitts, um Georeferenzierung einer IFC2x3 Datei zu prüfen: das Projekt soll eine Merkmalgruppe mit dem Namen ePset_ProjectedCRS haben, die ein Merkmal mit dem Namen Name sowie mit dem Wert EPSG:9933 hat.
Daneben soll das Projekt noch eine weitere Merkmalgruppe mit dem Namen ePset_MapConversion haben. Die Regel ist an Property Sets with Override Vorschrift angelehnt, die bereits mit Version IFC2x3 ermöglicht wurde.
Abbildung 3: Visualisierung eines mvdXML Dateiabschnitts, um Georeferenzierung einer IFC4 Datei zu prüfen: der Projektkontext von Typ Model soll 3-dimensional sein und global positioniert in einem KRS liegen, dessen EPSG Kode ist 9933. Die Regel ist an Project Global Positioning Vorschrift angelehnt, die erst mit Version IFC4 ermöglicht wurde.
Fazit
Um eine Qualitätskontrolle der Projektdaten zu ermöglichen, müssen sich der Auftraggeber und Auftragnehmer über die Inhalte sowie die Formate der gelieferten Dateien einigen. Der IFC-Standard bietet viele unterschiedliche Vorschriften (z. B. Materialzuweisung oder achsbezogene Positionierung), die eine detaillierte Definition der Regeln und deren Kombinationen ermöglicht. Das gezeigte Beispiel und die Prüfregeln zeigen, dass bereits in der zurzeit meist-verbreiteten Version IFC2x3 sowie in der aktuellen Version IFC4 eine Prüfung der Georeferenzierung möglich ist.
Beitrag angelehnt an: Jaud, Š.; Muhič, S. Checking IFC with MVD Rules in Infrastructure: A Case Study. Eng. Proc. 2022, 17, 33. https://doi.org/10.3390/engproc2022017033
Über den Autor
Štefan Jaud, Geschäftsführer, The Hard Code GmbH, Moorenweis
Štefan Jaud, M.Sc. studierte Bauingenieurswesen, zunächst in Ljubljana, Slowenien, und erhielt seinen Mastertitel an der Technischen Universität München. Dort promovierte er am Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation über das Thema „Georeferenzierung in BIM“. Er veröffentlichte zahlreiche Aufsätze zu BIM im Laufe seiner Forschungsaktivitäten und trat auf nationalen und internationalen Bühnen auf. Seine beruflichen Erfahrungen sammelte er bei den Obermeyer und Siemens Gruppen als Produktentwickler. Er war Teammitglied bzw. Validierungsleiter bei den internationalen Projekten IFC Bridge, IFC Road und IFC Infra Extensions Deployment, die sich mit der Erweiterung des IFC Standards für Infrastruktur beschäftigten. Er ist Mitbegründer der in 2022 gegründeten The Hard Code GmbH, bei der er als Geschäftsführer agiert.