I-BIM: Infrastrukturen mit Informationsmodellierung revolutionieren

I-BIM (Infrastructure Building Information Modeling) ist die Anwendung der BIM-Methodologie im Infrastruktursektor und ermöglicht die digitale Modellierung und Verwaltung von Bauwerken wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken, Tunneln und technologischen Netzen über den gesamten Lebenszyklus, von der Planung bis zur Wartung. Im Gegensatz zum traditionellen BIM, das auf Gebäude ausgerichtet ist, ist das I-BIM spezifisch für lineare und horizontale Infrastrukturprojekte, die durch hohe Komplexität und starke Interaktion mit dem Territorium gekennzeichnet sind.

Die Digitalisierung transformiert grundlegend die Art und Weise, wie Infrastrukturen geplant, gebaut und verwaltet werden. Die Notwendigkeit, geometrische, technische und verwaltungstechnische Informationen zu koordinieren, erfordert Werkzeuge, die Konsistenz, Qualität und Kontinuität der Daten im Laufe der Zeit gewährleisten. In diesem Kontext wird das Infrastructure-Building Information Modeling eingeführt, das die 3D-geometrische Darstellung mit funktionalen und leistungsbezogenen Daten integriert und alle Phasen des Lebenszyklus des Bauwerks unterstützt.

Durch geospaziale digitale Zwillinge können Infrastrukturmodelle innerhalb ihres geografischen Kontexts verwaltet werden, was die Analyse, Kontrolle und Verwaltung der Vermögenswerte im Sinne einer intelligenten Infrastruktur verbessert. In den folgenden Absätzen vertiefen wir, wie das I-BIM es ermöglicht, Prozesse, Koordination und Verwaltung von Infrastrukturprojekten zu optimieren.

Die Rolle des BIM in Infrastrukturprojekten und wie das I-BIM die Fähigkeiten erweitert

Das Building Information Modeling hat seinen Anwendungsbereich schrittweise auch auf Infrastrukturprojekte ausgeweitet. Straßen, Eisenbahnen, Brücken und technologische Netze weisen jedoch tiefgreifend unterschiedliche Merkmale im Vergleich zu Gebäuden auf, die mit der linearen Entwicklung der Bauwerke, der engen Beziehung zum Territorium und der hohen geometrischen und funktionalen Komplexität verbunden sind.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde das Infrastructure-Building Information Modeling (I-BIM) ins Leben gerufen, eine Evolution des BIM, die der Planung, Realisierung und Verwaltung von Infrastrukturen gewidmet ist. Das I-BIM führt spezifische Modellierungs- und Datenorganisationsmethoden für umfangreiche und komplexe Bauwerke ein, wie Verkehrsinfrastrukturen und infrastrukturelle Systeme im territorialen Maßstab.

Durch das I-BIM ist es möglich, infrastrukturelle Informationsmodelle zu erstellen, welche folgendes integrieren:

• die geometrische Darstellung der linearen Bauwerke;
• die technischen und funktionalen Informationen der infrastrukturellen Elemente;
• die Daten zur Unterstützung der Verwaltungs-, Wartungs- und Überwachungsaktivitäten der Vermögenswerte im Laufe der Zeit.

Das I-BIM-Modell stellt somit ein zentrales Werkzeug für den gesamten Lebenszyklus der Infrastrukturen dar, da es die Interoperabilität zwischen den verschiedenen beteiligten Akteuren fördert und die Prozesse des Infrastructure Project Management in den verschiedenen Phasen des Projekts unterstützt.

Die wichtigsten Vorteile des BIM für Infrastrukturen während des gesamten Lebenszyklus des Bauwerks

Die Einführung des BIM im Infrastrukturbereich ermöglicht es, in allen Phasen des Lebenszyklus des Bauwerks konkrete Vorteile zu erzielen, von der Planung bis zur langfristigen Verwaltung. Der I-BIM-Ansatz ermöglicht es, die Informationen konsistent und kontinuierlich zu strukturieren und zu nutzen, wodurch die Fragmentierung der Daten zwischen den verschiedenen Phasen des Projekts vermieden wird.

Die wichtigsten Vorteile des I-BIM für Infrastrukturen umfassen:

• höhere Qualität der Planung, dank multidisziplinärer Koordination und vorzeitiger Überprüfung technischer Lösungen;
• Reduzierung von Fehlern und Störungen, mit positiven Auswirkungen auf Zeit, Kosten und Änderungen während der Ausführung;
• effektivere Kontrolle der Bauphase, durch zuverlässige und ständig aktualisierte Informationsmodelle;
• Unterstützung der Verwaltungs- und Wartungsaktivitäten, durch „as built“-Modelle, die mit Systemen für Asset & Facility Management integriert werden können;
• Wertsteigerung des Infrastrukturvermögens, durch strukturierte Daten, die für Analysen, Überwachung und Planung zukünftiger Eingriffe verwendet werden können.

Vorteile des I-BIM

Die häufigsten Herausforderungen bei der Einführung von BIM für Infrastrukturen und wie I-BIM diese angeht

Die Anwendung von BIM auf Infrastrukturprojekte bringt einige Herausforderungen mit sich, die mit der Natur der Bauwerke und der Komplexität der beteiligten Prozesse verbunden sind. Im Vergleich zum Bauwesen erfordern Infrastrukturen die Verwaltung umfangreicher Modelle, die stark mit dem Territorium verbunden sind und durch eine Vielzahl von Disziplinen und Akteuren gekennzeichnet sind.

Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:

• Interoperabilität zwischen Software und verschiedenen Disziplinmodellen;
• Standardisierung der Informationen, die notwendig ist, um Konsistenz und Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten;
• Management komplexer linearer Infrastrukturen, die oft über große Flächen entwickelt werden;
• Integration mit geografischen Daten und externen Systemen, wie GIS und Asset-Management-Plattformen.

I-BIM geht diese Probleme durch die Einführung von openBIM-Standards und strukturierten Informationsmodellen an, die den Austausch und die Wiederverwendung von Daten über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks unterstützen. Ein grundlegender Schritt in diese Richtung war die Überwindung des IFC 2×3 Standards, der hauptsächlich für das Bauwesen konzipiert wurde, zugunsten des neuen IFC 4.3 Standards, der für eine effektivere Darstellung von Infrastrukturen entwickelt wurde.

Der IFC 4.3 Standard führt eine flexiblere und konsistentere Datenstruktur ein, die den Anforderungen linearer Bauwerke entspricht, verbessert die Koordination zwischen Disziplinen, die Qualität der Informationen und die Effizienz der Arbeitsabläufe. Zur Unterstützung dieses Übergangs sind Softwarelösungen zur Umwandlung eines IFC 2×3 Modells in eine IFC 4.3 Datei sowie lösungen für die vollständige Bearbeitung von IFC-Dateien verfügbar.

IFC 4.3: Ein neuer Standard für Infrastrukturen

Im Rahmen des I-BIM markiert das Format IFC 4.3 einen wichtigen Meilenstein: Diese neue Version führt eine breite Palette von Definitionen ein, um Bauinfrastrukturprojekte strukturiert und verständlich darzustellen.

Entscheidend in diesem Zusammenhang ist die Verwendung der Work Breakdown Structure (WBS), die nicht nur den Designwert erhöht, sondern auch das Verständnis und die Interaktion mit dem Projekt für alle Beteiligten erleichtert. Die Schaffung gemeinsamer Standards durch IFC 4.3 hilft dabei, Prozesse entlang des gesamten Lebenszyklus des Bauwerks zu vereinfachen, die Anpassungsfähigkeit der Systeme zu verbessern, die Definition der Projektanforderungen zu verfeinern sowie die Validierung und Nutzung digitaler Modelle für verschiedene Zwecke zu optimieren.

Die neuen Funktionen des Standards IFC 4.3 sind:

• Raumstruktur – Maximale Flexibilität bei der Erstellung komplexer Raumstrukturen je nach Verwendung des Modells. Dies unterscheidet sich von der früheren Version, bei der die räumliche Struktur der Gebäude weitgehend festgelegt war.
• Alignment (Semantik + Geometrie) – Wesentlich für die Definition einer linearen Infrastruktur ermöglicht Alignment die Definition der Streckenführung durch semantische und geometrische Aufteilung, insbesondere bei der Definition von Profilen für horizontale, vertikale und Querneigungen.
• Parametrische Extrusionen entlang des Alignment – Die Möglichkeit, feste Körper auf Basis vordefinierter Profile (z.B. Schienen, Schotter, Unterbau usw.) an präzisen Punkten der Strecke zu definieren.
• Lineare Platzierung von Objekten – Damit können Objekte nicht nur durch ihre X-, Y-, Z-Position im Raum definiert werden, sondern auch durch ihre Position entlang des Alignments mit möglichen seitlichen, vertikalen und/oder längsorientierten Versatz, was auch das Konzept der „Stationierung“ ermöglicht, d.h. die kilometergenaue Positionierung von Objekten (z.B. dieses Signal befindet sich bei Kilometer 3+200 entlang einer bestimmten Strecke).

Diese neuen Konzepte, die für lineare Infrastrukturen entscheidend sind, integrieren sich mit anderen bereits bestehenden Konzepten wie:

• Montage und Demontage – Nützlich, um das Zerlegungsniveau von Objekten zu bestimmen, z.B. könnte eine Ampel in den Mast und die Ampel selbst zerlegt werden.
• Eigenschaften und Gruppen – Eigenschaften helfen dabei, das erforderliche Informationsniveau zu definieren, Gruppen helfen bei der Schaffung von Querschnittsgruppen, die zur räumlichen Zerlegung hinzugefügt werden.
• Türen und Verbindungen – Vor allem für die Kabelverlegung, Abwasserkanäle usw. wichtig und fügen dem Modell weitere semantische Informationen hinzu.

Die Kombination all dieser Elemente sowie die neuen IFC-Klassen für die Objekte in jedem infrastrukturellen Bereich (z.B. Schwellen oder Gleise für Eisenbahnen oder Verkehrsschilder im Straßenbereich) ermöglichen die Erstellung eines IFC-Modells, das semantisch reich an allen für die Digitalisierung linearer Assets erforderlichen Informationen ist.

Der Standard IFC 4.3 befindet sich derzeit in der abschließenden „FDIS“-Genehmigungsphase, um die internationale ISO-Standardzertifizierung zu erhalten. Der FDIS-Abstimmungsprozess sollte noch in diesem Jahr abgeschlossen werden, was die Veröffentlichung zu Beginn des Jahres 2024 ermöglichen würde.

Klassifizierung und Definition von Objekten in IFC 4.3

Im Detail kategorisiert IFC 4.3 die Elemente eines Infrastrukturprojekts in drei Hauptthemenbereiche:

• Objekte (ifcObjectDefinition): beinhaltet greifbare physische Objekte wie Strukturelemente, Akteure, Prozesse und Kosten.
• Eigenschaften (ifcPropertyDefinition): Informationen und Merkmale, die den Objekten zugeordnet werden können.
• Beziehungen (ifcRelationship): die Wechselbeziehungen und Verbindungen zwischen verschiedenen Objekten.

Diagramm zur Zusammensetzung des IFC-Datenschemas

Ein konkretes Beispiel ist ifcProduct, eine abstrakte Entität, die jedes Objekt in einem geometrischen oder räumlichen Kontext darstellt, wie physische Produkte, räumliche Elemente und sogar nicht-physische Elemente wie Annotationen und Ausrichtungen.

Hier ist ein Video darüber, wie die Informationsstruktur einer IFC 4.3-Datei erstellt wird.

Beispiel von Straßenmodellen und deren Darstellung in IFC 4.3

Wenn wir uns zum Beispiel auf Straßenmodelle konzentrieren, ermöglicht es IFC 4.3, diese komplexen Projekte mithilfe von Entitäten wie ifcSpatialElement, ifcElement, ifcLinearElement und ifcPositioningElement zu beschreiben. Zum Beispiel repräsentiert ifcSpatialElement die räumliche Unterteilung eines Straßenprojekts, einschließlich Elemente wie Straßen, Brücken und Tunnel, und ermöglicht die Unterteilung des Projekts in verschiedene Bereiche oder Standorte.

Diese Unterteilung erleichtert die Koordination zwischen den verschiedenen Parteien, die am Projekt beteiligt sind, von der Planung bis zur Umsetzung. Jeder Bereich umfasst die Gestaltung und den Bau verschiedener Objekte, die von Tunneln über Brücken, Schienen, Straßen, Gebäuden bis hin zu technischen Geräten reichen können.

Physische Komponenten und Annotationen in IFC 4.3

Im Bereich der physischen Komponenten umfasst ifcElement Elemente, die die physische Struktur einer Straße ausmachen, wie Fahrbahnen, Bordsteine, offene Gräben usw. Darüber hinaus bereichert IFC 4.3 die Darstellung dieser Strukturen, indem es die Möglichkeit bietet, die Objektaufteilung weiter zu spezifizieren, beispielsweise durch Unterkategorien wie ifcBridgePart oder ifcRoadPart.

Annotationen (ifcAnnotation) spielen eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung zusätzlicher Informationen, wie beispielsweise Kanten von Schichten von Straßenbelägen oder anderen Komponenten, die für Vermesser und andere Fachleute im Projekt wichtig sind.

Wie IFC 4.3 die BIM-Arbeitsabläufe für Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunnel transformiert

Die Einführung des IFC 4.3 Standards hat direkte Auswirkungen auf die BIM-Arbeitsabläufe, die auf Infrastrukturen angewendet werden, da er es ermöglicht, die Grenzen von ausschließlich auf Gebäude ausgerichteten Ansätzen zu überwinden. Dank der neuen Entitäten und spezifischen Konzepte für lineare Bauwerke sind Infrastrukturmodelle konsistenter, lesbarer und in den verschiedenen Planungs- und Betriebsphasen nutzbar.

IFC 4.3 verbessert die Arbeitsabläufe für Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunnel erheblich, da er es ermöglicht:

• Trassen, Ausrichtungen und Kunstwerke als zentrale Elemente des Modells zu verwalten;
• verschiedene Disziplinen effektiver zu koordinieren, wie geometrische, strukturelle und technische Planung;
• die Informationskontinuität zwischen Planung, Bau und Betrieb aufrechtzuerhalten;
• den Datenaustausch zwischen verschiedenen Softwarelösungen ohne Informationsverlust zu fördern.

In komplexen Infrastrukturprojekten führen diese Aspekte zu einer höheren Zuverlässigkeit der Modelle, zu einer Reduzierung von Inkonsistenzen und zu einer verbesserten Kontrolle von Interferenzen. IFC 4.3 macht das IFC-Modell zu einem wirklich operativen Werkzeug, das Entscheidungsprozesse und technische Aktivitäten über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks unterstützt.

I-BIM für das Management von Infrastruktur-Assets: von der Konstruktion bis zum Betrieb

I-BIM beschränkt sich nicht nur auf die Unterstützung der Planungs- und Bauphasen, sondern spielt eine zentrale Rolle im Management von Infrastruktur-Assets während der Betriebsphase. Das Informationsmodell wird zu einem zuverlässigen Container für technische, geometrische und verwaltungstechnische Daten, der zur Planung von Wartungsaktivitäten, zur Überwachung des Zustands der Bauwerke und zur Unterstützung strategischer Entscheidungen verwendet werden kann.

Dank I-BIM gehen die in der Planungsphase produzierten Informationen nicht verloren, sondern bleiben über die Zeit verfügbar und aktualisierbar. Dieser Ansatz ermöglicht es, die traditionelle Fragmentierung der Daten zwischen Dokumenten, grafischen Arbeiten und separaten Systemen zu überwinden und eine effektivere und bewusstere Verwaltung der Infrastrukturen zu fördern.

Im Bereich des Asset Managements ermöglicht I-BIM:

• jedes infrastrukturelle Element mit technischen, leistungsbezogenen und wartungsrelevanten Daten zu verknüpfen;
• Interventionen auf der Grundlage zuverlässiger und aktueller Informationen zu planen;
• die Kosten im Zusammenhang mit Fehlern, Duplikationen und fehlenden Daten zu reduzieren;
• die Kontrolle der Bauwerke über den gesamten Lebenszyklus zu verbessern.

Die Integration zwischen dem Informationsmodell und den Systemen des Infrastructure Asset Management macht I-BIM zu einem strategischen Werkzeug für Betreiber, Konzessionäre und Auftraggeber, die so einen strukturierteren und langfristig orientierten Ansatz verfolgen können.

Anwendungsfälle und Anwendungen von BIM für Verkehr, Versorgungsunternehmen und Mobilitätsnetze

I-BIM findet in zahlreichen infrastrukturellen Bereichen konkrete Anwendung, in denen die koordinierte Verwaltung von Geometrie und Informationen einen entscheidenden Faktor darstellt. In Verkehrssystemen und technologischen Netzen ermöglicht das Informationsmodell die Steuerung umfangreicher und miteinander verbundener Bauwerke, die oft durch hohe operative Komplexität gekennzeichnet sind.

Im Verkehrssektor unterstützt I-BIM die Planung und das Management von:

• Straßen- und Autobahn-Infrastrukturen, mit Kontrolle von Trassen, Belägen und Kunstwerken;
• Eisenbahn- und U-Bahn-Linien, mit integrierter Verwaltung von Gleisen, Ausrüstung, Signalisierung und Stationen;
• Brücken und Tunnel, zur Überwachung der strukturellen Bedingungen und zur Planung von Interventionen.

Was die Versorgungsunternehmen und Mobilitätsnetze betrifft, ermöglicht I-BIM:

• Netze für Wasser, Elektrizität und Telekommunikation zu modellieren;
• Interferenzen zwischen Versorgungsleitungen und bestehenden Infrastrukturen zu verwalten;
• geplante und außerordentliche Wartungsaktivitäten zu unterstützen.

In all diesen Fällen liegt der Wert von I-BIM in der Möglichkeit, über ein einzigartiges, aktualisierbares Informationsmodell zu verfügen, das von verschiedenen Akteuren genutzt werden kann, mit konkreten Vorteilen in Bezug auf Kontrolle, Datenzuverlässigkeit und Risikominderung.

Integration von I-BIM und GIS für die Raumplanung und digitale Zwillinge

Die Integration von I-BIM und GIS-Systemen stellt einen grundlegenden Schritt für das Management von Infrastrukturen auf territorialer Ebene dar. Infrastrukturprojekte erstrecken sich aufgrund ihrer Natur über große Flächen und interagieren direkt mit dem geografischen, ökologischen und urbanen Kontext. Aus diesem Grund reicht das alleinige BIM-Modell nicht aus, um alle räumlichen und territorialen Beziehungen zu beschreiben.

Die Verbindung von I-BIM und GIS ermöglicht es, das Informationsmodell der Infrastruktur mit geografischen, kartografischen und ökologischen Daten zu verknüpfen, was Folgendes ermöglicht:

• die Analyse der Trasse in Bezug auf territoriale und ökologische Einschränkungen;
• die Bewertung von Interferenzen mit bestehenden Infrastrukturen und Versorgungsnetzen;
• die Unterstützung von Entscheidungen in den Phasen der Planung, Gestaltung und Verwaltung.

Diese Integration bildet die Grundlage für die Erstellung von digitalen Zwillingen von Infrastrukturen, also digitalen Modellen, die das Bauwerk und seinen realen Kontext konsistent darstellen. Die Einführung digitaler Zwillinge im Infrastruktursektor stellt eine bedeutende Entwicklung dar, da diese Modelle sich in Echtzeit aktualisieren durch Daten, die von Sensoren vor Ort gesammelt werden, und es ermöglichen, den Zustand des Bauwerks zu überwachen, Interventionsszenarien zu simulieren und effektivere Management- und Wartungsstrategien im Laufe der Zeit zu unterstützen.

Wie I-BIM die Erkennung von Interferenzen und die Risikominderung in komplexen Infrastrukturprojekten unterstützt

In Infrastrukturprojekten erhöht die Präsenz zahlreicher miteinander verbundener Elemente und die Entwicklung im großen Maßstab das Risiko von Interferenzen zwischen Komponenten, Versorgungsleitungen und bestehenden Bauwerken. I-BIM bietet effektive Werkzeuge zur Identifizierung und Verwaltung dieser Herausforderungen bereits in den frühen Phasen des Projekts.

Durch konsistente und koordinierte Informationsmodelle ermöglicht I-BIM:

• geometrische Interferenzen zwischen infrastrukturellen, strukturellen und technischen Elementen zu identifizieren;
• Konflikte zwischen neuen Bauwerken und bestehenden Infrastrukturen, einschließlich technologischer Netze und Versorgungsleitungen, zu überprüfen;
• Kritikalität im Zusammenhang mit Bauphasen, Zugänglichkeit und Sicherheit der Baustelle zu analysieren.

Die Erkennung von Interferenzen beschränkt sich nicht nur auf die geometrische Überprüfung. I-BIM ermöglicht es auch, technische und zeitliche Informationen den Elementen des Modells zuzuordnen, was tiefere Analysen zu den projektbezogenen und baulichen Risiken unterstützt. Dieser Ansatz reduziert die Anzahl der Varianten während der Ausführung, begrenzt unvorhergesehene Ereignisse und trägt zur Kontrolle von Zeit und Kosten in Infrastruktur-Baustellen bei. I-BIM stellt somit ein essentielles Werkzeug dar, um die Zuverlässigkeit des Projekts zu erhöhen und die Gesamtqualität des Bauwerks zu verbessern.

Erkennung von Interferenzen und Risikominderung mit I-BIM

Professionelle Profile und Ausbildung im Bereich der Informationsmodellierung von Infrastrukturen

Die Einführung des I-BIM hat zur Schaffung neuer beruflicher Profile und zur Notwendigkeit spezifischer Ausbildungen geführt: Rollen wie BIM Manager und BIM Specialist sind unerlässlich geworden, um die richtige Verwendung und effiziente Verwaltung von Daten in Infrastrukturprojekten sicherzustellen. Diese Entwicklung erfordert, dass öffentliche Auftraggeber über entsprechend geschultes Personal verfügen, nicht nur um I-BIM effektiv zu nutzen, sondern auch um sicherzustellen, dass Ausschreibungen den neuen Anforderungen und Möglichkeiten dieser Technologie gerecht werden.

Die Zertifizierung der Fähigkeiten ist daher von entscheidender Bedeutung. Diese erfolgt durch spezifische Zertifizierungsstellen nach Abschluss von BIM-Schulungen und -Zertifizierungskursen.

Fallstudien und praktische Anwendungen der Informationsmodellierung von Infrastrukturen

Ein Praxisbeispiel

RFI, Rete Ferroviaria Italiana, hatte den Bedarf an der Digitalisierung eines tatsächlich existierenden Eisenbahnvermögens, der Strecke Benevento-Cancello über etwa 50 Kilometer, für Wartungszwecke, unter Verwendung des neuen Standards IFC 4.3, geäußert. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, wurde eine Arbeitsgruppe gebildet, an der Teilnehmer von RFI (Rete Ferroviaria Italiana), EAV (Ente Autonomo Volturno), ETS Ingegneria, Universität Neapel Federico II und ACCA software beteiligt waren.

Es wurde also ein Digitalisierungsprozess entwickelt, der Laserscanner-Technologien zur Erzeugung von Punktwolken, den Einsatz von Drohnen zur Erstellung texturierter Netzwerke der Bahnhöfe sowie geolokalisierte und navigierbare 360-Grad-Fotos umfasste.

Darauf folgte die Erstellung des IFC-Modells, ausgehend von der Geometrie des aus der Punktwolke abgeleiteten Trassees und gemäß den spezifischen Anforderungen des Auftraggebers: die Schaffung einer Bibliothek von wiederverwendbaren Objekten und Typologien sowie die Eigenschaften und Merkmale jeder Entität gemäß der Informationsvorgaben. Alle diese Informationen wurden von den Interessengruppen festgelegt und bilden die Grundlage für die Verbindung und Integration des IFC 4.3-Modells und des CDE mit den bereits bestehenden Asset- und Facility-Management-Systemen.

Das Projekt war Finalist bei den buildingSMART Awards 2021 in der Kategorie Asset & Facility Management.

Diese Projekte haben gezeigt, wie I-BIM die Effizienz steigern, Fehler reduzieren und Kosten optimieren kann, was zu einer besseren Verwaltung des Lebenszyklus von Infrastrukturen führt. Darüber hinaus hat die Einführung von I-BIM zu einer verstärkten Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen den verschiedenen Interessengruppen in den Projekten geführt.

Die Zukunft des BIM für Infrastrukturen: Automatisierung, künstliche Intelligenz und prädiktive digitale Zwillinge

Das I-BIM stellt einen bedeutenden Wendepunkt im Bereich der Infrastrukturbautechnologien dar. Dank der Weiterentwicklung von Standards und digitalen Technologien nimmt das Informationsmodell eine immer zentralere Rolle bei der Verbesserung der Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit von Bauwerken ein.

Die Automatisierung der Arbeitsabläufe ermöglicht es, die Zuverlässigkeit der Daten zu erhöhen und Fehler und Ineffizienzen in den verschiedenen Phasen des Projekts zu reduzieren. Die Integration von künstlicher Intelligenz in die I-BIM-Prozesse erweitert die Analysefähigkeiten und unterstützt die Planung und Verwaltung von Infrastrukturen durch die fortschrittliche Verarbeitung von Informationen.

Die prädiktiven digitalen Zwillinge markieren einen weiteren Fortschritt. Die Verbindung zwischen Informationsmodell, Betriebsdaten und Überwachungssystemen ermöglicht es:

• das Verhalten der Infrastruktur im Laufe der Zeit zu bewerten;
• Kritikalitäten und Abbauphänomene vorherzusehen;
• effektivere und gezielte Wartungsstrategien zu unterstützen.

Mit der schrittweisen Reifung der Standards und einer immer breiteren Verbreitung des I-BIM werden Infrastrukturprojekte von einer größeren Integration zwischen Planung, Bau und Verwaltung profitieren. Die Vorteile werden sowohl den öffentlichen als auch den privaten Sektor betreffen, mit positiven Auswirkungen auf den gesamten Lebenszyklus der Infrastrukturen.

Lesen Sie die Vertiefung: „openBIM-Standards“

FAQ – I-BIM

Was ist I-BIM und wozu dient es?

I-BIM (Infrastructure Building Information Modeling) ist die Anwendung der BIM-Methodologie auf Infrastrukturen und ermöglicht es, Bauwerke wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken, Tunnel und technische Netze über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu modellieren, zu verwalten und zu analysieren, von der Planung bis zur Wartung und Verwaltung des Vermögenswerts.

Worin unterscheidet sich I-BIM vom traditionellen BIM?

Das traditionelle BIM ist hauptsächlich auf Gebäude ausgerichtet, während I-BIM spezifisch für lineare und horizontale Infrastrukturen ist. I-BIM befasst sich mit der größeren geometrischen, funktionalen und territorialen Komplexität von Infrastrukturen, indem es Trassen, Ausrichtungen, technische Daten und Managementinformationen in speziellen Informationsmodellen integriert.

Welche Arten von Bauwerken werden mit I-BIM verwaltet?

I-BIM wird für die Planung, den Bau und die Verwaltung von Verkehrs- und technischen Infrastrukturprojekten verwendet, wie z.B. Straßen- und Schieneninfrastrukturen, Brücken, Tunnel, U-Bahn-Linien und Versorgungsnetze, die durch eine lineare Entwicklung auf großflächigem Territorium gekennzeichnet sind.

Warum ist der Standard IFC 4.3 für I-BIM von grundlegender Bedeutung?

IFC 4.3 führt eine spezifische Datenstruktur für Infrastrukturen ein und überwindet die Grenzen von IFC 2×3, das für den Bau konzipiert wurde. Dank Konzepten wie Ausrichtung, lineare Positionierung und Stationierung ermöglicht IFC 4.3 eine kohärentere und semantische Darstellung von Infrastrukturprojekten entlang der Trasse.

Wie unterstützt I-BIM das Management und die Wartung von Infrastrukturen?

I-BIM ermöglicht es, die während der Planungs- und Bauphase produzierten Informationen im Laufe der Zeit zu speichern und zu aktualisieren, sodass sie für das Management des Vermögenswerts verfügbar sind. Das Informationsmodell unterstützt die Planung von Eingriffen, die Überwachung des Zustands des Bauwerks und die Integration mit Systemen des Infrastructure Asset Management.

Welche Rolle spielt die Integration zwischen I-BIM und GIS?

Die Integration zwischen I-BIM und GIS ermöglicht es, Infrastrukturen innerhalb ihres geografischen Kontexts zu verwalten, indem das Informationsmodell mit territorialen, umweltbezogenen und kartografischen Daten verknüpft wird. Diese Integration bildet die Grundlage für die digitalen Zwillinge von Infrastrukturen und unterstützt Analysen, Planung und Kontrolle der Bauwerke auf territorialer Ebene.

Wie hilft I-BIM, Interferenzen und Risiken in Infrastrukturprojekten zu reduzieren?

Durch koordinierte Informationsmodelle ermöglicht I-BIM die Identifizierung geometrischer und funktionaler Interferenzen zwischen infrastrukturellen Elementen, Unterdiensten und bestehenden Bauwerken. Die Zuordnung technischer und zeitlicher Informationen zu den Objekten des Modells reduziert Varianten, unvorhergesehene Ereignisse und Risiken während der Realisierung und des Betriebs des Bauwerks.