Was ist Virtual Design und Construction (VDC)?

Das Akronym VDC (Virtual Design and Construction) wurde 2001 vom CIFE – Center for Integrated Facility Engineering der Stanford University eingeführt, dank des Beitrags von Professor Martin Fischer. Heute stellt es einen fortschrittlichen Ansatz für das Management von Bauprojekten dar, der auf der Integration von digitalen Modellen, Prozessen und Organisation basiert.

Im Kontext des BIM konfiguriert sich das VDC als eine Methodik, die informative Modelle nutzt, um alle Phasen des Lebenszyklus eines Projekts zu planen, zu simulieren und zu kontrollieren: von der Planung über den Bau bis hin zum Management. In diesem Sinne ermöglicht die Integration von BIM und VDC, das digitale Modell in ein operatives Werkzeug zur Unterstützung von Entscheidungen und zur Optimierung von Prozessen zu transformieren.

Um das VDC im BIM effektiv anzuwenden und alle Vorteile in Bezug auf Kontrolle, Effizienz und Qualität zu nutzen, ist es entscheidend, über geeignete Werkzeuge zu verfügen, wie fortschrittliche BIM-Software und BIM-Management-Plattformen für die Zusammenarbeit und Koordination des Teams.

In diesem Artikel werden wir im Detail betrachten, was das VDC im BIM ist, wie es funktioniert, welche Unterschiede zum BIM bestehen und wie es konkret in Bauprojekten angewendet werden kann.

Prinzipien des Virtual Design and Construction

Das VDC ist ein „Virtueller“ Prozess, weil es digitale Modelle verwendet, die mit BIM-Software entwickelt wurden, um das Endergebnis vor der physischen Realisierung des Projekts zu simulieren.

Die Begriffe „Design“ und „Construction“ repräsentieren die beiden Hauptphasen, in denen das VDC eingreift, um Qualität, Effizienz und Koordination zu verbessern.

Die drei grundlegenden Prinzipien des VDC sind:

• Produkt: das Endergebnis des Projekts (das Gebäude oder die Infrastruktur);
• Organisation: das Arbeitsteam und die Kooperationsmethoden;
• Prozess: der operative Fluss, der die Planung und den Bau leitet.

Im BIM (Building Information Modeling) werden diese drei Elemente integriert über gemeinsame informative Modelle verwaltet, die es ermöglichen, Entscheidungen, Zeitpläne und Kosten zu optimieren.

Was ist das VDC im BIM?

Im Kontext des BIM kann das VDC als eine Managementmethodik definiert werden, die digitale informative Modelle nutzt, um zu planen, zu simulieren und zu kontrollieren den gesamten Bauprozess.

Anders ausgedrückt:

• das BIM liefert das digitale Modell des Projekts (Geometrie + Informationen);
• das VDC nutzt dieses Modell, um Entscheidungen zu treffen, das Team zu koordinieren und den Prozess zu optimieren.

Das VDC im BIM ermöglicht es somit, das informative Modell in ein operatives Werkzeug zu verwandeln, das in der Lage ist:

• die Planung zu unterstützen (BIM 4D);
• die Kostenschätzung zu integrieren (BIM 5D);
• das Risikomanagement zu verbessern;
• die Zusammenarbeit zwischen den Stakeholdern zu optimieren.

Wie funktioniert das VDC mit BIM-Modellen

Das VDC nutzt 3D-BIM-Modelle als Grundlage, um fortgeschrittene Simulationen des Projekts zu entwickeln.

Durch die Integration der im Modell enthaltenen Daten (Zeiten, Kosten, Leistungen) ist es möglich:

• alternative Planungszenarien zu analysieren;
• Kritikalitäten vor dem Bau vorherzusagen;
• verschiedene Disziplinen (Architektur, Struktur, Anlagen) zu koordinieren;
• die Planung der Baustellenaktivitäten zu verbessern.

Das BIM-Modell wird somit zu einer gemeinsamen digitalen Umgebung, in der alle Informationen gesammelt, aktualisiert und genutzt werden, um den Entscheidungsprozess zu leiten.

Wie BIM und VDC zusammenarbeiten

BIM und VDC arbeiten synergistisch, jedoch mit unterschiedlichen Rollen:

• das BIM ist die Methode, die es ermöglicht, digitale informative Modelle des Projekts zu erstellen und zu verwalten;
• das VDC ist der Ansatz, der diese Modelle nutzt, um Prozesse, Organisation und Leistung des Projekts zu verbessern.

Diese Integration ermöglicht den Übergang von einer traditionellen Planung zu einem Ansatz, der auf  folgendes basiert:

• multidisziplinärer Zusammenarbeit;
• datenbasierten Entscheidungen;
• präventiven Simulation der Lösungen.

Wie das VDC das BIM nutzt

Die Struktur des Virtual Design and Construction

Das Ziel des VDC ist es, die Komplexität eines Projekts zu verstehen und kritische Punkte vorherzusehen, bevor hohe Kosten entstehen. Im Kontext des BIM bedeutet dies die Fähigkeit, digitale Modelle zu nutzen, um die Lean-Prinzipien anzuwenden, die oft mit den fortgeschrittenen Dimensionen des BIM (wie dem BIM 9D) verbunden sind, darunter:

• Verschwendung eliminieren;
• Kosten senken;
• Produktivität steigern.

Die Hauptwerkzeuge des VDC, die es ermöglichen, diese Ziele zu erreichen, sind:

• Integrated Concurrent Engineering (ICE);
• Project Production Management (PPM);
• Building Information Modeling (BIM);
• Kennzahlen (KPI).

Struktur von Virtual Design and Construction

ICE: Integrierte gleichzeitige Ingenieurarbeit

Die Integrierte gleichzeitige Ingenieurarbeit (ICE) ist eine soziale Methode, die von der NASA und ihrer Extreme Collaboration (Extreme Collaboration – XC) abgeleitet ist, und zielt darauf ab, Entscheidungen zu fördern und die Kommunikation zu verbessern, durch die besten verfügbaren Technologien.

Im Rahmen des VDC hat diese Methodik das Ziel, Treffen mit dem Planungsteam zu organisieren und es den Stakeholdern aus verschiedenen Disziplinen zu ermöglichen, gleichzeitig teilzunehmen, um multidisziplinäre VDC-Modelle äußerst schnell und zuverlässig zu erstellen und zu bewerten. Die Verwendung von ICE-Sitzungen im VDC ermöglicht es:

• die für Entscheidungen benötigte Zeit zu reduzieren;
• die Qualität des Outputs zu verbessern;
• eine bessere Integration zwischen den verschiedenen Disziplinen zu erreichen.

PPM: Projektproduktionsmanagement

Das PPM (Produktionsmanagement) ist die Komponente des VDC, die für die Prozesse verantwortlich ist.

Das Produktionsmanagement definiert, wenn es auf ein Projekt angewendet wird, die Ziele klar und bietet einen umfassenden Überblick über das gesamte Projekt und die Aktivitäten, die besondere Aufmerksamkeit erfordern.

Es handelt sich um ein Planungsinstrument, mit dem die Ausführung des Projekts verwaltet werden kann. Dabei werden Systeme und Methoden verwendet, um Folgendes zu definieren:

• die Variabilität des Projekts, um Maßnahmen zur Reduzierung zu implementieren;
• die Planung des Arbeitsablaufs;
• die erforderlichen Ressourcen.

Die Verwendung des PPM im VDC-Design ermöglicht es, die Lieferung des Projekts zu verstehen, zu kontrollieren und zu verbessern.

BIM: Building Information Modeling

Das BIM ist die Komponente, in der die Virtualität liegt, die Nutzung der Technologie zur Verbesserung der Projekte. Es ist die Art und Weise, wie die digitale und visuelle Darstellung dessen, woran das Team arbeitet, mit Informationen zu jedem Objekt des Gebäudes erhalten werden kann.

Das BIM hat eine enorme Bedeutung in den ICE-Sitzungen, um:

• die Herausforderungen des Projekts dem Team und den Kunden leicht zu präsentieren;
• den Entscheidungsprozess durch Datenerfassung und 3D-Visualisierung zu unterstützen.

Metriken

Um sicherzustellen, dass jede Komponente die Ziele des VDC-Prozesses verfolgt, ist es notwendig, geeignete Metriken zu überwachen. Diese Metriken sind wichtig, um Korrekturen zu identifizieren, die vorgenommen werden müssen, um eine kontinuierliche Verbesserung des Prozesses zu erreichen.

Die Key Performance Indicators (KPI), die für den Erfolg des Projekts überwacht werden müssen, sollten basierend auf den identifizierten Zielen ausgewählt werden. Sie sollten Folgendes umfassen:

• Produktionsziele (PO): objektive Messungen wie Zeit, Kosten, Anzahl der gelösten Kollisionen, die regelmäßig überwacht werden, um zu überprüfen, ob das Projekt in die richtige Richtung geht;
• Kontrollierbare Faktoren: subjektive Messungen wie Qualität und Zufriedenheit, die direkt mit den Produktionszielen jeder Komponente (PPM, BIM und ICE) verbunden sind und dazu dienen, die Prozesse des Projekts zu optimieren;
• Kundenziele (CO): Metriken wie Nutzungsleistung, Funktionalität, Nachhaltigkeit und Sicherheit, die vom Projektteam festgelegt werden, um die Ziele des Kunden zu erreichen, gemessen, wenn das Projekt in Betrieb ist.

VDC-Framework

BIM vs VDC: Was sind die Unterschiede

Die BIM- und VDC-Methoden haben viele Gemeinsamkeiten und werden daher oft verwechselt. Beide basieren auf Zusammenarbeit und intelligenter Kommunikation; im Kontext von BIM stellt VDC jedoch einen umfassenderen Ansatz dar, der BIM als operative Grundlage nutzt.

Der Hauptunterschied zwischen BIM und VDC liegt im Zweck und im Anwendungsgrad.

Das BIM (Building Information Modeling):

• erstellt das digitale Modell des Gebäudes;
• integriert geometrische und informative Daten;
• ermöglicht die virtuelle Darstellung des Projekts;
• organisiert Modelle und Dokumente über den Lebenszyklus des Werks.

Das VDC (Virtual Design and Construction):

• nutzt die BIM-Modelle zur Planung und Kontrolle des Prozesses;
• integriert Aspekte wie Zeit (4D), Kosten (5D) und Risikomanagement;
• unterstützt den Entscheidungsprozess durch Simulationen;
• koordiniert Personen, Prozesse und Technologien.

Mit anderen Worten, BIM erstellt das Informationsmodell, während VDC dieses Modell nutzt, um den gesamten Planungs- und Bauprozess integriert zu steuern.

Unterschiede zwischen BIM und VDC

VDC im Bauwesen: wie es angewendet wird

Die Anwendung von VDC im Bauwesen erstreckt sich über den gesamten Lebenszyklus des Projekts und nutzt die BIM-Modelle als Informationsbasis, um jede Phase des Projekts zu planen, zu simulieren und zu kontrollieren.

Im Kontext von BIM verwandelt VDC das digitale Modell in ein operatives Werkzeug, das Entscheidungen, Prozesse und Baustellenaktivitäten leitet, mit einer signifikanten Reduzierung von Unsicherheiten und Ineffizienzen.

Insbesondere findet VDC Anwendung in den folgenden Phasen:

• Planungsphase:
  • Entwicklung und Analyse der multidisziplinären BIM-Modelle;
  • Überprüfung von Interferenzen (Clash Detection);
  • Simulation alternativer Lösungen;
  • Entscheidungsunterstützung durch ICE-Sitzungen (Integrated Concurrent Engineering).
• Planungsphase:
  • Integration des BIM-Modells mit der zeitlichen Dimension (4D);
  • Simulation der Bauabläufe;
  • Optimierung des Zeitplans;
  • Koordination der Aktivitäten zwischen den verschiedenen Akteuren.
• Bauphase:
  • Nutzung des BIM-Modells als operativen Referenz auf der Baustelle;
  • Überwachung des Fortschritts der Arbeiten;
  • Kontrollierte Verwaltung von Varianten;
  • Reduzierung von Fehlern und Nacharbeiten.
• Management- und Wartungsphase:
  • Nutzung des aktualisierten Modells (BIM as-built) für das Facility Management;
  • Überwachung der Gebäudeleistung;
  • Planung der Wartungsmaßnahmen;
  • Optimierung des Lebenszyklus des Projekts.

Dieser Ansatz ermöglicht es VDC im BIM, die Vorhersehbarkeit des Projekts zu verbessern, die Effizienz zu steigern und eine bessere Kontrolle über Zeit, Kosten und Qualität zu gewährleisten.

Rollen und Fachleute im BIM VDC

Die Integration von BIM und VDC erfordert spezifische Kompetenzen und neue Berufsprofile, die in der Lage sind, nicht nur die digitalen Modelle, sondern auch die Prozesse und die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Stakeholdern zu verwalten.

Im Kontext von VDC im BIM entwickeln sich die Rollen im Vergleich zur traditionellen Projektorganisation weiter und orientieren sich auf eine größere Integration zwischen Planung, Koordination und Bau.

Die wichtigsten beteiligten Personen sind:

• BIM VDC Koordinator
• BIM VDC Manager
• BIM VDC Ingenieur und Spezialist

Diese Fachleute arbeiten synergistisch zusammen, um eine effektive Nutzung des BIM-Modells innerhalb des VDC-Prozesses zu gewährleisten.

Was ist ein BIM VDC Koordinator?

Der BIM VDC Koordinator ist die operative Figur, die die technische Koordination der BIM-Modelle innerhalb des VDC-Prozesses verwaltet.

Seine Rolle ist entscheidend, um die Integration zwischen den verschiedenen Disziplinen (Architektur, Struktur, Anlagen) zu gewährleisten und die Qualität sowie die Konsistenz der im Modell enthaltenen Informationen sicherzustellen.

Zu den Hauptaufgaben des BIM VDC Koordinators gehören:

• Koordination der Fachmodelle in einer gemeinsamen Umgebung;
• Verwaltung von Interferenzen (Clash Detection und Clash Resolution);
• Unterstützung der ICE-Sitzungen und der Zusammenarbeit zwischen den Teams;
• Überprüfung der korrekten Anwendung der BIM-Standards;
• Aktualisierung und Kontrolle der Modelle in den verschiedenen Phasen des Projekts.

Der BIM VDC Koordinator beschränkt sich also nicht nur auf die Kontrolle des Modells, sondern trägt aktiv zur Verbesserung des Planungsprozesses bei.

Was macht ein BIM VDC Manager?

Der BIM VDC Manager ist die strategische Figur, die für die Implementierung und das Management der VDC-Methodik innerhalb des Projekts verantwortlich ist.

Er verfügt über einen umfassenden Überblick über den Prozess und koordiniert Personen, Werkzeuge und Ziele, um die angestrebten Leistungen zu gewährleisten.

Seine Hauptverantwortlichkeiten umfassen:

• Definition der Projektziele und der KPIs;
• Planung der Aktivitäten gemäß den Prinzipien des VDC;
• Integration von BIM, ICE und PPM (Project Production Management);
• Management des Teams und der Informationsflüsse;
• Überwachung der Leistungen (Zeit, Kosten, Qualität);
• Unterstützung des Entscheidungsprozesses auf strategischer Ebene.

Der BIM VDC Manager hat die Aufgabe, das digitale Modell in ein effektives Managementwerkzeug zu transformieren und dessen Nutzung zur Optimierung des gesamten Prozesses sicherzustellen.

BIM VDC Ingenieur und Spezialist

Die BIM VDC Ingenieure und die BIM VDC Spezialisten sind technische Fachkräfte, die direkt an den BIM-Modellen und den Projektdaten arbeiten und die praktische Anwendung des VDC unterstützen.

Ihr Beitrag ist entscheidend für die Entwicklung von Analysen, Simulationen und Integrationen, die eine Verbesserung der Planung und des Projektmanagements ermöglichen.

Zu den Hauptaktivitäten gehören:

• Fortgeschrittene BIM-Modellierung und Informationsmanagement;
• Entwicklung von 4D-Simulationen (Zeit) und 5D (Kosten);
• Datenanalyse und Unterstützung bei Entscheidungen;
• Integration zwischen Modellen und Planungswerkzeugen;
• Unterstützung bei der Koordination und Kommunikation zwischen den Disziplinen.

Diese Fachkräfte stellen die operative Verbindung zwischen dem BIM-Modell und dem VDC-Prozess dar und tragen dazu bei, das Projekt effizienter, kontrollierbarer und vorhersehbarer zu gestalten.

BIM VDC-Profis

Die Vorteile der Nutzung von VDC

Die wichtigste Innovation, die VDC in die Planung und Gestaltung von Bauprojekten einführt, betrifft die Optimierung der Managementphase, mit direktem Einfluss auf Zeit, Kosten und Qualität des Projekts.

Im Kontext von BIM ermöglicht VDC die Nutzung des Informationsmodells als Grundlage zur Verbesserung der Zusammenarbeit, Planung und Kontrolle der Aktivitäten.

Zu den Hauptvorteilen der Nutzung von VDC gehören:

• Erhöhung der Kommunikation zwischen den Teams: Dank des ICE-Systems nehmen die verschiedenen Akteure des Projekts an organisierten kollaborativen Sitzungen teil, die den direkten Austausch und die Informationsweitergabe fördern. Dieser Ansatz reduziert die Entscheidungszeiten und begrenzt Verzögerungen, die durch fehlende Integration zwischen den Disziplinen entstehen;
• Bessere strategische Planung des Projekts: Durch die PPM-Methodik ist es möglich, bereits in den frühen Phasen klare Ziele, Aktivitäten, Ressourcen und Prioritäten zu definieren. Dies führt zu einer effektiveren Planung mit einer Reduzierung von Konflikten, unvorhergesehenen Ereignissen auf der Baustelle und Planungsänderungen;
• Höhere Effizienz und Produktivität: Die Nutzung von BIM innerhalb des VDC-Prozesses ermöglicht den Zugang zu einem vollständigen und aktuellen virtuellen Modell, das allen beteiligten Personen zur Verfügung steht. Dies ermöglicht eine gemeinsame Sicht auf das Projekt, erleichtert die gleichzeitige Arbeit zwischen den Disziplinen und reduziert den Rückgriff auf Notlösungen mit hohen Kosten;
• Reduzierung von Risiken und bessere Kontrolle: Die Möglichkeit, Szenarien zu simulieren und kritische Punkte im Voraus zu analysieren, ermöglicht es, fundiertere Entscheidungen zu treffen und eine ständige Kontrolle über den Projektverlauf aufrechtzuerhalten;
• Optimierung des Lebenszyklus des Bauwerks: Das BIM-Modell, das in den VDC-Prozess integriert ist, unterstützt auch die Phasen nach dem Bau und verbessert das Management und die Wartung des Gebäudes.

Vorteile der Integration von BIM und VDC

Die Integration von BIM und VDC ermöglicht es, den maximalen Wert aus dem digitalen Prozess zu ziehen, dank der Kombination aus Informationsmodell und Prozessmanagement.

Insbesondere ermöglicht diese Integration:

• Das BIM-Modell in ein Entscheidungs- und Managementinstrument zu verwandeln;
• Die Koordination zwischen Planung, Gestaltung und Bau zu verbessern;
• Die Transparenz und Nachverfolgbarkeit der Informationen zu erhöhen;
• Zeiten, Kosten und Fehlerquoten zu reduzieren;
• Die Gesamtleistung des Projekts zu verbessern.

Um ein Bauprojekt mit der VDC-Methodik zu planen und zu verwalten und alle oben genannten Vorteile zu nutzen, benötigen Sie:

• Eine BIM-Software, um äußerst detaillierte 3D/BIM-Modelle mit allen Informationen zu jedem Objekt des Gebäudes zu erstellen;
• Eine Plattform für BIM-Management-System mit integrierten Werkzeugen, die es ermöglichen, das Team zu koordinieren und zusammenzuarbeiten, das Modell zu überprüfen, die Realisierungszeiten eines Projekts zu verwalten und die Kosten des Projekts zu schätzen.

FAQ zum BIM VDC

Was ist BIM VDC?

BIM VDC ist ein integrierter Ansatz, der BIM-Informationsmodelle mit Prozessen und Organisation kombiniert, um den gesamten Lebenszyklus eines Projekts zu planen, zu simulieren und zu kontrollieren, von der Planung über den Bau bis hin zum Management.

Was ist der Unterschied zwischen BIM und VDC?

BIM erstellt und verwaltet das digitale Modell des Gebäudes, während VDC dieses Modell nutzt, um Prozesse zu optimieren, das Team zu koordinieren und Entscheidungen in allen Phasen des Projekts zu unterstützen.

Wozu dient VDC im BIM?

VDC im BIM dient dazu, die Planung zu verbessern, Risiken zu reduzieren und Zeit sowie Kosten durch Simulationen, multidisziplinäre Koordination und präventive Analyse von kritischen Punkten zu optimieren.

Wie funktioniert VDC in Bauprojekten?

VDC nutzt die BIM-Modelle, um Projektdaten, Zeitpläne und Kosten zu integrieren, sodass Szenarien simuliert, Aktivitäten koordiniert und der Fortschritt während des gesamten Lebenszyklus des Projekts überwacht werden kann.

Was sind die wichtigsten Vorteile von BIM VDC?

Die wichtigsten Vorteile von BIM VDC sind:

• bessere Zusammenarbeit zwischen den Teams
• größere Kontrolle über Zeit und Kosten
• Reduzierung von Fehlern und Nacharbeiten
• datenbasierte Entscheidungsunterstützung
• Optimierung des Lebenszyklus des Projekts

In welchen Phasen des Projekts wird VDC angewendet?

VDC wird in allen Phasen des Projekts angewendet:

• Planung (Analyse und Koordination der Modelle)
• Planung (4D-Simulationen und Arbeitsprogrammierung)
• Bau (Überwachung und Baustellenmanagement)
• Management (Wartung und Facility Management)

Welche Fachkräfte arbeiten mit BIM VDC?

Die wichtigsten beteiligten Fachkräfte sind:

• BIM VDC Manager (Strategie und Koordination)
• BIM VDC Koordinator (technische Koordination der Modelle)
• BIM VDC Ingenieur und Spezialist (Modellierung, Simulationen und Analysen)

Welche Werkzeuge sind erforderlich, um VDC im BIM anzuwenden?

Um VDC im BIM anzuwenden, sind BIM-Software für die Modellierung und Plattformen für das BIM-Management erforderlich, die Zusammenarbeit, Koordination und das Management von Zeit und Kosten ermöglichen.