Mit der Entwicklung der BIM-Anwendung ändern sich auch die Gründe für die Modellprüfung. In den letzten Jahrzehnten ist die Bauindustrie von Papierzeichnungen zu digitalen Zeichnungen übergegangen. Von dort ging es weiter zu BIM-Modellen. In jüngster Zeit hat sie sogar begonnen, BIM-Dienste in der Cloud zu nutzen. 

Dennoch ist der Grad der BIM-Einführung ungleichmäßig verteilt. Viele Unternehmen arbeiten an der Digitalisierung und Kodierung ihrer papierbasierten Dokumentenstrukturen in digitale Dokumentenstrukturen. Andere Unternehmen haben den nächsten Schritt, die Digitalisierung, vollzogen und vollständig digitale Workflows eingeführt. Sie setzen auf Informationsstrukturen, die über den herkömmlichen Dokumentenbegriff hinausgehen.

Insbesondere die letzten Schritte der Digitalisierung und die ersten Schritte der Digitalisierung stellen eine Schwelle für die Einführung von BIM dar. Dies liegt daran, dass bei Bauprojekten sowohl kulturelle als auch technologische Komplexitäten überwunden werden müssen. Eine Vielzahl von Softwaresystemen muss miteinander verbunden werden. Fachleute verschiedener Disziplinen müssen zusammenarbeiten, um kohärente digitale Zwillinge zu erstellen. Und vertraglich gebundene Unternehmen benötigen vertrauenswürdige Geschäftsangebote. 

Um diesen Kampf zu gewinnen, muss die Modellprüfung die Schwelle für den Übergang senken. Sie muss die größten Risiken mindern, eine gemeinsame Sprache etablieren und den Menschen helfen, auszudrücken, was sie voneinander erwarten. Es gibt mehr als einen Grund, sich mit Modellversuchen zu befassen. Wie hängen sie zusammen?

Building Information Modeling (BIM) ist eine Methode der Zusammenarbeit und Koordination bei der Umsetzung des Entwurfs und anderer Aspekte eines Bauprojekts. Die technische Planung ist ein dynamischer Bereich, der eine effektive Koordination zwischen einer Vielzahl von Beteiligten erfordert, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. An einem Bauprojekt ist eine Vielzahl von Akteuren beteiligt, darunter Bauingenieure, Architekten, Bauunternehmer, Lieferanten und Verkäufer, was den Prozess der Projektdurchführung äußerst kompliziert und komplex machen kann. Darüber hinaus steht das gesamte Ökosystem der Bauplanung und -ausführung vor der Herausforderung, das Projekt fristgerecht abzuschließen. Unter diesen Umständen sind Präzision und Genauigkeit während der gesamten Entwurfsphase von entscheidender Bedeutung.

Clash Detection ist ein Begriff, der von AEC-Unternehmen häufig verwendet wird. Das dreidimensionale Entwerfen von Computermodellen ermöglicht diese Art der frühzeitigen Erkennung von Diskrepanzen im Entwurfsprozess. Die Erkennung von Diskrepanzen ist von entscheidender Bedeutung, da sie erhebliche Auswirkungen auf den Bauprozess haben und zu Verzögerungen, Designänderungen, Materialkosten und Budgetüberschreitungen führen können. Kollisionen sind typisch für Bauprojekte, bei denen multidisziplinäre Teams an einem einzigen Bauprojekt arbeiten. Kollisionen können geometrischer Art sein, wenn ein Bauwerk an einer Stelle durchquert wird, an der es nicht durchquert werden sollte, oder zeitlicher Art, wenn Elemente gleichzeitig statt nacheinander ausgeführt werden.

Es gibt drei Arten von Kollisionen: harte Kollisionen, weiche Kollisionen und Workflow-Kollisionen. Viele harte und weiche Kollisionen sowie Workflow-Kollisionen treten auf, wenn Entwürfe aus verschiedenen Disziplinen auf einer gemeinsamen Plattform kombiniert werden. 

Wird eine solche Modellkoordination nicht korrekt durchgeführt, kann dies zu erheblichen Nacharbeiten führen. Beispielsweise treten Probleme auf, wenn die MEP-Modelle (Mechanik, Elektrik und Sanitär) nicht mit den Tragwerksmodellen abgestimmt sind. Dies kann dazu führen, dass die Betonschalung nachbearbeitet werden muss, damit die Leitungen hindurchgeführt werden können. Dies ist sehr teuer und unnötig. BIM hilft Bauunternehmern und Bauingenieuren, diese Konflikte zu erkennen, indem es die Ausführbarkeit oder den Betrieb der Struktur bewertet.

Kollisionen traten bereits vor der Einführung der Building Information Modeling Methodik bei älteren Bauprojekten auf. Die Kollisionserkennung war jedoch zeitaufwändig, da sie meist manuell durchgeführt wurde. Die Bauteams interpretierten die 2D-Baupläne und überprüften sie manuell auf mögliche Kollisionen. 

Die Arbeit in einem multidisziplinären Team kann sich aufgrund des hohen Koordinations- und Verwaltungsaufwands für BIM-Modelle als schwierig erweisen. Moderne Techniken zur Kollisionserkennung haben den Vorteil, dass Kollisionen frühzeitig erkannt und gelöst werden können, bevor der Entwurf gebaut wird. Dadurch können erhebliche Kosten eingespart werden.

Arten

Der Begriff Kollisionserkennung umfasst eine Vielzahl von Kollisionen. Es gibt drei Arten von Kollisionen: harte Kollisionen, weiche Kollisionen und Workflow-Kollisionen.

Harte Kollision: Eine harte Kollision liegt vor, wenn zwei Objekte eine identische Position einnehmen. Die Erkennung von Hard Clashes erfolgt mit Hilfe von Algorithmen, die im BIM-Objekt integriert sind und auf Geometrie und Regeln basieren.

Soft-Clash: Ein Soft-Clash zeigt an, dass ein Objekt in der Entwurfsphase nicht mit ausreichenden geometrischen Toleranzen versehen wurde oder dass seine Pufferzone verletzt wurde. Die Soft-Clash-Erkennung kann sogar zeigen, ob ein Objekt den Bauvorschriften entspricht oder nicht.

Workflow-Kollision: Eine Workflow-Kollision entsteht durch inkonsistente oder widersprüchliche Gebäudeinformationen. Diese Art von Konflikt tritt auf, wenn Elemente nicht nacheinander, sondern gleichzeitig auftreten. 

Warum entstehen Konflikte? 

Konflikte werden in der Regel während der BIM-Koordination entdeckt und gelöst, wenn ein Modell oder mehrere Modelle zusammen an andere Parteien übergeben werden. In diesem Fall werden sie erst gelöst, wenn das Modell selbst bereits als fertiggestellt gilt. In der Vergangenheit wurden Konflikte dann entdeckt, wenn die Modelle aller Beteiligten als endgültig angesehen wurden.

Die Ursachen für Konflikte sind vielfältig. Nur wenige Kollisionen sind auf technische Fehler zurückzuführen. Die offensichtlichsten Ursachen sind einfache Konstruktions- oder Modellierungsfehler. Darüber hinaus können die modellierten Komponenten aufgrund von Unterschieden im Detaillierungsgrad der Modellierung oder aufgrund von Unterschieden in der geometrischen Darstellung zwischen verschiedenen Software- und Modellformaten kollidieren.

Häufigere Ursachen sind prozessbedingt, da digitale Modelle auch dann Vollständigkeit und Genauigkeit erfordern, wenn sich der Entwurf noch in der Entwicklung befindet. Wenn mehrere Parteien Modelle beisteuern, verfügen alle nur über unzureichende Informationen über das endgültige Design. Unzureichende Informationen führen dazu, dass Platzhalter mit übertriebenen Geometrien platziert werden müssen. In anderen Fällen drückt das Modell möglicherweise nicht die endgültige Geometrie, sondern nur die Entwurfsabsicht aus. Diese Modelle können jedoch bis zur Detaillierungsphase bestehen bleiben. Schließlich führt das Fehlen von (spezifischen) Entwurfsregeln dazu, dass die Parteien, die gleichzeitig modellieren, in den Entwurfsraum der anderen eindringen.

Im Grunde sind Kollisionen ein Symptom für die isolierte Natur von Bauprojektteams, in denen Partner aus verschiedenen Disziplinen isoliert voneinander arbeiten. Selbst wenn Cloud-basierte Umgebungen für die gemeinsame Nutzung von Daten verfügbar sind, unterstützen sie die Kollisionserkennung möglicherweise nicht (ausreichend), und es besteht ein Bedarf, aber kein Mangel an Experten, die diese Prüfungen durchführen können.

Bis zu einem gewissen Grad ist es sogar unrealistisch, zu erwarten, dass es überhaupt keine Konflikte gibt, da alle Parteien ihre Arbeit vor Ablauf der Fristen einreichen müssen, unabhängig von der Komplexität des Entwurfs. In diesem Fall sind Konflikte eine Gelegenheit für ein Projektteam, sich ungelöster Designprobleme bewusst zu werden und seine Planung anzupassen, um bisher unbekannte Herausforderungen zu bewältigen, bevor sie aus dem Ruder laufen oder sogar an die nächste Phase weitergegeben werden.

Wie werden Kollisionen erkannt?

Verifi3D unterstützt drei Arten der Kollisionserkennung: manuell, automatisch und assistiert.

Die manuelle Kollisionserkennung wird durch eine einfach zu bedienende 3D-Navigation unterstützt. Mit den Werkzeugen Section Box und Measurement Line und entweder in der Elementumlaufbahn oder in der Ich-Perspektive kann der Benutzer Kollisionen visuell überprüfen. Die selektive Anzeige, unterstützt durch Funktionen wie Elementbrowser, Filter, kontextabhängige Smartfilter und den innovativen Ghosting-Slider, bietet dem Anwender verschiedene Möglichkeiten, die Gebäudeinformationen zu klassifizieren und die für die Kollisionssuche benötigten Informationen anzuzeigen. Die manuelle Kollisionssuche ist zwar zeitaufwendig, aber ein effizienter Weg für den menschlichen Anwender, die Ursachen von Kollisionen in den Modellen besser zu verstehen und seine Erkenntnisse entsprechend zu formulieren. Im Gegensatz zu unserem Wunsch, alles zu automatisieren, eignet sich dieser Prozess sehr gut für die Entwurfsphase, in der der relative Wahrheitsgehalt der digitalen Modelle von vielen Faktoren abhängt, die für Computer schwer zu erfassen sind und sich selbst den komplexesten Algorithmen entziehen können.

Automatisierte Kollisionsprüfungen können mit einem der in Verifi3D integrierten Kollisionsalgorithmen eingerichtet werden, um parametrisch definierte Regelsätze zu erstellen. Für verschiedene Szenarien bietet Verifi3D eine harte Kollisionsprüfung, eine weiche Kollisionsprüfung namens "Free Space Check" (demnächst verfügbar) und Schnittpunktprüfungen, die einzelne und föderierte Modelle auf auftretende Schnittpunkte prüfen.

Die unterstützte Kollisionsprüfung kann als eine Mischung aus manueller und automatisierter Prüfung verstanden werden, die durch die einfache und interaktive Benutzeroberfläche von Verifi3D ermöglicht wird. Ziel ist ein nahtloser Übergang von der rein manuellen Prüfung über die Verwendung benutzerdefinierter Filter bis hin zur Verwendung algorithmischer Prüfungen. Bei Bauprojekten gibt es immer Grenzfälle und unvorhergesehene Situationen. Assistierte Prüfabläufe ermöglichen es dem Anwender, die manuelle Prüfung effizienter und die automatisierte Prüfung aussagekräftiger zu gestalten.

Wie werden Kollisionen gelöst? 

Durch die Integration mit CDEs wie Autodesk Construction Cloud und Autodesk BIM 360 und Issue Trackern wie BIM Track, BIMcollab und BIM 360 Issues kann V3D in Ihren Workflow integriert werden. Es ermöglicht allen Anwendern, ihre Modelle auf Kollisionen zu prüfen, bevor sie sie übermitteln. Häufigere Überprüfungen bedeuten, dass Modellierer früher auf Probleme aufmerksam werden und ihre Projektpartner bei Bedarf früher kontaktieren können. Häufigeres Prüfen bedeutet, dass sich weniger Probleme ansammeln. Schnelle Rückkopplungsschleifen zwischen den Tests und der Autorensoftware ermöglichen es den Partnern, ihre Modelle mit minimalem Aufwand in einer gemeinsamen, aktuellen Umgebung zusammenzuführen und abzustimmen.

Wie können Kollisionen vermieden werden? 

Verifi3D bietet alle Voraussetzungen, um Konflikte zu vermeiden. Sobald sich das Projektteam darauf geeinigt hat, in einem BIM-Workflow zu arbeiten, der die Modellkoordination in Verifi3D einschließt, ist es möglich, fortschrittliche Algorithmen zur Kollisionserkennung zu verwenden und Prüfvorlagen zu erstellen, die von allen Mitgliedern des Projektteams verwendet werden. Die Modellkoordination kann dann auf der Grundlage einer gemeinsamen Datenumgebung erfolgen. Das Testen wird zu einer verteilten, kollektiven Aktivität, die von allen Teammitgliedern in einem gemeinsamen Arbeitsbereich durchgeführt wird. Dies ermöglicht einen proaktiven, iterativen Arbeitsablauf, bei dem das Feedback des Datenvalidierungstools ständig verfügbar ist, ähnlich wie bei einer Korrektur. Auf diese Weise erhalten die Designer ein gemeinsames Situationsbewusstsein und sind bei der Ausgabe ihrer Modelle besser informiert und präziser.

Fazit

Da immer mehr Daten in Standardformaten in Modellen kombiniert werden, werden die Softwarewerkzeuge wahrscheinlich immer ausgefeilter werden. Die Arbeit an einem einzigen kollaborativen, koordinierten Gebäudemodell anstelle einer Vielzahl von Modellen, die in wichtigen Phasen zu einem einzigen vollständigen Modell zusammengeführt werden, dürfte die Zahl der Projektkollisionen erheblich reduzieren.

Die Kollisionserkennung ist eine Kernfunktionalität jedes BIM-Prüfwerkzeuges und Verifi3D kann Kollisionen zwischen einem oder mehreren architektonischen Objekten in einem BIM-Modell erkennen. Sparen Sie Zeit durch die Automatisierung der Kollisionserkennung und verbessern Sie die Qualität der Modelle durch eine frühzeitige Validierung der Daten. Verifi3D gibt Planern und Generalunternehmern die Werkzeuge an die Hand, die sie benötigen, um BIM-Daten zu validieren, zu automatisieren und Kollisionen während des Modellprüfungsprozesses in Echtzeit zu reduzieren. 

Das Erkennen von Konflikten muss einfach sein. Mit Verifi3D ermöglichen wir, dass mehr Menschen im Unternehmen früher in den Prozess eingebunden werden. Konflikterkennung sollte kollaborativ und in Echtzeit erfolgen. Mit Verifi3D ist dies möglich. Konflikterkennung ist mehr als Fehlererkennung. Verifi3D bietet einen dringend benötigten Rettungsanker für eine Industrie, die mit Tausenden von Herausforderungen konfrontiert ist, indem es jedem die Möglichkeit gibt, Konflikte im Voraus zu visualisieren, zu bewerten und zu lösen. 

Der digitalisierte Workflow zur Kollisionserkennung ermöglicht es Teams, einfacher und effizienter an einem Projekt zusammenzuarbeiten und es gemeinsam zu nutzen. Die Kollisionserkennung verbessert BIM, indem sie dabei hilft, potenzielle Konflikte und Interferenzen in einem Bauprojektmodell effektiv zu identifizieren, zu überprüfen und zu melden. Priorisieren Sie die Probleme, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern, weisen Sie Probleme zu und synchronisieren Sie sie in Echtzeit in der Cloud mit Problemverfolgungstools wie BIM Track, BIMcollab und BIM 360. Das hohe Maß an Zusammenarbeit und Organisation, das die Kollisionserkennung mit sich bringt, verringert das Risiko menschlicher Fehler bei der Modellprüfung und reduziert den Umfang der erforderlichen Nacharbeiten und Änderungsaufträge.

Die Kollisionsprüfung wird zunehmend von Architektur-, Ingenieur- und Bauunternehmen aller Größen eingesetzt. Die 3D-Modellierung mit Kollisionsprüfung ist aufgrund der damit verbundenen Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerungen ein Muss für Bauunternehmen und verwandte Branchen. Reduzieren Sie Nacharbeiten sowohl bei der Bauvorbereitung als auch bei den Bauteams, indem Sie sicherstellen, dass die qualitativ hochwertigsten Entwürfe auf der Baustelle ankommen.