Vernetzung von Bau und Betrieb

Viele Prozesse, viele Systeme, viele Dateninseln

Für unterschiedliche Prozesse sind unterschiedliche Systeme führend in der Datenhaltung und für einzelne Teams ist es in der Regel praktikabler sich in einer eigenen Ablage fokussiert zu organisieren. Die meisten Common Data Environments (CDEs) fokussieren sich typischerweise auf Einzelprojekte im Bauplanungsprozess. Archive wie Bestandspläne haben mehrere dezentrale Quellen und sind nicht allen Beteiligten zugänglich. Weitere Teilprozesse aus dem Betrieb eines Gebäudes implizieren weitere Datenquellen, die sich nicht ohne weiteres dem klassischen Baubetrieb zuordnen lassen.

Durch die Vielzahl an Akteuren und weiteren Organisationen im städtischen Ballungsraum entstehen zwangsläufig Dateninseln. Der Versuch, diese Zusammenhänge innerhalb eines einzigen Systems manuell oder teilautomatisiert über Metadaten zusammenzuführen, scheiterte bis dahin. Hinzu kam, dass nicht permanent allen Mitarbeitenden sämtliche kostenpflichtigen Lizenzen für Viewer oder lizenzpflichtige CDEs bereitgestellt werden konnten.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit über Bereichsgrenzen hinweg

Das Projekt entstand in interdisziplinärer Zusammenarbeit: Ein Projektteam aus dem Bau-Management vor Ort, ein spezialisiertes BIM-Consulting und Kruso als Software-Dienstleister arbeiteten Hand in Hand. Eingebunden waren zudem das Bahnhofsmanagement und seine Teilbereiche, wie z.B. Facility Management, Vermietung oder Betrieb. Die weitere Vorgehensweise hat darüber hinaus zu einer generell hohen Akzeptanz geführt.

Vom Discovery-Workshop zum datengetriebenen Prototyp

Den Auftakt bildeten Ideation- und Discovery-Workshops sowie Interviews mit Vertreterinnen und Vertretern der einzelnen Bereiche. Auf dieser Grundlage wurden die zentralen User Stories definiert und die vorhandenen Datenquellen sowie die System-Landschaft analysiert.

Es folgte die Erstellung eines Prototyps mit datengetriebener Anzeige der Informationen und die Entwicklung der nötigen Schnittstellen zur automatisierten Datenanzeige. Das Datenmodell des vielfach führenden kaufmännischen Systems wurde abstrahiert und in reduzierter Form auf das Datenmodell zum Digitalen Zwilling übertragen. In explorierenden Interviews mit den Fachbereichen wurden Optimierungen und Ausbaumöglichkeiten ausgelotet. Vorlagen für Upload-Templates und eine Story-Migration sorgten dafür, dass die bestehenden Systeme weiter gepflegt und die Ansätze darauf übertragen werden können.

Ein Koordinationsmodell als zentrale Daten-Drehscheibe

Im Zentrum des Digitalen Zwillings steht das jeweils letzte Gesamt-Koordinationsmodell, über das der digitale Zwilling an den BIM-Prozess angebunden ist. Datengetriebene Systeme werden über mehrere Import-Schnittstellen integriert und per Daten-Layer angezeigt:

• Bestandspläne und Dokumente aus der Datenumgebung der Bauteams

• Live-Daten über APIs

• Kaufmännisches System führend für Raum-IDs, Technische Daten sowie weitere Wirtschaftsdaten für das laufende Betriebs- und Vermietungsmanagement

Der Nutzer kann sich sowohl per 2D-Layer als auch im 3D- Modell durch eine Hierarchie der Orte klicken: d.h. diese sind gleichermaßen modell- und datengestützt. Je Ort werden ihm Listen und Datenpunkte in 3D aller zum Ort verfügbaren Datensätze angezeigt.

Ein digitaler Zwilling verbindet Bau und Betrieb

Die klassischen BIM-Tools unterstützen weiterhin alle Bauprozesse inklusive Planung und Umsetzung. Ein digitaler Zwilling vernetzt bestehende Werkzeuge und Datenbanken und stellt deren Zusammenhänge übersichtlich in 3D dar. An der Schnittstelle zwischen Bau und Betrieb führt er verschiedene Informationsstände am 3D-Modell zusammen und verbindet sie anschaulich – zur besseren Dokumentation des aktuellen Status.

Das Gesamt-Koordinationsmodell wird regelmäßig aktualisiert und dient als Basis für die projekt- und bereichsübergreifende Kommunikation. Damit alle Mitarbeitenden Zugriff auf diese zusammenführende Ansicht haben, wurde im Rahmen des Prototyps aufgezeigt, wie sich ein individueller Digital Twin Viewer auf Basis von Open-Source-Komponenten erstellen lässt. Dieser unterliegt im Zeitverlauf unter Umständen technischen Anpassungen an neue Software-Komponenten, verursacht aber keine eigenen Lizenzgebühren.

Die bereichsübergreifenden Rollen und Rechte wurden über die Zugriffsrechte der jeweiligen Zielsysteme gelöst: Wer dort bereits authentifiziert ist, gelangt direkt aus dem Digital Twin in das jeweilige System. Die bestehenden Zielsysteme regeln damit weiterhin den tatsächlichen Zugang. Der Vorteil: Nahezu alle Mitarbeitenden können einen Zugang zum Digital Twin erhalten.

Für die zentralen User Stories des digitalen Zwillings werden weitere Details im Datenlayer angezeigt, etwa die technischen Anschlüsse einer Verkaufsfläche oder der Aufbau von Equipment-Anlagen. Die Mitarbeitenden des Bahnhofs erhalten eine vollständige Lösung, auf deren Basis sie das Zusammenspiel von Datenablage und digitalen Werkzeugen sehr konkret nachvollziehen und neue Wünsche formulieren können. Die hoch priorisierten Stories wurden alle umgesetzt, sodass sich jeder Fachbereich einen für sich priorisierten Anwendungsfall testen konnte.

Verschiedene Datenquellen werden angebunden: Inhalte lassen sich ein- und ausblenden. Der Bezug eines jeden Datensatzes wird in 3D – also dem Bezug zum BIM-Modell angezeigt.

Unterschiedliche zentrale User Stories für jeden Fachbereich

Aufbauend auf die im Discovery Workshop erarbeiteten zentralen User Stories, wurde ein einheitliches Datenmodell zur Verbindung thematisch und technisch heterogener Datentypen entwickelt und die zentralen Nutzerfunktionen für die Bedienung abgeleitet.

Auf diese Weise kann der Digitale Zwilling Property Sets aus BIM gleichermaßen anzeigen, wie kaufmännische oder Technische Daten. Eine Filterfunktion ermöglicht es allen Fachbereichen nach spezifischem Bedarf oder Kontext bestimmte Datenquellen zu Filtern, z.B. Informationen zur Bahnsteig-Ausstattung, einem Shop oder Livedaten aus dem Bahnbetrieb.

Liste mit verfügbaren Equipment-Datensätzen zum ausgewählten Detailort.

Für die priorisierten Stories blendet der Viewer weiterführende Detaildaten ein – etwa die technischen Anschlüsse zur Planung und Inbetriebnahme einer Gastro-Fläche.

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Ein validierter Prototyp als gemeinsame Basis

Ergebnis ist ein fortgeschrittener Prototyp mit Datenanbindung sowie Frontend- und Backend-Struktur, auf dessen Basis alle Beteiligten ihre Anforderungen an die Zusammenarbeit, an die technischen Schnittstellen und an die gewünschte Datenstruktur validieren können. Die hoch priorisierten User Stories wurden vollständig umgesetzt, sodass sich jeder Fachbereich in der neuen Lösung wiederfinden konnte.

Allen Beteiligten war und ist gemeinsam, dass sie wenig Zeit haben, da sie durch die operativen Projekte und die Sicherstellung des Betriebs vollkommen ausgelastet sind. Insofern leistete dieses Projekt auch einen Beitrag zur Akzeptanzsteigerung, sich in die Mitarbeit zur Datenbereitstellung einzubringen, denn das Projekt machte einen gemeinsamen Wunsch sichtbar: Zwischen den einzelnen Prozessen und Teams bestehen operative Zusammenhänge, über die sich alle Beteiligten mehr Transparenz und standardisierten Austausch wünschen. Wesentliche Details, die Einfluss auf die jeweils eigene Arbeit haben, ließen sich bislang nicht adäquat teilen – genau hier setzt die Lösung an.