Für neue Werkzeuge werden neue Methoden benötigt. Es gibt viele Beispiele dafür, wenn wir über Lean Construction und BIM sprechen, wo neue BIM-Werkzeuge neue Prozesse erfordern, die sehr oft mehrere Lean-Prinzipien beinhalten. Ich neige dazu zu sagen, dass Lean das rechte Bein und BIM das linke Bein ist, und obwohl man auf einem von beiden stehen kann, ist es für ein Bauunternehmen einfacher, das Gleichgewicht zu halten, wenn man auf beiden steht, weil der Markt hart umkämpft ist und sich ständig verändert. Die 4D-Planung ist ein Beispiel für eine Synergie, bei der BIM zur Erzielung von Lean-Effekten eingesetzt werden kann, entweder zur Unterstützung der traditionellen Planungsmethodik oder zur Ergänzung des Last Planner™-Systems. Dieser Blogbeitrag soll eine Einführung in die 4D-Planung geben und zeigen, wie einige Projekte bei Skanska durch den Einsatz von 4D in Projekten Lean-Effekte erzielen.

4D ZEITPLANUNG

4D bedeutet, dem 3D-Modell die zeitliche Dimension hinzuzufügen, indem Planaktivitäten mit entsprechenden BIM-Objekten verknüpft werden (Abbildung 1). Der Zeitplan kann direkt in der 4D-Software erstellt oder importiert werden (z. B. MS Project, Primavera).

Abbildung 1: Zusammenführung von Aktivitäten und BIM-Objekten in Synchro 4D

Es ist darauf hinzuweisen, dass das BIM-Modell selbst, ebenso wie die 2D-Zeichnungen, im Wesentlichen eine Darstellung des fertigen Projekts ist und somit einen festen Zeitpunkt (das abgeschlossene Projekt) repräsentiert. 4D-Software (z.B. Navisworks, Synchro, VICO) hingegen bietet eine interaktive Zeitachse, die es ermöglicht, das Bauprojekt zu jedem beliebigen Zeitpunkt darzustellen. Mit anderen Worten, Sie können das gesamte Gebäude virtuell bauen, bevor der eigentliche Bau beginnt, um den optimalen Zeitplan zu finden.

4D stellt einen besseren Zeitplan in Bezug auf die Planbarkeit und den Arbeitsablauf sicher, wobei Projektbeteiligte und Kunden besser kommunizieren und zusammenarbeiten können. Anstelle des traditionellen suboptimalen Informationsflusses durch mündliche Erläuterung des aktuellen Stands und der zukünftigen Arbeitsabläufe ermöglicht 4D die visuelle Darstellung von Projekten. Dies ist besonders bei sehr komplexen Projekten von Vorteil (Abbildung 2).

Abbildung 2: 4D-Modell einer norwegischen Wasseraufbereitungsanlage in Navisworks

Anstelle von Zeichnungen und Gantt-Diagrammen können wir jetzt mit 4D den Zeitplan auf die Baustelle bringen und ihn viel verständlicher als je zuvor präsentieren. Durch die Ausstattung der Mitarbeiter mit 4D-Software auf mobilen Geräten oder stationären BIM-Einheiten können sie auch den Fertigstellungsgrad von Objekten oder die Modellräume selbst markieren, durch das sogenannte KanBIM (Sacks et al., 2013), um Arbeitsabläufe zu visualisieren, was besonders bei der ortsbezogenen Planung nützlich ist.

Nicht nur die Bauobjekte selbst, sondern auch Elemente wie Baustellenobjekte und Materiallieferungen können in 4D dargestellt werden. Über 4D hinaus sind weitere Dimensionen wie Projektkosten (5D), Betriebs- und Instandhaltungskosten (6D) sowie Gesundheits- und Sicherheitsfaktoren (7D) zu berücksichtigen, auch wenn diese Begriffe in der Branche noch keinen vollständigen Konsens gefunden haben.

INTEGRATION VON 4D UND DEM LAST PLANNER™ SYSTEM

Die häufigste Form von 4D, der ich begegnet bin und die ich selbst als 4D Spezialist durchgeführt habe, besteht darin, einen traditionellen Gantt Plan für einen Planer zu dokumentieren. Erfreulicherweise scheint der Trend dahin zu gehen, 4D aktiv mit moderneren Planungskonzepten wie der standortbezogenen Planung und dem Last Planner™ System zu nutzen.

Abbildung 3: Einsatz des Solibri Model Checkers in einer Skanska Pull-Planungssitzung

Seit Jahren wissen wir, dass der Einsatz von BIM in der Ausführungsplanung (Abbildung 3), unabhängig von der 4D-Funktionalität, zu einer besseren Planungssicherheit beitragen kann, insbesondere durch die Sicherstellung der Qualität in Bezug auf die 4 Qualitätskriterien für Aufträge (Ballard et al., 2000):

Größe - Mengenangaben mit einem Klick aus dem BIM können einem Team aufzeigen, wie viele Kubikmeter Beton sie produzieren müssen und ob diese Menge realistisch ist.

Reihenfolge - Durch Drehen des Modells, Verwendung von Schnittebenen und Transparenzwerkzeugen können die Mitarbeiter die beste Arbeitsreihenfolge finden, um den Entwurf zu realisieren.

Korrektheit - BIM hilft, die Korrektheit von Aufträgen durch Objektparameter zu kommunizieren. Beispiele für Parameter sind der Status "Material bestellt" oder "Material an die Baustelle geliefert" und der Bauzustand.

Definition - Wird die tatsächliche Arbeit durch die Beschreibung der Aktivität im Plan korrekt dargestellt? Da BIM allen Beteiligten zur gleichen Sichtweise verhilft, wird das Potenzial für Missverständnisse reduziert, so dass Projektmanagement und Handwerker sich über die geplanten Arbeiten einig sind.

Die BIM-gestützte Planung hat sich bewährt und die 4D-Funktionalität soll den Planungsprozess weiter verbessern, da sie unser Verständnis darüber, was wir planen, zusätzlich steigert. Mit dem Last Planner™ System als Planungsrahmen für die Erstellung und Pflege des Zeitplans in Skanska-Projekten bietet 4D eine enorme Funktionalität zur Überprüfung und Kommunikation dieses Zeitplans während der gesamten Projektlaufzeit.

ABSCHLUSS

Immer mehr Bauprojekte profitieren von der 4D-Planung und haben die Erfahrung gemacht, dass sie eine höhere Planqualität und eine bessere Kommunikation des Zeitplans zwischen Projektbeteiligten und Produktionsteams gewährleistet. Nachdem ich gesehen habe, dass 4D in verschiedenen Projekten in unterschiedlichem Umfang zum Einsatz kommt, glaube ich, dass großes Potenzial darin liegt, 4D nicht nur zur Unterstützung bestehender Prozesse zu nutzen, sondern diese Prozesse so anzupassen, dass 4D eine aktive Rolle in der Projektplanung und -ausführung spielt, beispielsweise integriert in das Last Planner™ System.

Quellen:

Sacks, R., Barak, R., Belaciano, B., Gurevich, U. & Pikas, E. (2013) KanBIM Workflow Management System: Prototype Implementation and Field Testing

Ballard, H. G. (2000) The Last Planner System of Production Control