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Von Alan Esguerra, Industry Strategy Manager
Ich hatte das Glück, vor ein paar Wochen im Oktober am International Standards Summit von BuildingSMART in Montreal teilnehmen zu können. Als Ingenieur, der früher in den USA in der Welt des Entwurfs tätig war, habe ich stets abgeschätzt, welche Konferenzen für ein bestimmtes Ziel geeignet sind, um mir einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen und das nächste große Projekt an Land zu ziehen. Diese Konferenz war jedoch anders. Hier ging es darum, etwas zu lernen und einen Beitrag zur Anleitung und Entwicklung eines offenen Datenstandards zu leisten.
Die weltweite Unterstützung offener Datenstandards wie IFC bei BuildingSMART ist sehr vielversprechend für die Zukunft. Diese Konferenz verdeutlichte die beeindruckenden Fortschritte, die in den letzten Jahren gemacht wurden, mit bewährten Anwendungsfällen aus vielen Branchen. Auf dieser Konferenz wurde nicht nur deutlich, welche Erfolge andere Branchen mit IFC erzielen, sondern sie bot auch eine fantastische Gelegenheit, eine Vielzahl von Fragen zu diskutieren und sich dazu zu äußern. Die aktiven Teilnehmer an den Workshops können die Bemühungen um openBIM und offene Datenstandards noch weiter vorantreiben. Mich haben die Standpunkte, die für die Festlegung der Prioritäten ausschlaggebend sind, die Offenheit und das Verständnis aller Beteiligten und die Bereitschaft, ihre Zukunftsvisionen zu teilen, wirklich nachhaltig beeindruckt. Wir waren nicht länger nur Eigentümer, Berater, Auftragnehmer oder Anbieter. Vielmehr waren wir Mitglieder einer Gemeinschaft, die gemeinsam daran arbeitete, unsere Branche voranzubringen. Im Verkehrsbereich wollte ich herausfinden, wie IFC sich als offenes Standardformat entwickelt, wo es als Arbeitsergebnis benötigt wird und wie es heutzutage in der Praxis eingesetzt wird (nicht als Pilotprojekt, nicht in der Theorie oder als Thesenpapier, sondern wirklich in der Praxis).
Es hat mich überrascht, dass einige der Antworten bereits in den ersten Stunden der Eröffnungssitzung geliefert wurden. Kurz gesagt, IFC befindet sich in ständiger Entwicklung und wird hauptsächlich in der vertikalen Industrie eingesetzt. Die Verwendung im horizontalen Markt ist im Vergleich dazu sehr gering, aber sie nimmt stetig zu.
Notwendigkeit neuer Fähigkeiten
Einige Organisationen weltweit setzen IFC voraus, aber wofür genau? Einige verwenden IFC, weil es ein einfaches Format für die Eingabe von Daten und die Zuordnung zur Modellgeometrie ist. Mitunter ist der Aufwand für diese Datenzuordnung sehr hoch. In der Welt der Straßenplanung kommen immer weniger Zeichner in die Branche. Außerdem gehen immer mehr Zeichner in den Ruhestand oder verlassen das Berufsfeld. Dadurch muss der Konstrukteur den detaillierten Entwurf, die Modellierung und das Zeichnen allein bewältigen, was eine große Belastung ist. Nicht auszudenken, wenn auch noch ein erheblicher Teil der Datenzuordnung gefordert wird. Meiner Meinung nach könnte dies den Weg für einen neuen bzw. neueren Beruf in unserer Branche ebnen.
Derzeit wird die Datenzuordnung bei 3D-Projekten größtenteils vom Konstrukteur vorgenommen. Da die Anforderungen der Auftraggeber zunehmen, wird auch der Aufwand für das Hinzufügen dieser Daten im Laufe des Lebenszyklus der Anlage steigen. Manchmal können Technologien diesen Aufwand durch Automatisierung und Optimierung der Arbeitsabläufe unterstützen. Außerdem könnte es die Entwicklung einer neuen Fertigkeit erfordern, die vom Konstrukteur oder von jemand anderem eingebracht werden kann.
Wie zu erwarten war, sind die meisten der Personen, mit denen ich sprach, im vertikalen Bereich tätig. Einige waren BIM-Berater, einige Bauunternehmer und einige Konstrukteure. Ich erinnere mich an ein Gespräch mit einer Konstrukteurin, die jetzt für ein Bauunternehmen arbeitet. Ich hatte sie gefragt: „Wie setzen Sie IFC heute ein?“
Sie antwortete: „Wir verwenden es nicht. Früher schon. Hauptsächlich für die Koordination und eine gewisse Einheitlichkeit zwischen den Ergebnissen.“
„Und was verwenden Sie jetzt?“
„Die Original-Autorenanwendung“, antwortete sie. „IFC war großartig für die Koordinierung, bis wir gelernt haben, wie man die Daten direkt nutzt. Wir sind viel flexibler, wenn es darum geht, bei Bedarf Änderungen vorzunehmen und die Entwurfsabsicht zu berücksichtigen.“ Die Entwurfsabsicht beschreibt die Beziehung zwischen den Entwurfsobjekten, sodass sich Änderungen an einem Objekt automatisch auf andere Objekte auswirken.
Vermutlich habe ich Teile des Gesprächs paraphrasiert, aber ich höre immer wieder, dass IFC die Entwurfsabsicht unterstützen kann (oder bald unterstützen wird). Das mag zwar eines Tages Realität sein, aber sicher nicht in absehbarer Zeit. Andere Fehleinschätzungen, die ich oft höre, sind, dass Roundtripping oder eine IFC-Datei Sicherheit bietet, sodass man die Datei „signieren und versiegeln“ kann.
Datentransfer
Während der Eröffnungssitzung sprach Marek Suchocki von Autodesk über die Geschichte von openBIM, darüber, wie Autodesk dieses Format unterstützt, und vor allem über einige der Herausforderungen, mit denen wir in Bezug auf IFC konfrontiert sind. Ich war in der ungewohnten Situation, dass ich einer Grundsatzrede von Autodesk zugestimmt habe. Obwohl wir im Wettbewerb zueinander stehen, sind wir doch alle im selben Bereich tätig und streben danach, die Branche voranzubringen, um die gebaute Umwelt von morgen zu verbessern.
Der größte Teil des aktuellen Nutzens von IFC wurde in der vertikalen Industrie erzielt, wobei mit den späteren Versionen (IFC 2×3, die 2006 herausgegeben wurde und 4, die 2015 herausgegeben wurde) auch einige Arbeiten im horizontalen Bereich durchgeführt wurden. Erst jetzt, nachdem 4.3.1.0 zur ISO-Zertifizierung vorgelegt wurde (4.3.0.0 wurde mit Anmerkungen zurückgeschickt), haben wir die Möglichkeit, IFC im Rahmen von Schienen-, Straßen- und Autobahnprojekten auszubauen.
Die meisten Leute, mit denen ich zu tun hatte, geben IFC aus, weil eine Behörde oder ein Bauherr dies verlangt oder weil sie die Modelle einer Drittpartei koordinieren. Modellkoordination, Analyse, Audits und QTO können mit der nativen Autorenanwendung durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine einfache Referenz von Revit, SketchUp und verschiedenen anderen 3D-Dateien in OpenRoads Designer sofort in 2D-, Profil-, Querschnitts- und 3D-Ansicht oder in Blättern angezeigt und koordiniert werden. Warum als IFC freigeben? Weil es ein offener Standard ist.
Während viele für Anwendungen, die IFC verwenden, bezahlen, könnte man theoretisch auch kostenlose Tools entwickeln, um IFC besser zu nutzen. Ich persönlich habe noch keine kostenlosen Tools gesehen, die mehr können als ein Modell als hübsches Bild mit manuellen Datenabfragen anzuzeigen. Für alle Tools mit nützlichen Funktionen muss man eine gewisse Summe bezahlen.
Am interessantesten waren die Ausführungen von Suchocki, der auf einer Folie die Grenzen von openBIM erläuterte und aufzeigte, wie die nativen Formate und Lösungen durch IFC ergänzt und nicht ersetzt werden. IFC eignet sich hervorragend für Gebäude, aber es fehlt an Geodaten. Derzeit gibt es Bemühungen, IFC mit CityGML/GIS zu verknüpfen, um hier Abhilfe zu schaffen. Auch die Sicherheit ist bei IFC unzureichend. Es gibt keine Möglichkeit, eine IFC-Datei zu signieren und zu versiegeln. Native Autorenanwendungen verfügen über verschiedene Stufen der „Versiegelung“ einer Datei. In Anlehnung an die ursprüngliche Unterschrift und das Siegel eines Ingenieurs kann beispielsweise eine Bentley DGN-Datei mit Sicherheitszertifikaten versehen werden, wodurch die Daten gegen jegliche Änderung geschützt werden. Es gibt jedoch laufende Bemühungen um eine Art Umschlag, der signiert und versiegelt werden kann. Daten oder Dateien können innerhalb dieses Umschlags gespeichert werden, und der Umschlag kann alle darin enthaltenen Daten sperren. Dies erfolgt unabhängig von IFC. Sicherheit für IFC ist ein für zukünftige Versionen geplanter Aspekt.
Entwurf zu Entwurf (Design to Design) ist ebenfalls eine weit verbreitete Fehleinschätzung im Zusammenhang mit IFC als Anwendungsfall, der unterstützt wird. Was Entwurf zu Entwurf bedeutet, ist, dass die Entwicklung eines Modells in OpenRoads, die Veröffentlichung von IFC und der anschließende Import von IFC für eine nahtlose Weiterbearbeitung des Entwurfs in Civil3D wahrscheinlich nicht möglich sein wird.
Sobald ein Autorenwerkzeug ein Modell erstellt und ein IFC veröffentlicht wurde, können Sie dieses IFC nicht mehr verwenden und den Entwurf neu erstellen. Roundtripping, wie es oft genannt wird, erfordert die Fähigkeit, viel mehr zu definieren als das, was ein freigegebenes IFC derzeit bietet. Wie jede einzelne Geometrie berechnet und gezeichnet wird und wie jeder Algorithmus ein Objekt extrudiert, ist bei jeder Autorenanwendung anders. IFC ist seit jeher ein freigegebener Schnappschuss eines fertigen Produkts mit Modellzuordnung. Die Datei selbst ist keine fortlaufend aktualisierbare Datei. Sie kann nicht verwendet werden, um die Entwurfsabsicht in verschiedenen Anwendungen weiterzuführen. Es ist auch ein erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, um so etwas wie einen parametrischen Entwurf zu ermöglichen.
Suchocki fährt fort: „IFC bedeutet nicht unbedingt eine Zeitersparnis und einfachere Handhabung. Es könnte sogar zu mehr Komplexität führen, da neue Kompetenzen erforderlich sind.“ Wir sehen das jetzt. Es war wirklich erfrischend, auf einer vorherigen Folie die Vorteile und Kritikpunkte an IFC zu sehen. Einer davon ist, dass die Dateien zu groß sind. Ich habe einmal ein kleines Straßenbauprojekt mit einer Dateigröße von 10 GB gesehen. Daher wird in vielen Anwendungen ein bestimmter Entwurf in mehrere verschiedene Dateien aufgeteilt.
„Das macht den Mangel an Planung nicht wett und garantiert sicherlich nicht, dass jeder eine konsistente Erfahrung machen wird.“ Das gilt eigentlich für alles. Technologie und Normen sind nur zwei Teile des sehr komplizierten und komplexen Puzzles zur Gestaltung der Infrastruktur von morgen.
IFC hat zwar viele potenzielle Vorteile, aber es ist wichtig, die Grenzen und Realitäten von IFC zu vermitteln, damit die Weiterentwicklung von IFC nicht durch falsche Versprechungen gehemmt und beeinträchtigt wird.
IFC in den Produkten von Bentley
Im letzten Artikel habe ich erwähnt, dass Bentley an BuildingSMART beteiligt war und die vielen Iterationen von IFC in fast allen seinen Plattformprodukten unterstützt hat. Im Gegensatz zu einigen Einschätzungen steht IFC nicht in Konkurrenz zu den Lösungen von Bentley. Wir unterstützen IFC auch heute noch und werden dies auch in absehbarer Zeit nicht ändern. Mit unserem Desktop- und cloudbasierten Support für IFC unterstützen wir zwischen fünf und acht verschiedene Versionen. Mit der Version 4.3.1.0 wollen wir aufräumen und uns auf einen (nach unserer Einschätzung) offiziellen Standard konzentrieren.Wir gehen davon aus, dass es sich noch nicht um einen offiziellen Standard handelt. Wir hoffen aber, dass es bald so weit sein wird.
Mit der neuesten Version von OpenRoads Designer erweitern wir die Funktionalität und die Benutzerfreundlichkeit bei der Anwendung von Daten auf die Modelle für den IFC-Export. Doch wie bei allen Desktopanwendungen kann sich die Zeitspanne zwischen Entwicklung, Freigabe, Nutzung und Feedback über Monate oder sogar Jahre hinziehen.
Auf einer früheren Konferenz wurde die Frage gestellt: „Wann kann ich als Straßenbauingenieur in den USA damit rechnen, dass bei Projekten IFC als erforderliches Arbeitsergebnis vorliegt?“
Die Entwicklung würde schrittweise erfolgen, von den Behörden getestet und dann verbindlich vorgegeben werden, wahrscheinlich auf einer projektbezogenen Basis, bevor eine breite Annahme erfolgt. Es könnte einige Jahre dauern, bis dies als nützliche, vorgeschriebene Leistung für alle Projekte im Rahmen von Verträgen mit staatlichen Verkehrsministerien zu erwarten ist. Wir gehen derzeit davon aus, dass die ISO-Zertifizierung irgendwann im nächsten Jahr erfolgen wird (natürlich hoffen wir, dass künftige Updates schneller erfolgen werden). Übrigens enthält das aktuelle Schema, das für die ISO-Zertifizierung eingereicht wurde, keine Elemente wie Regenkanäle. Alle werden noch eine ganze Weile auf die Verwendung von HLK-Rohrleitungen in Gebäuden für Rohrleitungen im Bereich Infrastruktur zurückgreifen müssen.
Im Gegensatz zum typischen Produktentwicklungszyklus bietet Bentley über seine iTwin-Services auch einen IFC-Export an. Da unsere iTwin-Services cloudbasiert sind, können Aktualisierungen des Schemas innerhalb von Tagen oder Wochen erfolgen und sofort veröffentlicht werden, ohne dass mühsame Software-Downloads und Installationen erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es sich bei den IFC-Exports um ein vollständig föderiertes Modell mehrerer Anbieter handeln kann. Dadurch wird ein sauberer und konsistenter Export gewährleistet. Anstatt dass eine einzelne Desktopanwendung IFC nur aus ihren eigenen Informationen erzeugt, kann iTwin die Informationen vor dem IFC-Export zusammenführen. Wir arbeiten daran, sowohl die Desktop- als auch die cloudbasierte IFC-Unterstützung zu verbessern, und entwickeln aktiv Möglichkeiten, um IFC schneller und besser zu erstellen.
Meiner Meinung nach hat IFC das Zeug dazu, ein hervorragendes Produkt zu werden, aber wir müssen noch einige Dinge verbessern, um dieses Ziel zu erreichen. Die Menschen, die ich auf dieser Konferenz kennengelernt habe, gehören zu den leidenschaftlichsten, klügsten und fleißigsten Menschen, die ich je getroffen habe, und arbeiten alle an einer besseren Zukunft für die gebaute Umwelt. Wenn Sie einmal die Gelegenheit haben, an dieser Konferenz teilzunehmen, kann ich Ihnen das nur wärmstens empfehlen. Die nächste BuildingSMART-Konferenz findet in Rom vom 27. bis 30. März 2023 statt.