BIM spielerisch mit LEGO und Minecraft erklären

Falls BIM (Building Information Modeling) für Sie noch Neuland ist, schreckt es Sie möglicherweise etwas ab, die ersten Schritte zu wagen und sich die Arbeitsweise anzueignen. Viele Fragen tauchen auf, etwa nach den Auswirkungen auf Ihr Unternehmen, die Mitarbeiter und die Kostenplanung. Wo soll man anfangen? Wie lange braucht man, um das Programm zu erlernen? Wie führt man es ein? Glücklicherweise haben ein paar kreative Mitarbeiter der Baubranche (AEC = Architecture, Engineering, Construction) sehr effiziente Lehrmethoden für BIM entwickelt – und zwar auf spielerische Art und Weise.

Da es heutzutage gang und gäbe ist, sich mit Spielen und Spielzeugen abzulenken, sind diese wunderbar geeignet, Kindern (und Erwachsenen) komplexe Methoden und Konzepte zu vermitteln. Der Nutzen von spielerischem Lernen gewinnt heutzutage zusehends an Bedeutung.

Nach Aussagen der eLearning-Branche bietet der spielerische Ansatz beim Lernen unter anderem folgende Vorteile:

  • Bessere Lernerfahrung: Es macht Spaß und hält die Motivation hoch. Das Gelernte bleibt besser in Erinnerung und kann daher besser wieder abgerufen werden.
  • Bessere Lernumgebung: Informelle Lernumgebungen sind mitunter effektiver, und das Gelernte lässt sich in einem realen Umfeld sicher erproben.
  • Sofortiges Feedback: Die Teilnehmer verstehen den Lernstoff unmittelbar oder können direkt nachfragen. Das steigert die Motivation und der Lernstoff lässt sich besser behalten und wieder abrufen.
  • Anstöße zu Verhaltensänderung: Kann enorme Verhaltensänderungen auslösen, insbesondere in Kombination mit wissenschaftlichen Methoden wie dem wiederholten Abrufen und der zeitlich versetzten Wiederholung.
  • Anwendbarkeit auf die meisten Lernbedürfnisse: Beinhaltet auch die Aspekte Einarbeitung und Eingliederung, Produktvertrieb, Kundenservice, Soft Skills, Sensibilisierungsmaßnahmen und Beachtung von Vorschriften.
  • Auswirkungen auf das Endergebnis: Sämtliche oben angeführten Aspekte (bessere Lernerfahrung, besseres Behalten und Wiederabrufen, etc.) führen in Organisationen und Unternehmen zu einem erheblichen Leistungszuwachs.

Im Wesentlichen ist BIM ein intelligenter Prozess unter Verwendung von 3D-Modellen. Er bietet Fachkräften aus Architektur und Bauwesen (AEC), effizientere Tools zu Planung, Entwurf und Konstruktion sowie zur Verwaltung von Gebäuden und Infrastruktur.

Falls dieses Konzept vollkommen neu für Sie ist, gibt es kreative Methoden, diesen Prozess und die damit verbundenen Vorteile für Ihr Unternehmen zu verstehen. Zwei dieser Lernmethoden basieren auf LEGO und Minecraft und vermitteln Erwachsenen und Kindern gleichermaßen BIM auf höchst effektive Weise.

LEGO

Bond Bryan Digital ist ein englisches Planungsbüro, in dem Architekten, IT-Spezialisten, Designer, Technologen und Berater Dienstleistungen von der Immobilienberatung bis zur Einführung von BIM anbieten. Im Laufe der Jahre hat man in der Agentur erkannt, dass sich BIM viel leichter vermitteln lässt, wenn man dabei ein Element einsetzt, das für fast jeden einen Wiedererkennungswert hat.

Rob Jackson, stellvertretender Direktor bei Bond Bryan Digital, bemerkte, dass es extrem schwierig war, einem Laien BIM zu erklären, ohne sich im Dschungel technischer Fachbegriffe und verwirrender Abkürzungen zu verlieren. In seinem Blog schreibt er, dass man zwischen Kunden, die nur einmal mit dem Planungs- und Konstruktionsprozess in Berührung kommen und anderen, die gleichzeitig an mehreren Projekten arbeiten, unterscheiden müsse. Letztere sehen eher den Vorteil des Verfahrens, da Probleme bei vorherigen Projekten durch die Einführung von BIM gelöst werden konnten.

Des Weiteren sagt er, dass seine Firma bei einmaligen Kunden nur eine Chance hat, die Vorteile von BIM zu vermitteln, sie jedoch ungeachtet dessen “das beste Ergebnis verlangen, egal ob der Kunde ein oder mehrere Bauvorhaben hat.” Daher erwies es sich als extrem wichtig, dass Jacksons Kunden die Vorteile von BIM verstanden haben – und zwar noch vor Projektbeginn. Bei Kunden, die möglicherweise nur einmal mit dem Bauwesen in Berührung kommen, entschied sich die Firma, BIM auf eine für jeden leicht verständliche Weise zu erklären – mit Hilfe von LEGO.

Jackson erläutert den gesamten BIM-Prozess schrittweise in einer (über 30-teiligen) Serie und verzichtet dabei auf technisches Beiwerk. Am Anfang zeigt er die Vorteile von 3D-Modellen anhand des Beispiels der Villa Savoye auf, einer Nachbildung der modernistischen Villa in der Nähe von Paris.

Jackson nutzte beim Bau dieses Modells ein Authoring-Werkzeug, obwohl sich mit Plancal nova oder Tekla Structures ein ähnliches Ergebnis erzielen lässt.

Der BIM-Prozess beginnt schon weit vor dem Modell, doch wenn man dieses zuerst zeigt, versteht der Kunde unmittelbar den Nutzen. Im zweiten Teil der Serie sehen Sie verschiedene Ansichten des Gebäudes sowie “herkömmliche” Elemente wie Bauzeichnungen mit Grundrissen, Schnittdarstellungen und Aufrissen. In diesem Kapitel soll vermittelt werden, wie Ansichten sich allein mit Hilfe des 3D-Modells erstellen lassen. Im nächsten Kapitel geht es um die Visualisierung und Animation. Es verdeutlicht, wie sich das Modell als Kartonmodell, als Nachtansicht, Farbmodell und als Skizze, um nur einige zu nennen, darstellen lässt. Durch die verschiedenen Ansichten wird aus dem LEGO-Modell, das ursprünglich als Spielzeug gedacht war, ein wertvolles Anschauungsmodell.

Jackson zeigt dann weiter, wie er das Modell zunächst aus allen Teilen des Sets gebaut hat. Die Teile sind in diesem Fall die LEGO-Bausteine.

Daran anknüpfend beschreibt Jackson die Detailtiefe (Level of Detail (LOD)) und die Spezifizierung des Modellfortschritts (Model Progress Specification) anhand des 3D LEGO-Modells und erläutert in einem weiteren Beitrag den hohen Stellenwert einer offenen BIM-Datenstruktur. Alle Beiträge der Serie sind im Bond Bryan Digital Blog (auf Englisch) nachlesbar.

Wenn Ihnen das BIM-Prinzip völlig neu ist, gibt es sicherlich viel zu erfahren, doch lässt sich BIM anhand eines beliebten Spielzeugs, das nahezu jeder versteht, effektiv gegenüber Kunden vermitteln.

Minecraft


Beispiel für das Bauen von urbanen Hochhäusern mit Minecraft

Falls Sie noch nichts davon gehört haben: Das Videospiel Minecraft bildet ein virtuelles Land ab, wo die Benutzer mit Hilfe von Bausteinen, Rohstoffen und Kreativität eine eigene Welt mit ganz eigenen Erfahrungen erschaffen können. Die Regeln sind überschaubar, und die Benutzer können alles nach eigenem Geschmack bauen und entdecken. Diese Flexibilität macht es bei Kindern und Erwachsenen gleichermaßen beliebt.

Auch wenn die Flexibilität sich nicht gerade gut auf reale Baumaßnahmen übertragen lässt, so gibt es eine Gruppe, die alles durch eine Abwandlung namens BeIMCraft verändert hat.

BeIMCraft kombiniert BIM mit Minecraft in der Ausbildung von Architekten und Ingenieuren (AEC) und lässt Kinder (und Erwachsene) ganz anders an die vormals unbekannte Welt der Architektur und Technik herangehen. Timothy Hegarty kam auf diese Idee, da er wusste, dass man IFC-Modelle in das Programm importieren konnte. Er dachte, es sei eine tolle Idee, Kinder und Studenten schon früh an Planungsprozesse heranzuführen, damit sie ihre Talente eines Tages professionell in einer Laufbahn in dieser Branche einsetzen würden.

Angesicht des zunehmendem Fachkräftemangels in der Baubranche sollten Kinder so früh wie möglich an die Materie herangeführt werden, und zwar mit einem Spiel, das sie bereits kennen.

BeIMCraft ist im Wesentlichen eine veränderte Version von Minecraft. Der Begriff steht für Built Environment Information Modelling Craft. Laut der Website von BeIMCraft ist das Ziel des Spiels, sich bei der Lieferkette im Bauwesen schon früh “Gedanken über das Zusammenspiel verschiedener Gewerke und die Notwendigkeit zur Zusammenarbeit zu machen, indem man Kinder dazu bringt, bei der Erschaffung ihrer 3D-Welt planerische Fragestellungen, Gesundheits- und Sicherheitsrisiken, bautechnische Aspekte, Nachhaltigkeit und Kosten einzubeziehen.“ So müssen sie beispielsweise zuerst ein Fundament setzen, wenn sie ein Gebäude entwerfen möchten, und es gibt sogar Begrenzungen der Gebäudehöhe, um Stabilitätsprobleme von vorneherein zu vermeiden.

Ziel des Spiels ist die enge Anknüpfung an den BIM- und Planungsprozess, indem Anforderungen zur Zusammenarbeit vorgegeben werden, wie sie bei einem interdisziplinären Planungsteam üblich sind. So kann man in dem Spiel komplexe Konstruktionen und eine Reihe von Optionen optimal gestalten. Wie es in der Beschreibung von BeIMCraft weiter heißt, können Lehrkräfte auf diese Weise Konstruktionsunterlagen und ein bestimmtes Budget vorgeben, damit sich die Schüler zusammentun und das Projekt im Team angehen.

Weitere Vorteile des Einsatzes von Minecraft beim Erlernen von BIM:

  • Möglichkeit der Zusammenarbeit in gemeinsamen Datenumgebungen (CDE)
  • Einblicke in das Arbeiten und Gestalten in 3D-Umgebungen
  • Einschätzung der Kostenverteilung bei einem Bauvorhaben
  • Verständnis von Zeitmanagement und Fristen
  • Verständnis von standortspezifischen Beschränkungen
  • Sensibilisierung für nachhaltiges Bauen

Die BeIMCraft-Gruppe hat eine Partnerschaft mit Morgan Sindall in Schottland, und es gibt Pläne, das Spiel im kommenden Jahr auf Nordirland und weitere Länder in Europa auszuweiten.

Minecraft richtet sich jedoch nicht nur an Kinder. Auch viele Erwachsene spielen es gerne, und durch die Erkundung der virtuellen Welt kann man viel über 3D-Modellbau lernen. Wenn Sie ernsthaft mitspielen möchten, gibt es sogar spezielle Server nur für Erwachsene, die ausschließlich diesen Minecraftern vorbehalten sind. Das Spiel unterscheidet sich nur unwesentlich vom Original, bis auf die Tatsache, dass die Mitspieler Gleichgesinnte in einem ähnlichen Alter wie Sie selbst sind. Es schadet also nichts, mal vorbeizuschauen und sich in Ruhe umzusehen - selbst wenn es nur dazu dient, mehr über BIM zu erfahren.

Um das Spiel realistischer zu gestalten, wurden einige Tech-Mods nach den Anregungen der Spieler entwickelt. So gibt es jetzt beispielsweise im Mod namens “Immersive Engineering” hängende Stromleitungen statt glühende rote Röhren, einen Brecher mit rotierenden Rädern statt einem Staub speienden magischen Block und einen Tunnelbohrer, der Erze fördert anstelle eines Lasers, der Strom in magisches Licht verwandelt. Der realitätsnähere Ansatz verleiht dem Einsatz von Spielen beim Erlernen von BIM mehr Relevanz.

Beim Erlernen neuer Inhalte setzt sich die Nutzung von Spielen immer mehr durch. Der nächste Schritt ist das Lernen mit Hilfe von VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality) und MR (Mixed Reality), sei es im Spiel oder durch eine in eine Umgebung hineinprojizierte Visualisierung. Dank zunehmender Verbreitung von VR, AR und MR wird das Lernen mit immersiven Spielen und virtuellen Erfahrungen künftig einfacher und leichter zugänglich. Firmen setzen bereits die 3D-Visualisierung in die Realität um, indem sie den Benutzern die interaktive Veränderung von Gestaltungselementen ermöglichen, damit diese sie für ihre Belange optimieren können.


Beispiel eines holografischen 3D BIM-Modells von Trimble Connect, das auf der Baustelle mit Hilfe von Microsoft HoloLens visualisiert wurde.

Der Einsatz von MR- und der Holografietechnik macht den Workflow bei Planung, Bau und Betrieb effizienter. Die Nutzer können nun umhergehen und einen 3D-Entwurf physisch betrachten – ohne dass ihr Standpunkt beeinflusst wird. Mit Hilfe der MR-Technologie können Gestaltungselemente in eine physische Umgebung (z.B. eine Baustelle) hineinprojiziert werden, was mitunter sogar die Übersetzung für nicht-muttersprachliche Englischsprecher überflüssig macht.

Angesichts des unaufhaltsamen Fortschritts der Technologie in unserer Branche wird das Erlernen und der Einsatz von BIM schon bald unerlässlich. BIM wird bald weltweit (vorgeschriebener) Standard sein, und die britische Regierung fordert native Modelle für BIM-Projekte der 2. Generation. Mit zunehmendem Einsatz an anderen Standorten wird die Nachfrage nach dieser Art von Konstruktionsprozess schon bald zur Norm. Wenn Ihre Konstrukteure noch mit 2D-Modellen arbeiten, so ist jetzt der richtige Zeitpunkt, sich mit der 3D- und weitergehenden Technologien zu beschäftigen.