Modelleinsatz

Für den zielgerichteten Einsatz der Multimodelle werden im Mefisto-Projekt Softwareanwendungen für die Erstellung und Analyse der Multimodelle sowie Softwaredienste und Kooperationsverfahren für ihren geregelten Austausch entwickelt.

Mefisto-Plattform – Softwaredienste für Multimodelle

Die Mefisto-Plattform ist eine semantische Dienstplattform für die partnerschaftliche Abwicklung von Bauprojekten mit Hilfe von Multimodellen. Sie entsteht durch die Vernetzung der einzelnen Fachanwendungen mit zentralen Plattformdiensten über eine einheitliche Webservice-Schnittstelle.

Fachanwendungen und zentrale Plattformdienste der Mefisto-Plattform

Die obige Abbildung illustriert die Inhalte eines Multimodells zur Angebotsbearbeitung. In diesem können durch ein Linkmodell (Teilmengensplit) beispielsweise: a) die Elemente eines 3D-Gebäudemodells (Rohbaumodell), b) eines Modells der Baustelleneinrichtung (BE-Modell) und c) die daraus abgeleiteten Mengen (Mengenmodell) mit d) den Positionen eines Leistungsverzeichnisses (LV-Rohbau, Preise) und d) den Teilleistungen einer Kalkulation (Kalkulation) sowie e) den Vorgängen eines Terminplans (Rahmentermine) verknüpft sein. Mit solch einem Multimodell können unterschiedliche Aspekte der Bauaufgabe transparent und nachvollziehbar dargestellt werden. Insbesondere die interaktive Visualisierung der Fachinformationen mit Bezug zum 3D-Bauwerksmodell bietet den Anwendern einen intuitiven Zugang, die enthaltene Planung zu verstehen und zu bewerten.

Fachanwendungen
Im Mefisto-Projekt werden die Fachanwendungen des AG und AN zuerst durch die Softwaresysteme der Projektpartner, iTWO (RIB Information Technologies AG), GRANID (gibGREINER GmbH) und SolidWorks (Solidpro GmbH), repräsentiert. Diese werden um Softwarekomponenten für die lokale Erstellung und Analyse von Multimodellen (MM-Plugins) erweitert. Darüber hinaus werden neue Softwareanwendungen entwickelt, wie beispielsweise die Multimodell-Filter-& Analyse-Plattform M2A2 an der Technischen Universität Dresden und der SiteSimEditor an der Ruhr-Universität Bochum. Für den Modellaustausch werden die Fachanwendungen um eine Schnittstelle zur Mefisto-Plattform erweitert.

Die Fachanwendungen unterstützen die Verknüpfung der Fachmodelle in widerspruchsfreien Multimodellen durch neu entwickelte Modellierungs-, Visualisierungs- und Analysetechnologien. In der Interaktion mit dem Anwender ermöglichen sie zunächst die systematische Darstellung des mehrdimensionalen Verbundmodells auf unterschiedlichen Detailstufen und die Navigation seiner interdependenten Fachmodelle. Darüber hinaus werden regelbasierte Methoden eingesetzt: Zum einen, um die Fachmodelle automatisch zu verlinken und zu ergänzen, und zum anderen, um zusammengehörige Teile aus den verlinkten Fachmodellen herauszufiltern und für die Weiterverwendung in anderen Planungs- und Controllingbereichen zu übersetzen, zu verdichten oder anderweitig aufzubereiten.

Plattformdienste
Für den projektweiten Einsatz der Multimodelle bietet die Mefisto-Plattform zentrale Plattformdienste zur Koordination der Kooperationsprozesse (Informationslogistik) sowie zum Filtern und Transformieren der Multimodelle (Multimodell-Management).

Grundlage der Informationslogistik sind die Dienste zur Nutzer- und Multimodell-Verwaltung. Über diese können Projektteilnehmer aus ihren eigenen Fachanwendungen Multimodell-Container veröffentlichen und wieder auffinden. Ein zentraler Workflow-Dienst ermöglicht darüber hinaus die direkte Anfrage und die Lieferung von Planungs- und Controllinginformationen in den Containern. Die Planung, Ausführung und Überwachung dieser Workflows wird durch verschiedene Prozessmanagement-Technologien erreicht, die im folgenden Abschnitt diskutiert werden.

Die Plattformdienste zum Multimodell-Management unterstützen schließlich den interoperablen Einsatz der Multimodelle, indem sie Funktionen z.B. für das Filtern, Transformieren und für die Prüfung der Multimodelle zentral bereitstellen.

Informationslogistik – Prozessgesteuerter Einsatz von Multimodellen

Die Kombination von Fachmodellen in einem Multimodell bietet die Möglichkeit, neue Arbeitsverfahren und Koordinationsmechanismen für die verteilte modellbasierte Planung und das Bauprojektmanagement einzusetzen. Zum einen können Multimodelle dazu genutzt werden, die Kohärenz und Konsistenz von Planungs- und Controllinginformationen in Fachmodellen zu überprüfen sowie darauf aufbauend weiterführende Analyse- und Simulationsmodelle zu erstellen. Zum anderen können Multimodelle auch die Arbeitskoordination und die partnerschaftliche Nutzung der Fachmodelle unterstützen.

Für den Einsatz der Multimodelle auf der Mefisto-Plattform wurde eine Geschäftssystematik erarbeitet, welche den gezielten Einsatz der Multimodelle ermöglicht und die Zugriffe auf ihre Inhalte regelt. Als Grundlage für die interoperable Nutzung der Multimodelle werden zuerst die Datenschemas und Vokabulare (Metadaten- und Merkmalskataloge) für Multimodelle auf der Plattform bereitgestellt. Darauf aufbauend werden Vorlagen (Referenzmodelle) für Multimodelle und Geschäftsprozesse definiert, mit denen Erstellung und Nutzung von Multimodellen vorgegeben werden können.

Die Multimodell-Vorlagen spezifizieren Anforderungen an die einzelnen Planungs- und Controllingmodelle, die von bestimmten Projektbeteiligten in bestimmten Projektphasen zu erstellen sind. Die folgende Abbildung zeigt beispielsweise die Vorlage für ein Multimodell zur Ausschreibung von Bauleistungen des Rohbaus oder baulichen Ausbaus, in der die Domäne, das Dateiformat, die Detailstufe und die Phase für alle Fach- und Linkmodelle durch Metadaten angegeben sind.

Multimodell-Vorlage mit Metadaten zu Fach- und Linkmodellen einer Ausschreibung

Wichtiges Instrument für die Umsetzung der Informationslogistik sind Workflowmodelle, mit denen der Einsatz der Multimodelle bei AG und AN geplant werden kann. Das Multimodell wird dabei als Geschäftsobjekt angesehen, welches die Eingangsinformationen oder Ergebnisse einer Aufgabe zusammenfasst.

Für die Formalisierung der Workflowmodelle werden BPMN-Prozessdiagramme genutzt. Erweiterte Modellierungsregeln und Diagrammvorlagen sowie Datenobjekt-Stereotypen, die aus den Multimodell-Vorlagen generiert werden, erleichtern die Modellierung und stellen die direkte Verwendbarkeit der Workflowmodelle sicher. Die folgende Abbildung zeigt ein Workflowmodell zur Einholung eines Angebotes.

Workflowmodell zur Angebotsanfrage und -abgabe

In einem Bauprojekt können die Workflowmodelle angepasst, mit Terminplänen verknüpft und zur Instanzierung einzelner Multimodell-Workflows genutzt werden. Für die Koordination des Kooperationsprozesses über den Workflow-Dienst kann wiederum auch der Multimodell-Container verwendet werden: Dabei werden die für die Bearbeitung einer bestimmten Aufgabe erforderlichen Fachinformationen mitsamt der Aufgabenstellung in einem Aufgabencontainer versendet und im Gegenzug die Ergebnisse der Aufgabenbearbeitung wiederum als Ergebniscontainer geliefert.