Was ist eine Datenvorlage?

In diesem Beitrag finden Sie die wichtigsten Informationen über Datenvorlagen und ihre Entwicklung.

Alle Akteure, die an Planungs- und Bauprozessen beteiligt sind, haben einen eigenen Weg gefunden, ihre Daten zu strukturieren. Dagegen ist soweit nichts einzuwenden. Um jedoch eine zuverlässige Kommunikation und einen effektiven Informationsaustausch mit anderen Akteuren und Systemen zu ermöglichen, ist eine gemeinsame Grundlage erforderlich. Idealerweise sollte in der gesamten Baubranche ein gemeinsamer Ansatz für die Strukturierung und Umwandlung von Daten in interoperable Daten höherer Wertigkeit umgesetzt werden. So können Organisationen jeder Größe ihre Digitalisierungsinitiativen gezielt vorantreiben und von den verschiedenen Technologien profitieren, die heute am Markt verfügbar sind. Noch wichtiger ist, dass ein gemeinsamer Ansatz zur Entwicklung von Datenmodellen im Bauwesen den Datenaustausch erleichtern und die digitale Transformation der gesamten Branche beschleunigen würde.

Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, haben Normungsorganisationen wie CEN und ISO mit dem Ansatz der Datenvorlagen zuletzt eine Methodik entwickelt, die der Branche einen geeigneten Rahmen für gemeinsame Regeln und bewährte Verfahren zur Strukturierung von Daten für die digitale Nutzung verschaffen soll.

Die Anwendung internationaler Standards zur Definition und Strukturierung von Produktinformationen in gemeinsamen Datenvorlagen ist dabei von zentraler Bedeutung, damit branchenweit ein höherer Digitalisierungsgrad erreicht werden kann.

Den Anwendern und Anwenderinnen bieten Datenvorlagen eine einheitliche Datenstruktur zur Beschreibung eines Bauobjekts, seiner physikalischen Eigenschaften und Leistungsmerkmale mithilfe sogenannter „Merkmale“ und auf der Grundlage geregelter Informationsquellen wie Normen oder Vorschriften.

Andererseits sorgt die Datenvorlagenstruktur dafür, dass eine beliebige Software die Ansammlung von Konzepten verstehen kann, die durch unterschiedliche Beziehungen miteinander verbunden sind. Durch die Herstellung dieser Verbindungen zwischen Konzepten durch einzigartige Codes wird eine spezifische Logik für Maschinen festgelegt. Damit kann eine technologisch eindeutige Sprache geschaffen werden, deren Bedeutung von jeder Software unabhängig von der in einem bestimmten Land verwendeten Sprache korrekt interpretiert werden kann.

Um die Methodologie hinter den Datenvorlagen besser zu verstehen, müssen wir zunächst erklären, was genau unter einigen der zentralen Fachbegriffe zu verstehen ist. Diese Begriffe sind „Bauobjekte“, „Merkmale“, „Attribute“ und „Merkmalsgruppen“.

Was ist ein Bauobjekt?

Eine der wichtigsten und obligatorischen Voraussetzungen für die Definition und Erstellung einer Datenvorlage ist das Vorhandensein eines Bauobjekts, mit dem die Datenvorlage verknüpft werden kann.

Das Bauobjekt identifiziert den relevanten Gegenstand in einem Bauprozess, den die Datenvorlage genauer beschreibt. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Fenster, eine Außentür, eine EPS-Dämmschicht oder eine gemauerte Wand handeln.

Was sind Merkmale, Attribute und Merkmalsgruppen?

Man kann ein Merkmal eines Produkts als den kleinsten Baustein vorstellen, mit dem das Produkt für digitale Zwecke beschrieben werden kann.

Merkmale sind Eigenschaften, die ein Bauobjekt beschreiben. Als Voraussetzung für die Erstellung eines Merkmals müssen seine Attribute festgelegt werden. Bei den Attributen kann es sich um eine „Größe“, einen „Wert“ oder eine „Einheit“ handeln. Dies sind die „Metadaten“ des Merkmals, die definieren, mit welchen physikalischen Größen, Werten und Einheiten das Merkmal beschrieben werden kann.

Die Definition eindeutiger Merkmale anhand von unterschiedlichen Attributen ist ein sehr wichtiger Schritt, damit eine Software die Werte miteinander vergleichen kann. Nur so kann beispielsweise die prozentuale Wasseraufnahme von zwei Produkten miteinander verglichen werden.

Bei Merkmalsgruppen handelt es sich schließlich um Sammlungen von Merkmalen, mit denen Nutzer:innen Merkmale aufgrund bestimmter Kriterien gruppieren können, um sie einfacher wiederverwenden oder neu verteilen zu können.

In den unterschiedlichen Ländern und innerhalb verschiedener Organisationen haben die Produkteigenschaften (oder -merkmale) nicht dieselbe Bezeichnung, Schreibweise oder Abkürzung. Die verschiedenen Softwareprogramme verstehen daher nicht, dass es sich bei diesen Informationen mitunter um die gleichen Merkmale handelt. Die Methodologie hinter den Datenvorlagen trägt diesen zahlreichen Unterschieden Rechnung.

Damit Maschinen die beabsichtigte Bedeutung von Informationen korrekt verstehen, braucht es einen gemeinsamen Rahmen für die Konzepte und die Beziehungen zwischen diesen Konzepten.

Namen und Konzepte: Maschinen können Werte nicht vergleichen, wenn sie sie nicht mit demselben Konzept verknüpfen können

• Der Prozess etabliert ein strenges System zur Validierung aller
  digitalen Inhalte und definiert, wie Merkmale und Attribute von
  Nutzern und Sachverständigen in einem Datenkatalog festgelegt werden sollen und wie diese Inhalte anderen Datenkatalogen
  zugeordnet werden sollen.
• Ziel ist es, einen qualitativ hochwertigen Informationsaustausch zwischen den Akteuren der Branche
  zu ermöglichen. Dabei können die Informationen nicht nur in digitale Modelle einfließen. Auch für den grenzüberschreitenden Handel
  oder Instandhaltungsaufgaben ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

Im Zusammenhang mit Datenvorlagen ist besonders darauf hinzuweisen, dass Angaben über Produkteigenschaften (bzw. -merkmale) durch internationale Standards, europäische (harmonisierte) Normen, Verordnungen, Richtlinien oder sonstige Dokumente besonders geregelt und damit glaubhaft sind.

Es ist auch wichtig zu betonen, dass es eine spezifische Hierarchie dieser glaubhaften Datenquellen gibt, die in der Struktur der Datenvorlage berücksichtigt werden. Rechtsverbindliche Angaben, die beispielsweise auf der Grundlage europäischer harmonisierte Normen (hEN) gemacht werden, haben Vorrang vor nationalen Normen, und die nationalen Normen haben Vorrang vor den unter den Nutzern anerkannten Anforderungen, wie BREEAM oder COBie.

Auf diese Weise werden Datenvorlagen erstellt, die als gemeinsamer Rahmen für das Datenmanagement der Bauprodukte dienen.

Angaben über Produkteigenschaften (bzw. -merkmale) werden unter anderem durch internationale und europäische Normen, Verordnungen, Richtlinien oder sonstige Dokumente geregelt. Datenvorlagen dienen als gemeinsamer Rahmen für das Datenmanagement der Bauprodukte.

Die internationalen Normungsorganisationen CEN und ISO haben eine Reihe von Normen veröffentlicht, die die Methodik zur Erstellung von Datenvorlagen betreffen. Diese Normen wurden im Rahmen der Arbeit des Technischen Komitees CEN/TC 442 entwickelt und 2020 veröffentlicht:

• EN ISO 23386 – Bauwerksinformationsmodellierung und andere digitale Prozesse im Bauwesen – Methodik zur Beschreibung, Erstellung und Pflege von Merkmalen in miteinander verbundenen Datenkatalogen – Diese Norm beschreibt die Regeln für die Definition und eine Methodik für die Erstellung und Pflege des Inhalts eines Datenkatalogs. In der Praxis läuft dies auf einen gemeinsamen Steuerungsprozess für alle Anwender hinaus, die für die Entwicklung einer gemeinsamen Datensprache verantwortlich sind. Jeder neue Eintrag in einem Datenkatalog wird mit der gleichen Sorgfalt geprüft und alle sind gleich gut beschrieben. Dies wird durch den Bezug auf tatsächlich relevante Quellen (idealerweise Normen und Vorschriften) und die Freigabe durch Domänenexperten erreicht, sodass der Inhalt des Datenkatalogs die tatsächlich in Projekten verwendete Sprache widerspiegelt. Dieser Bezugsrahmen ist sehr wichtig, um die Interkonnektivität zwischen den verschiedenen Datenkatalogen im Bauwesen zu gewährleisten und so eine gemeinsame Sprache für die gesamte Branche zu ermöglichen.
• EN ISO 23387 – Bauwerksinformationsmodellierung (BIM) – Datenvorlagen für Bauobjekte während des Lebenszyklus eines baulichen Vermögensgegenstandes – Konzepte und Grundsätze – Dies ist das Dokument, das die gemeinsame genormte Datenstrukturierung für den Bausektor durch die sogenannten Datenvorlagen ermöglicht. Die Datenvorlagen sind strukturierte Beschreibungen von Bauobjekten und deren Eigenschaften. Datenvorlagen basieren auf den beiden oben genannten Normen. So werden Datenstrukturen bereitgestellt, die einerseits auf der gemeinsamen Sprache eines Datenkatalogs basieren und gleichzeitig einem strengen Steuerungsprozess gemäß EN ISO 23386 unterzogen werden. Dadurch werden die Datenvorlagen zu digitalen, für den Menschen verständlichen, maschinenlesbaren und interoperablen Darstellungen der Normen und Vorschriften, aus denen sie abgeleitet wurden.

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Wenn ein Hersteller eine Datenvorlage ausfüllt, wird damit am Ende ein Datenblatt erzeugt. In einem Datenblatt werden die Leistung und die technischen Eigenschaften eines bestimmten Produkts, Materials oder eines Bauteils gemäß einer bestimmten Vorschrift oder Marktanforderung, die in die Datenvorlage aufgenommen wurde, zusammengefasst.

Man könnte das Datenblatt auch als „Produktpass“ bezeichnen: es lässt sich bis zum Hersteller zurückverfolgen und ist für das Bauprodukt einzigartig. Mit Datenblättern können alle am Bauprozess beteiligten Akteure von zuverlässigen, akkuraten und aktuellen Herstellerdaten profitieren.

Darüber hinaus können Hersteller den Datenkatalog, in dem ihre digitalen Produktinformationen gespeichert sind, in ihre PIM-, DAM- oder ERP-Systeme integrieren. Auf diese Weise können sie sicherstellen, dass die Angaben in den Datenblättern stets auf dem neuesten Stand sind. Diese Datenblätter können als „einzige Quelle der Wahrheit (Single Source of Truth, SSoT)“ dienen, wobei alle darin enthaltenen Informationen automatisch in allen Systemen von Drittanbietern aktualisiert werden können.

Die Daten für die Datenblätter können auch von anderen Akteuren als dem Hersteller eingegeben werden. Hier handelt es sich häufig um „projektspezifische“ Datenblätter, da ihr Verfasser die Richtigkeit der im Datenblatt angegebenen Daten zum Zeitpunkt der Erstellung des Datenblatts überprüfen kann.

Nachdem wir beschrieben haben, welche Methodik den Datenvorlagen zugrunde liegt, werden wir einen Blick auf ihre Vorteile werfen und zeigen, wie strukturierte Daten das Bauwesen auf die nächste Stufe der Digitalisierung heben können.

Im Kern besteht der Zweck von Datenvorlagen darin, dass die Anforderer von Produktdaten (z. B. Bauherren, Architekten, Planer, Bauunternehmer oder Liegenschaftsverwaltungen) und die Anbieter von Produktdaten (Hersteller, Händler) Produktinformationen auf der Grundlage derselben Strukturen und unter Verwendung derselben digitalen Sprache austauschen können.

Alle am Bauvorhaben beteiligten Akteure können Datenvorlagen verwenden, um Datenanforderungen festzulegen, sie mit tatsächlichen Daten auszufüllen und die eingegebenen Daten mit den Anforderungen zu vergleichen. Die Einführung von Datenvorlagen ist das fehlende Puzzlestück, das die Produktinformationen der Hersteller mit den Anforderungen und Bedürfnissen ihrer Auftraggeber verbindet.

Abgesehen davon, dass sie den Austausch von Produktinformationen wesentlich effizienter gestalten, dienen Datenvorlagen auch als Bindeglied für die Nutzbarmachung intelligenter technologischer Entwicklungen, die sich in der Bauindustrie abzeichnen.

Mit Datenvorlagen wird ein stabiles Grundgerüst aus digitalen Daten geschaffen. Erst dadurch werden wir in der Lage sein, digitale Bauwerksmodelle (digitale Zwillinge) effizient zu erstellen und zu nutzen, ein Netz internetfähiger Geräte (Internet der Dinge) zu unterhalten, sie in die Lage zu versetzen, aus externen Reizen zu lernen (künstliche Intelligenz) und am Ende einen gemeinsamen digitalen Marktplatz in der Bauindustrie zu entwickeln.

Datenvorlagen sind für Hersteller besonders wertvoll, da sie so am besten sicherstellen können, dass Informationen über die von ihnen hergestellten Produkte, Baustoffe, Systeme oder Bauteile aktuell und korrekt sind. Die Nutzung von Datenvorlagen bietet Herstellern insbesondere folgende Vorteile:

• Bessere Datenqualität: Eine einzige Informationsquelle für alle Abteilungen und Tochtergesellschaften, absolute Sicherheit bei Ausschreibungen und Kunden, die Vertrauen in ihre Daten gewinnen, auf die sie sofort zugreifen können.
• Bereit für zukünftige Geschäftsmodelle: Durch die Anwendung der neuesten Normen für die Datenstrukturierung sorgen Hersteller dafür, dass ihre hochwertigen Daten in jeden bestehenden oder neu entstehenden digitalen Kanal einfließen können.
• Sofortige Kosteneinsparungen: Durch die Einführung von Datenvorlagen können Hersteller ihre Kosten für das Datenmanagement erheblich senken, indem sie den Aufwand für die Dateneingabe und die manuelle Pflege verschiedener interner und externer Datenbanken minimieren.

Die Hauptziele der Auftraggeberseite sind die erfolgreiche Fertigstellung der Vorhaben, die Einhaltung der Vorschriften, ein effizienter Betrieb und letztendlich gute Gewinne. Um diese Ziele zu erreichen, ist eine effektive Zusammenarbeit und Koordinierung mit den übrigen Beteiligten erforderlich. Die Nutzung von Datenvorlagen bietet Auftraggebern unter anderem folgende Vorteile:

• Projektziele auf intelligente Weise erreichen: Optimiertes Management der Informationsanforderungen und bessere Entscheidungsfindung in Bezug auf Kosten, Leistung oder Umweltauswirkungen
• Automatisierter Informationsaustausch und Weitergabe an alle Beteiligten der Lieferkette
• Qualitativ hochwertige Daten über den gesamten Lebenszyklus: vorausschauende Instandhaltung, Integration mit FM-Systemen, Zugriff auf frühere Daten – alles möglich mit strukturierten Daten.

Auftraggeber können ihre Beteiligung an Ausschreibungen effizienter und wettbewerbsfähiger gestalten und profitieren damit zunächst von denselben Vorteilen wie die Auftraggeberseite. Da der Auftragnehmer darüber hinaus eine große Verantwortung für die Sicherheit der in das Bauwerk einfließenden Materialien und Leistungen sowie für die Einhaltung der Vorschriften trägt, ist die automatische Validierung und Überprüfung der damit verbundenen Daten von entscheidender Bedeutung. Zu den zahlreichen Vorteilen zählen:

• Verbesserung der Zusammenarbeit mit allen Beteiligten durch die Einführung einer gemeinsamen digitalen Sprache
• Minimierung des Mängelrisikos durch Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen und Vorschriften in der gesamten Lieferkette
• Reduzierung der Projektkosten und Nutzung der Vorteile der fortschreitenden digitalen Transformation (LCA, Kostenkalkulation, digitale Zwillinge, Verlaufsanalysen)

Das Planen und Bauen ist eine komplexe Aufgabe. Im Rahmen eines iterativen Spezifizierungsprozesses müssen mehrere Akteure unterschiedlichste Informationen zur Verfügung stellen, die die Leistung der verschiedenen zu installierenden Bauprodukte oder Bauteile beschreiben. Dies geschieht in verschiedenen Projektphasen und auf verschiedenen Informationsebenen. Aus der Arbeit mit optimal strukturierten, standardisierten Informationen ergeben sich unter anderem folgende Vorteile:

• Mühelose Identifizierung der Produktdaten, die in allen Phasen der Informationswertschöpfung benötigt werden
• Verbesserung der Zusammenarbeit und Verringerung des Mängelrisikos durch klar definierte Informationsanforderungen je nach Rolle, Phase, Zweck und Informationsebene
• Erstellung/Wiederverwendung von Spezifikationen auf der Grundlage bewährter Verfahren und Suche nach passenden Produkten