Das Forschungsprojekt FaBIM zielt darauf ab, durch den Einsatz von Building Information Modeling (BIM) einen ganzheitlichen Ansatz für die Planung, den Bau und den Betrieb von Fabriken zu entwickeln und umzusetzen. Die BIM-Methodik wird in der Baubranche bereits vielfältig eingesetzt, ist im Kontext der Fabrikplanung jedoch bisher wenig erforscht. Der Fokus des Projekts liegt daher auf der Entwicklung eines Open BIM-basierten Fabrikplanungssystems, das die Integration von Produktionssystemen und Gebäuden ermöglicht. Durch die frühzeitige und Abstimmung der beiden fachlichen Kollaborationsdomänen können Planungsfehler frühzeitig erkannt und korrigiert werden. Wechselwirkungen wie jene zwischen der Tragstruktur, der Medienversorgung und gesetzlichen Anforderungen (z.B. Fluchtweglängen) können im Planungsprozess immer wieder verglichen und auf Konsistenz überprüft werden. Dies optimiert Prozesse, sorgt für ein verbessertes Datenmanagement über den gesamten Lebenszyklus einer Fabrik und erhöht die Termin- und Kostensicherheit.

Hintergrund des Projekts ist die Tatsache, dass in Deutschland jährlich rund 5.820 genehmigungspflichtige Fabrik- und Werkstattbauten mit einem Gesamtvolumen von 4,72 Milliarden Euro fertiggestellt werden. Rund 60 % dieser Projekte verfehlen ihre Kostenziele um rund 10 %, wodurch Mehrkosten von rund 283 Millionen Euro pro Jahr entstehen. FaBIM zielt darauf ab, diese Lücke durch eine verbesserte Projektorganisation und technische Innovationen zu schließen.

Im Bereich der wissenschaftlichen Innovationen umfasst das Projekt mehrere zentrale Elemente. Dazu gehören die Entwicklung BIM-spezifischer Anwendungsfälle für die Fabrikplanung, die Analyse von Rollen und Aufgaben sowie die Erstellung von Prozessdiagrammen, die die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Planungsbeteiligten im Gebäude- und Fabrikplanungskontext darstellen. Darüber hinaus wird ein Information Delivery Manual (IDM) entwickelt, um die Datenlieferung und -verwendung zu standardisieren. Des Weiteren wird eine umfassende Attributdatenbank erstellt, die alle relevanten Planungsdaten enthält und die Verwendung von Industry Foundation Classes (IFC) zur strukturierten Datenmodellierung und zum Austausch unterstützt. Ein weiteres wichtiges Element ist die Entwicklung eines Common Data Environment (CDE) für ein effizientes Datenmanagement über den gesamten Lebenszyklus der Fabrik.

Auf technischer Ebene umfasst das Projekt mehrere Neuerungen, darunter die Verwendung eines fortschrittlichen CDE auf Basis von BIM Level 3. BIM Level 3 deckt den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes ab, von der frühen Planung bis hin zur Wartung und Demontage werden alle Phasen durch das BIM-Modell unterstützt und verwaltet. Das Projekt setzt auf eine vollständig integrierte und kollaborative Datenumgebung, die eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen allen Disziplinen und Beteiligten ermöglicht, um die Effizienz und Qualität des Projekts zu maximieren. Weitere wichtige Aspekte sind die Erstellung eines digitalen Zwillings des Gebäudes und seiner Komponenten sowie die Optimierung der Umzugslogistik bestehender Fabrikgebäude durch Laserscanning und Digitalisierung. Darüber hinaus wird ein Closed-Loop-Ansatz untersucht, bei dem Daten aus dem digitalen Zwilling in das BIM-Modell zurückgeführt und zur Betriebsoptimierung sowie für weitere (Um-)Planungsphasen des Fabrikgebäudes verwendet werden.

Zur Validierung der Ergebnisse werden verschiedene Tests an einem parallel modellierten BIM-Modell einer Batteriezellenfabrik durchgeführt. In Verbindung mit den entwickelten Anforderungen an den Informationsaustausch werden in Zusammenarbeit mit der Building Information Cloud GLWG GmbH Testregeln entwickelt. Im ersten Schritt wird mit dem LOI-Check automatisch geprüft, ob alle benötigten Informationen in den jeweiligen Teilmodellen vorhanden sind. Anschließend wird mit dem Qualitätscheck automatisch überprüft, ob die alphanumerischen Informationen im Gebäudeplanungs- und Fabrikplanungsmodell konsistent sind. Dabei werden beispielsweise die benötigten Medienanschlüsse der Anlagen aus der Produktionsanlagenplanung mit den geplanten Medienanschlüssen aus der Gebäudeplanung verglichen.

Das Projekt wird von einem Konsortium mit 5 Partnern aus unterschiedlichen Fachbereichen unterstützt, darunter Building Information Management GLW GmbH (BIM-Beratung & BIM-Management), ifp Consulting (Fabrikplanungsberatung), CONTACT Software (Product Lifecycle Management & IoT), Kohlbecker Gesamtplan GmbH (Generalplanung) und Fraunhofer IGCV (Fabrikplanung). Multiplikatoren wie buildingSMART Deutschland, VDI und das Industrial Internet Consortium unterstützen die Verbreitung der Projektergebnisse.

Das Projekt FaBIM läuft von September 2022 bis August 2025 und verfügt über ein Budget von 1,9 Millionen Euro. Durch die Kombination wissenschaftlicher und technischer Innovationen soll ein effizienter und kostengünstiger Ansatz für die Fabrikplanung realisiert werden. Dies soll langfristig dazu beitragen, Projektkosten zu senken und die Planungs- und Bauqualität von Fabrikgebäuden in Deutschland zu erhöhen.

Das Projekt qualifiziert sich für den Sonderpreis „Digitale Kooperation/Open BIM“, da im Projekt ausschließlich mit dem Dateiformat IFC gearbeitet wird und eine gemeinsame Datenumgebung (CDE) für die Fabrikplanung konzipiert wird. Zudem werden im Rahmen des Projekts Informationsaustauschanforderungen (IAA) definiert und anschließend mit dem openBIM-Datenformat IFC abgeglichen. Es ist zu erwarten, dass nicht alle relevanten Informationen für eine ganzheitliche Fabrikplanung über IFC transportiert werden können. Fehlende Informationsklassen werden identifiziert und an die IFC-Standardisierungsorganisation buildingSMART kommuniziert, um das offene Datenaustauschformat entsprechend weiterentwickeln zu können.