Building-Information-Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden [BMDV15c]. Die BIM-Methode (zu Deutsch: Bauwerksdatenmodellierung) ermöglicht eine Neuorientierung des Projektmanagements und dient der Koordination aller Beteiligten (Abb. 1).

Wiederholte Kosten- und Terminüberschreitungen bei der Umsetzung verschiedener Bauprojekte sind in Deutschland in den vergangenen Jahren mehrfach aufgefallen und haben dadurch für negative Schlagzeilen gesorgt. Im Jahr 2013 wurde deshalb vom damaligen Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung die Reformkommission Bau von Großprojekten ins Leben gerufen. Das Ziel der Kommission war die Überprüfung bisheriger Bauprozesse auf strukturelle Defizite und die Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der Situation. In ihrem Abschlussbericht vom 29. Juni 2015 empfiehlt die Reformkommission eine stärkere Nutzung der Chancen der Digitalisierung und den vermehrten Einsatz der BIM-Methode für Infrastrukturbauprojekte [BMDV15b]. Um der Komplexität moderner Bauvorhaben gerecht zu werden, hat sich diese Methode seither in vielen Bereichen, wie der Planung von Verkehrsinfrastrukturbauprojekten etabliert. Mit Hilfe von BIM werden Bauvorhaben erst digital und anschließend real umgesetzt [BMDV25a]. Ziel der BIM-Methode ist auch die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands bei Großbauprojekten im internationalen Vergleich [BoKö18].

Auf Basis der Empfehlungen der Reformkommission hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Dezember 2015 einen Stufenplan zur Implementierung von BIM insbesondere bei Infrastrukturprojekten vorgelegt, der bis 2020 eine breite Anwendung von BIM in Infrastrukturprojekten des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vorsieht [BMDV15c, PB4.0]. Mit dem Stufenplan wird dem Megatrend der Digitalisierung mit dem Ziel der Effizienzsteigerung von Prozessen Rechnung getragen. Zu diesem Zweck soll BIM sowohl im Planungs- als auch Bauprozess von Straßen-, Schienen- und anderen Verkehrsinfrastrukturbauprojekten angewendet werden. Auch für die Erhaltung der entsprechenden Verkehrsinfrastruktur kann BIM eingesetzt werden. Ein Beispiel für die erfolgreiche Umsetzung ist der Tunnel Rastatt, der als eines der ersten BIM-Pilotprojekte des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) durchgeführt wurde. Durch den Einsatz der Methodik im komplexen Tunnelbau konnte beispielsweise die Kommunikation zwischen den Fachplanern verbessert und somit Nachträge reduziert werden. Zudem ermöglichte die Verknüpfung von 3D-Modellen mit Termin- und Kostenplänen eine präzise Bauablaufsimulationen und konsistente Dokumentation. [BMDV18b] 

Bei der Anwendung von BIM gibt es allerdings auch einige Herausforderungen zu überwinden. Insbesondere trifft dies auf rechtliche Aspekte beim Datenaustausch und auf das Datenmanagement zu. Zur Überwindung dieser Herausforderungen sind nicht nur Investitionen in die technische Ausstattung von Unternehmen notwendig, sondern auch zusätzliche Anforderungen an das Fachpersonal und ein generelles Umdenken bei Planungs- und Bauprozessen. Dem großen Aufwand, insbesondere zu Beginn der Prozesse, steht in der Regel ein deutlich höherer Nutzungsgewinn gegenüber, da anschließende Prozesse optimiert und somit beschleunigt werden können.

Eine Vision der digitalisierten Bauweise und gebauten Umwelt für das Jahr 2050 hat die 2014 in Großbritannien gegründete BIM2050-Initiative entwickelt, bei welcher zunehmend der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) im Fokus steht. Dabei dominiert der Ansatz der künstlichen Intelligenz, dessen Methodik bereits in den Bereichen Internet der Dinge, Big Data, Robotik, maschinelles Lernen und maschinelles Sehen eingesetzt wird. Ein Ansatz verknüpft diese Methoden mit der Konstruktion von Bauwerken. Autonom fliegende Drohnen sollen qualitativ hochwertige Daten von Bauwerken sammeln. Mithilfe von maschinellem Lernen sollen aus den aufgenommenen Bildern automatisch 3-D-Modelle erstellt werden. Diese können durch Überfliegen von Baustellen einer automatisierten Baufortschrittskontrolle dienen und später die Zustandskontrolle und Schadensdokumentation ermöglichen [BoKö18].