Simulation und Controlling

Kurzberichte zum Forschungsschwerpunkt Simulation und Controlling

  • Bildinformationssysteme
  • Steuerung baulogistischer Prozesse

Ein Bildinformationssystem zur Untersützung der Bauprozesssteuerung

Bearbeiter: Dr.-Ing. Christoph Pflug

Das Errichten von Bauwerken erfordert, dass eine Vielzahl von Daten und Informationen erfasst, verwaltet, analysiert und präsentiert werden müssen. Dies erzeugt komplexe Strukturen und stellt hohe Anforderungen an die bestehenden und auch an die zu entwickelnden Informationssysteme.

Verknüpfung und Überlagerung einer Digitalfotografie mit einem 4D-Modell
Verknüpfung und Überlagerung einer Digitalfotografie mit einem 4D-Modell

In der Dissertation von Herrn Christoph Pflug mit dem Titel „Ein Bildinformationssystem zur Unterstützung der Bauprozesssteuerung“ wird die technische Entwicklung eines Bildinformationssystems vorgestellt, welches eine neuartige Möglichkeit der Erfassung von Daten und Gewinnung von Informationen ermöglicht.

Das Grundprinzip des Bildinformationssystems ist eine automatisierte Verknüpfung und präzise Überlagerung von georeferenzierten und orientierten Digitalfotografien mit einem objektorientierten 3D-Modell. Das 3D-Modell wird mit dem entwickelten System um objektbezogene Daten, die sich aus Zeitwerten und weiteren Attributen ergeben, zu einem sogenannten 4D-Modell entwickelt.

Prototyp zur Erzeugung von georeferenzierten und orientierten Digitalfotografien
Prototyp zur Erzeugung von georeferenzierten und orientierten Digitalfotografien

Das Bildinformationssystem ist als ein unterstützendes Werkzeug für die Dokumentation und Steuerung von Ausführungs- und Wartungsprozessen über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks entwickelt worden. Bei der technischen Entwicklung handelt es sich um einen Prototyp, der eine vollständige Funktionsfähigkeit aufweist.

Die Arbeit beruht auf den Ergebnissen eines Verbundforschungsvorhabens zwischen dem Institut für Baubetrieb, dem Geodätischen Institut der Technischen Universität Darmstadt und einem Industriepartner.

Steuerung baulogistischer Prozesse

Bearbeiter: Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.Florian Binder, M. Sc. Fabian Linnebacher, Dr.-Ing. Oliver Mehr, Dr.-Ing. Fabian Ruhl

Forschungsansatz

Die Baubranche sucht nach Lösungen die Prozessqualität ergebnisorientiert durch eine höhere Transparenz der einzelnen Prozesse zu verbessern.

Ein Ansatz des Instituts für Baubetrieb der Technischen Universität Darmstadt zur Verbesserung der Prozesstransparenz konzentriert sich auf den Einsatz von Positionssensorik und Business Process Management Software für die Erfassung, Analyse und Steuerung baulogistischer Prozesse.

Baulogistische Prozesse

Baulogistische Prozesse stellen einen wesentlichen Bestandteil sowie gleichzeitig einen Indikator der Bauproduktion dar. Sie beinhalten unter anderem die Bereitstellung der Baumaterialien, der Betriebsmittel sowie des Personals und haben damit einen erheblichen Einfluss auf Kosten, Termine und Qualität eines gesamten Bauprojektes. Zu unterscheiden sind:

  • Ver- und Entsorgungslogistik: baulogistische Prozesse außerhalb der Baustelle
  • Baustellenlogistik: baulogistische Prozesse innerhalb der Baustelle

Positionssensorik

Die Positionssensorik wird zur Lokalisierung und Verfolgung von Betriebsmitteln in Echtzeit eingesetzt. Entsprechende Technologien von Real-Time Location Systemen (RTLS) werden gemäß unterschiedlichen Anforderungen wie z.B. Genauigkeit oder Abschirmung ausgewählt und bei Bedarf miteinander kombiniert. Per Geofencing und Complex Event Processing lassen sich mit Hilfe der gewonnenen Positionsdaten aussagekräftige Prozessereignisse digital abbilden.

BPM – Business Process Management

Business Process Management Software unterstützt die Auswertung und Nutzung der gesammelten baulogistischen Prozessdaten. Neben der Modellierung von SOLL-Prozessen können Positionsereignisse und weitere Informationen genutzt werden um IST-Prozesse zu analysieren. Entsprechende Daten werden über Reporting Komponenten den jeweiligen Entscheidungsträger zur Verfügung gestellt.

Beispielprojekte

Uniklinikum Frankfurt am Main
Uniklinikum Frankfurt am Main

Baulogistik am Universitätsklinikum Frankfurt

Für die Modernisierung des Universitätsklinikums Frankfurt am Main muss auf engstem Raum zwischen 2012 und 2015 ein erhebliches Bauvolumen bei gleichzeitig voller Aufrechterhaltung des Universitäts- und Klinikbetriebes realisiert werden. Die durch das Institut für Baubetrieb eingesetzte Kombination von RTLS und BPM gewährleistet hierbei das unter diesen Randbedingungen notwendige Monitoring aller baulogistischen LKW Transporte.

Hörsaal und Medienzentrum Darmstadt
Hörsaal und Medienzentrum Darmstadt

Baustellenlogistik am Hörsaal- und Medienzentrum TU Darmstadt Lichtwiese

Im Rahmen des Neubaus des Hörsaal- und Medienzentrums der TU Darmstadt werden über eine Kombination von RTLS und BPM Transportbewegungen innerhalb der Baustelle erfasst. Verfolgt werden hierbei unter anderem Schalelemente, Betonkübel und Kranbewegungen. Die Analyse der Baustellenlogistik kann zur Ermittlung des Baufortschrittes sowie zur Effizienzsteigerung beim Betriebsmitteleinsatz genutzt werden.

CeBit 2012 Showcase „Process Excellence in Construction“

Als Kooperationspartner der Software AG University Relations stellt das Institut für Baubetrieb der TU Darmstadt auf der CeBIT 2012 einen Showcase mit den Grundlagen des entwickelten Systems aus. Das Modell zeigt eine kleine Baustelle, auf der zwei Wandscheiben interaktiv durch den Besucher mit Hilfe eines ferngesteuerten Kranes erstellt werden können. Entsprechend des oben beschriebenen Forschungsansatzes werden dabei Betonkübel, Lastaufnahmemittel und Schalungselemente durch das AeroScout Trackingsystem verfolgt. Die jeweiligen Positionsereignisse werden an den ARIS Process Performance Manager übergeben und ermöglichen dem Besucher so jederzeit die Darstellung und Analyse seiner Bauprozesse.

Flyer Software AG

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