Forschungsschwerpunkte
Digitales Bauen führt zu veränderten Rollen sämtlicher Teilnehmer an der Wertschöpfungskette: vom Hersteller, über Planer, Verarbeiter bis hin zur Vermarktung, Nutzung und Rückbau von Bauobjekten. Neben steigenden Anforderungen an Energieeffizienz, CO2-Reduktion und Nachhaltigkeit finden sich auf jeder Stufe geänderte bzw. neue (technische, logistische, betriebswirtschaftliche, etc.) Herausforderungen bzw. Anforderungen sowie Chancen für neue Marktteilnehmer. Beispielsweise werden Hersteller viel direkter und effizienter mit der Baustelle interagieren können; Just-in-Time (JIT) und Just-in-Sequence (JIS) eröffnen neue Optionen. Dies wiederum führt zu einer notwendigen Neupositionierung der Handelsstufen und zum Entstehen von Plattformen. Die frühzeitige Vermarktung von Objekten wird beispielsweise durch virtuelle Rundgänge, Varianten und Bemusterungen unterstützt (werden).
Im Rahmen des Netzwerks sollen Produktlösungen für mittelständischen Unternehmen der Baubranche entwickelt werden. Hierbei wird zunächst der Fokus auf Risikomodellierung, kollaboratives Projektmanagement an Hand von BIM-Prozessen in Kombination mit weiteren modernen Technologien (I4.0, IOT, BI, AR/VR, KI, etc.) gelegt, da hier technologische Lücken mit Innovationsbedarf vorliegen und Innovationen, welche durch die im Netzwerk entwickelten Lösungen/Produkte geschlossen werden könnten.
Technologische Entwicklungslinien
Das Netzwerk organisiert seine Arbeiten in den folgenden technologischen Entwicklungslinien:
TEL-1 Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen
TEL-1 beinhaltet die Entwicklung und Anwendung von Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI), im Speziellen des Maschinellen Lernens, zur Automatisierung von Prozessen in der Planungs- und Umsetzungsphase von BIM basierten Bauprojekten. BIM-Modelle bieten dabei auf Grund Ihrer Datenfülle eine geeignete Grundlage, um mittels KI vorhandene Muster zu erkennen und so validierte Entscheidungen zu ermöglichen. Die KI hilft dabei, Daten sinnvoll zu nutzen, sie zu analysieren, um Vorhersagen und Prognosen zu erstellen und BIM-Modelle automatisiert zu erstellen.
KI nutzt die in BIM-Modellen gesammelten Daten, um Möglichkeiten zu erkunden, ressourceneffiziente
Lösungen zu bewerten und sogar Ausführungspläne zu erstellen, um die Gefahren von wirtschaftlichen Verlusten minimieren. KI im Kontext von BIM kann dazu beitragen, durch menschliches Versagen verursachte Risiken zu verringern. Vor diesem Hintergrund kann KI im Kontext der Bauausführung ebenfalls dazu dienen, schwere gesundheitliche Schäden zu vermeiden.
TEL-2 Modellbasiertes Projektmanagement (BIM Twin und AR-Arbeitsprozesse)
Den BIM-Prozessen und ebenfalls dem operativen Projektmanagement in der Bauphase kommen eine hohe Bedeutung zu, weil sich die BIM-Daten und Modelle je nach den Projektfortschritten in dieser Phase (Als Attribute) variieren können. Die marktüblichen Werkzeuge fürs digitale Projektmanagement und BIM-Prozessunterstützung bieten kostenaufwendige Integrationen an, die für die KMU hohe Kosten verursachen. Diese TEL adressiert die Entwicklung von Software und SaaS-Diensten für die Erstellung, Modellierung und Exportieren von BIM-Modellen in allen Projektstadien der Bauphase und somit in kollaborativen Workflows aus der Cloud heraus umsetzbar. Im Vordergrund steht die Entwicklung von kollaborativen und standardisierbaren BIM-Prozesse in Software für Projektmanagement. Die Konzepte des digitalen Zwillings werden für die Realisierung der Modelle angewendet. Dabei werden die BIM-Standarden wie ICF, BCF zur Modellgenerierung eingesetzt.
TEL-3 Plangestütztes Mängelmanagement und Prognosen (Lean-Baustelle)
Im Sinne des agilen Projektmanagements werden die Baustellen in Echtzeit monitort, verwaltet und in die operativ umzusetzende Projektphasen in der Bauphase erfolgreich abgewickelt. Um die Komplexität durch unternehmensübergreifende Kommunikation und stetig wachsenden Dokumentationsaufgaben je nach Projektfortschritte zu beherrschen, werden in dieser TEL digitale Prozesse und Workflows mit hoher Nutzerzentrierung entwickelt. Maßgebend für die Entwicklung und Realisierung von diesen Ergebnissen sind die vordefinierbaren Management-Prozesse der Lean-Baustelle. Diese Prozesse werden mithilfe skalierbarer Cloudinfrastrukturen und mobilen Endgeräten in allen Lean-Prozesse zum Baustellenmanagement umgesetzt.
TEL-4 Modellgestützte Projektplanung und Auftragsmanagement
Die unternehmensübergreifenden BIM-Prozesse sind entsprechend den BIM-Modellen definiert, um die Workflows flexible und nach Projektanforderungen auszurichten. Da aber viele Unternehmen und beteiligten Experten unterschiedliche IT-Plattformen und Software für die Verwaltung von BIM-basiertes Projektmanagement einsetzen, bedarf es eine Instanz, die insbesondere die Planungsprozesse und daraus resultierenden Aufträge, nach generischen Workflows zu harmonisieren. Die Harmonisierung der Prozesse, Daten. Modellen und Aufträge muss konsistent und nach Grundlagen der Versionierung erfolgen. In dieser TEL werden dafür SaaS-Lösungen entwickelt, die nach den VDI 2552 Empfehlungen (Blätter 33 bis 7) neue Funktionalitäten fürs digitale Projektmanagement realisieren. Die Funktionalitäten sollen eine flexible Planung, Evaluierung und Analyse von Auswirkungen (z.B. Kosten Soll-Analyse) in der Bauphase ermöglichen.
