Planung und Layout von Großbaustellen unter Einsatz innovativer Virtual Reality-Technologien (LogPlan Bau)
Das Bauwesen unterliegt heute enormen Anforderungen in Bezug auf Kosten und Fertigstellungszeiten. Deutlich komplexere Bauvorhaben und ein starker, internationaler Wettbewerb erzeugen in der Branche einen nachhaltigen Kostendruck. Diesen Anforderungen kann die deutsche Bauindustrie nur durch eine erhöhte Prozessqualität hinsichtlich Termintreue und Kostensicherheit gerecht werden. Die in der stationären Industrie angewandten Methoden der Digitalen Fabrik sollen hier als Vorbild dienen, um den komplexen Rahmenbedingungen heutiger Bauprojekte zukünftig Herr zu werden.
In der Regel ist jede Baustelle anderen Bedingungen ausgesetzt, die Fertigungsabläufe variieren und die örtlichen Gegebenheiten unterscheiden sich von Projekt zu Projekt (Unikatfertigung). Dies bedarf einer eingehenden, detaillierten Planung. In der Realität hingegen wird die Logistik – und im Speziellen die Materialflussplanung – häufig unzureichend und nahe am Baubeginn determiniert. Obwohl das Potential einer das gesamte Projekt umfassenden Baulogistik bereits erkannt wurde, mangelt es an Methoden und Instrumenten, wie diese nach dem heutigen Verständnis in den überbetrieblichen Auftragsabwicklungsprozess eines Bauprojekts integriert werden kann.
Die Baustelleneinrichtung – als Bindeglied zwischen Planung und Ausführung – stellt für die Baulogistik einen wichtigen Bereich innerhalb des Bauprozesses dar, da sie die organisatorisch-strukturellen Voraussetzungen für einen störungsfreien Materialfluss schafft. In der Praxis geschieht dies auf Basis von 2D-CAD-Systemen unter Zuhilfenahme diverser Prüflisten oder Kriterienkataloge. Allerdings können zweidimensionale Pläne bauliche Restriktionen nicht exakt wiedergeben.
Der Stand der Technik im Bereich Planungstische ist sowohl in der Interaktion (Multi-Touch, Objekterkennung) als auch in der Darstellung (simultane Visualisierung, 3D) weit fortgeschritten. Die Einsatzbereiche dieser Instrumente sind vielfältig und reichen von der Anwendung als Planungswerkzeug bis zur Visualisierung verschiedener Inhalte. Die am Markt erhältlichen Systeme sind mit offenen Schnittstellen versehen, um eigene, programmierte Inhalte anbinden zu können. Einer simultanen Kopplung aus Planungstisch und VR-System wurde bislang keine Beachtung geschenkt.
Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine Vorgehensweise zur transparenten Planung von Einrichtungsgegenständen auf Großbaustellen zu entwickeln. Funktionseinheiten wie Lagerflächen oder Verkehrswege, Großgeräte und deren Arbeitsräume sowie statische Elemente (Container) sollen kostengünstig planbar werden. Als Teilziele von LogPlan Bau lassen sich daher ableiten:
- Entwicklung von Planungsalgorithmen zur Unterstützung des Planers während der Auslegung und Konzeption der jeweiligen Bauabschnitte.
- Erstellung eines durchgängigen 4D-Modells des Planungsgegenstands über alle Bauphasen.
- Einsatz eines intuitiven Planungstablets kombiniert mit der 3D-Darstellung eines VR-Systems.
Das Ergebnis sieht einen funktionsfähigen Demonstrator vor, welcher für alle Bauphasen eine innovative Möglichkeit schafft, Baustellen planbasiert einzurichten und diese räumlich und zeitlich abbildet.
Zur Realisierung des Forschungsziels wird das Vorhaben in drei Teilpakete untergliedert. Teilpaket 1 umfasst eine detaillierte Recherche aller den Materialfluss betreffenden Einrichtungselemente sowie deren Klassifikation hinsichtlich betriebsmittelspezifischer und dynamischer Parameter. Innerhalb von Teilpaket 2 werden Anforderungen an die im Forschungsvorhaben verwendeten Technologien definiert und Algorithmen für die Planungsmethodik erstellt. Zudem soll eine Bibliothek an Baustellenelementen und das dynamische 3D-Modell implementiert werden. Teilpaket 3 behandelt den Aufbau und Test eines Demonstrators sowie die Dokumentation der Ergebnisse in einem Abschlussbericht.
- ART Advanced realtime tracking GmbH
- Bauer Maschinen GmbH
- Illustrated architecture
- metaio GmbH
- Realtime Technologie AG
- SSF Ingenieure AG
- Josef Zankl GmbH
- Hans Stiglocher
Das IGF-Vorhaben FV 17342 N der Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik e.V. - BVL, Schlachte 31, 28195 Bremen wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.