ADAPTBAU - Entwicklung einer adaptiven sowie simulativen Materialfluss- und Layoutplanung im dynamischen Umfeld von komplexen strukturellen Bauvorhaben unter Einsatz neuronaler Netze

Die Materialfluss- und Layoutplanung komplexer Bauvorhaben wird bis dato vorwiegend manuell ausgeführt. Dieser Prozess ist ineffizient, kostenintensiv und führt häufig zu Verzögerungen. Bestehende Softwarelösungen unterstützen lediglich statische Planungen und sind nicht in der Lage, dynamische Änderungen, wie den Baufortschritt oder wechselnde logistische Anforderungen, flexibel zu berücksichtigen. Diese fehlende Automatisierung und Flexibilität stellt insbesondere bei komplexen Hochbauprojekten ein erhebliches Defizit dar.

Die SimPlan AG entwickelt gemeinsam mit dem Lehrstuhl fml eine innovative Lösung, um diesen Defiziten entgegenzuwirken. Ziel des Projekts ADAPTBAU ist die Kombination aus Materialfluss-Simulation und Künstlicher Intelligenz (KI), um eine adaptive Planung zu ermöglichen. Das System soll Baustellenlayouts automatisch simulieren, bewerten und optimieren. Durch die Identifikation von Optimierungspotenzialen hinsichtlich Kosten, Ressourcenaufwand und Zeit wird die Effizienz bereits vor Baubeginn sowie durch Echtzeitanpassungen während der Ausführung gesteigert.

Das Projekt gliedert sich in fünf Entwicklungsphasen:

• Phase I – Feinkonzeptionierung: Anforderungsanalyse sowie Konzeption der System- und Softwarearchitektur unter Einbeziehung der Prozesse.
• Phase II – Systemarchitekturen: Entwicklung einer umfassenden Kostenfunktion und Konzeptionierung des adaptiven Simulationsmodells sowie der neuronalen Netze.
• Phase III – Simulationsmodelle und Neuronale Netze: Erstellung der Datengrundlage und Auswahl geeigneter Netzwerkarchitekturen. Training der KI-Module mit synthetisch generierten Daten aus der Simulation.
• Phase IV – Schnittstellenentwicklung: Implementierung der Kommunikationswege zur Übermittlung von Schlüssel- und Leistungsdaten zwischen dem Simulationsmodell und dem KI-Modul.
• Phase V – Validierung & Optimierung: Aufbau einer softwarebasierten Testumgebung unter Verwendung realer Bauvorhaben aus der Vergangenheit zur Validierung und finalen Optimierung des Systems.

Das ZIM-Vorhaben wird über die AiF im Rahmen des Programms Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert.