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Forschung

Standardisierung von BIM durch innovatives Denken und Forschen

©iStockphoto/ymgerman 

Neue Technologien wie Künstliche Intelligenz (KI), Internet of Things (IoT), Mixed Reality (MR), Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) sind nur einige Themen der Zukunft, die aber auch heute schon die Bauindustrie beeinflussen. Um auch zukünftig unsere Industrie mitgestalten zu können, müssen wir diese neuen Technologien verstehen, und Anwendungsmöglichkeiten und Anforderungen identifizieren. HOCHTIEF ViCon ist kontinuierlich an nationalen und europäischen Forschungsprojekten beteiligt. In nationalen und internationalen Ausschüssen gestalten wir aktiv die Bauindustrie von morgen.

Aktuelle Forschungsprojekte

EConoM

Edge-Computing, KI und 5G-Campusnetze in nomadischer Anwendung für das Management von Baustellen
Die Konsortialpartner des Forschungsvorhabens EConoM entwickeln eine nomadische 5G-Infrastruktur, die sich automatisiert an bauablaufbedinge Veränderungen anpassen soll. Zur Identifikation und Lokalisierung von Bauelementen auf der Baustelle werden verschiedene KI Algorithmen trainiert. Die Technologien werden mittels Edge Computing auf den Demonstrationsbaustellen zum Einsatz gebracht und in Teilbereichen der Anwendungsfälle Baulogistik, Baufortschrittserfassung und Qualitätssicherung angewendet.

Vision.5G

5G für die Baustelle
Im Rahmen des Forschungsvorhabens VISION.5G wird der Mehrwert durch den Einsatz von 5G-Technologie während der Bauausführungsphase vor Ort untersucht. Die Konsortialpartner entwickeln eine AR Applikation, die für die Baufortschrittserfassung, Mangelerfassung und als Wegeleitsystem in der Bauphase genutzt werden kann. Hierfür wird das 3D BIM Modell entweder im Büro in skalierter Größe oder direkt vor Ort in Echtgröße augmentiert. Ein Direktabgleich mit der Realität vor Ort ist somit möglich. Erfasste Daten werden anschließend über definierte Schnittstellen in die Datenplattform eingespielt. Der Einsatz von 5G Campusnetzen ermöglicht mittels Web Rendering Technologie die Echtzeit Datenverarbeitung auf der Baustelle.

BIMiB - BIM im Bestand

Nachhaltige Lebenszyklusverlängerung von Bestandsbauwerken
Im Forschungsvorhaben BIMiB werden Punktwolken und 2D Bestandunterlagen mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz analysiert. Mittels mathematischer Ansätze werden Bestandsdaten klassifiziert, um Tragwerksstrukturen zu identifizieren und automatisiert 3D Objekte zu generieren. Hierzu werden Ontologien verwendet, um ein semantisches Modell zu erstellen. Das Verhalten erfahrener Modellierer wurde mittels Eye-Tracking analysiert, um als Trainingsdaten für das maschinelle Lernen der KI zu dienen.

Green Infra Twins

Entwicklung eines Digital Twins für die Nachhaltigkeitsbewertung
Die Entwicklung eines Digital Twins für nachhaltige Infrastrukturbauwerke ist Ziel dieses Forschungsvorhabens. Neben der Konzeptionierung des DigitalTwins zur Bewertung und Kommunikation der Nachhaltigkeit, steht die lebenszyklusbegleitende Erfassung von Daten zur Nachhaltigkeitsanalyse aus Planung, Bau und Monitoring von BIM im Fokus. Die erfassten Daten sind Grundlage für weitergehende Auswertung und Verwertung für ein kreislaufgerechtes Ressourcenmanagement. Neben der Beschreibung zum Aufbau von Digital Twins werden wir diese auch an realen Projekten demonstrieren und eine Möglichkeit aufzeigen, wie eine Anwendung in der Betriebs- und Rückbauphase erfolgen kann.

SVAR

Systematic Verification and Acceptance of Requirements
Der Name SVAR ist schwedisch und heißt Antwort. Auf der Suche nach der Antwort auf die Frage, wie erforderliche Anforderungen für die Planung und Realisierung eines Infrastrukturprojektes automatisiert verifiziert werden können, wird im Rahmen dieses Forschungsprojektes die Antwort erarbeitet. Zunächst wird ein Reifegradmodell entwickelt mit dessen Hilfe die regulatorischen Anforderungen von Trafikverket im Hinblick auf ihre Überprüfbarkeit klassifiziert werden. Im Anschluss wird eine Bibliothek mit automatisierten Prüfroutinen gemäß buildingSMART Information Delivery Specification (IDS) zur Verwendung in realen Projekten bereitgestellt.

duraBASt

Demonstrations-, Untersuchungs- und Referenzareal BASt
Kernaspekt dieses Vorhabens war die Entwicklung einer strukturierten Datenplattform zur Verwaltung von Demonstrations- und Referenzprojekten. Das zur Verfügung stehende 3D Managementmodell dient als visuelles Inhaltsverzeichnis für die damit verknüpften Daten. Hierzu gehören Informationen zum Schichtenaufbau und Materialien von Verkehrsflächen, strukturellem Aufbau von Ingenieurbauwerken, Merkmale relevanter Ausstattungen, sowie erfasster Sensordaten. Das Untersuchungsareal entwickelt und verändert sich stetig und die Datenplattform wird permanent automatisiert aktualisiert.

Erfolgsgeschichten

Digital Twin Bridge

Konzeptionelle Untersuchung zur Zusammenführung von Komponenten der Digital Twin Brücke
In dem Forschungsvorhaben Digital Twin Bridge wurde im Auftrag der BASt die modulare Umsetzung eines Digitalen Zwillings für Brückenbauwerke konzipiert. Basierend auf den Ergebnissen einer umfangreichen Anforderungsanalyse wurde ein Grundkonzept erarbeitet, welches das Lebenszyklus Management von Brückenbauwerken unterstützt. Das modulare Konzept ermöglicht hierbei die Integration und Erprobung weiterer, neuer Technologien am Digitalen Zwilling. Der notwendige Forschungs- und Entwicklungsbedarf für eine tatsächliche Umsetzung und entsprechende Handlungsempfehlungen wurde im abschließenden Bericht zusammengetragen.

Bridge Inspect

Kombination von Augmented/Mixed-Reality-Systemen mit weiteren digitalen Technologien
In diesem Projekt wurde eine AR Anwendung entwickelt, um Bauwerksprüfende vor Ort bei der Schadensbewertung zu unterstützen. Ein KI Algorithmus analysiert die erfassten Daten und stellt eine pixelgenaue visuelle Überlagerung des Schadensbildes auf dem Head Mounted Display dar. Hierbei werden unterschiedliche Schadenstypen differenziert und erforderliche Messgrößen bereitgestellt. Nachdem der Bauwerksprüfende die Bewertung vorgenommen hat, werden die Daten in die Bauwerksdatenbank zurückgespielt und stehen für die Definition des Prüfberichts und für die Bauwerksakte zur Verfügung. Das bei der Evaluierung gesammelte Feedback von Anwendern vor Ort sicherte den Praxisbezug und bildete die Grundlage der abschließenden Handlungsempfehlungen.

BIM Speed

Nachhaltige Lebenszyklusverlängerung von Bestandsbauwerken
Im Rahmen des Europäischen Forschungsvorhabens BIM Speed wurde eine cloudbasierte BIM Plattform aufgesetzt, die BIM Services für die Durchführung von Renovierungsprojekten bereitstellt. Das Konsortium entwickelte in enger Zusammenarbeit verschiedene Tools (wie beispielsweise Wetter-GIS-Service, Scan2BIM-Plugin, AR/VR-Trainings, BIM-Passports uva.), die Anwendern zur Abwicklung ihrer Projekte auf der BIM-Speed Plattform zur Verfügung gestellt wurden. Hierbei lag der Fokus auf der Verbesserung der Energieeffizienz, auf Zeit- und Kosteneinsparungen, sowie Erhöhung der Zufriedenheit der Bewohner.

VR2WEB

Interaktive virtuell immersive Webkonferenz
Im Rahmen des Forschungsvorhabens VR2WEB wurde eine Kommunikationsplattform für Virtual Reality (VR) entwickelt, in der BIM-Modelle und verknüpfte Metadaten in physikalisch korrektem Kontext zusammengeführt wurden. Die Projektbeteiligten können sich im virtuellen Raum live im 3D Modell treffen und planungsrelevante Themen kollaborativ erarbeiten. Eine gemeinsame standortübergreifende virtuelle Baubesprechung und Diskussion am 3D Modell wurde so ermöglicht.
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