Digitale Zwillinge bieten Blaupause für moderne Bauprojekte
Trotz des beeindruckenden Wachstums des Hochbaumarktes in den vergangenen zehn Jahren hat der Sektor mit einer stagnierenden Produktivität zu kämpfen. Vor allem liegt es an gestiegenen Arbeitskosten, ineffizienten Arbeitsbedingungen, dem nachlassenden Interesse der jüngeren Generationen und Sicherheitsbedenken. Da die Weltbevölkerung jedoch wächst, wird der Bedarf an sichereren, effizienteren und nachhaltigen Gebäuden immer größer.
Ein präzises, flexibles und reaktionsschnelles Instrument für die Verwaltung von Bauprojekten
Ziel des EU-finanzierten Projekts BIMprove ist es, diese Herausforderungen zu bewältigen. „BIMprove zielt darauf ab, ein dynamisches metrisches Gebäudemodell – einen digitalen Zwilling – zu erstellen, das über die statische Gebäudedatenmodellierung hinausgeht“, erklärt Projektkoordinator Gabor Sziebig. „Diese innovative Technologie verspricht eine Überwachung von Baustellen in Echtzeit, eine bessere Ressourcenplanung und eine optimierte Arbeitsplanung.“ Durch die Integration verschiedener Technologien – künstliche Intelligenz, erweiterte/virtuelle Realität, automatisierte Luftfahrzeuge und tragbare Geräte – tragen diese Elemente dazu bei, die Digitalisierung des Bausektors zu vollziehen. Durch den Zugang zu Echtzeitinformationen können auf Baustellen potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und vorhergesagt, Ressourcen effektiv verwaltet und Abfälle minimiert werden – und das alles unter Einhaltung hoher Sicherheitsstandards.
Systembestandteile
Hardwareseitig enthält das System zum digitalen Zwilling einen cloudbasierten Datenintegrationsdienst. Diese Plattform vereinfacht den Informationsaustausch und die Datenverarbeitung durch modulare Programmierschnittstellen. Auf Baustellen werden visuelle Daten durch Bodenroboter und Drohnen erfasst. Beide verwenden ein Wegplanungssystem, um auf der Baustelle zu navigieren, und erfassen Bilder, 3D-Scans, um Punktwolken zu erstellen sowie Wärmebilder. Es wurde eine neue WLAN-Verbindung mit 2,4 GHz und einer stärkeren Antenne entwickelt, um den Roboter aus der Ferne zu steuern und autonome Funktionen aus großer Entfernung zu starten. Die Projektmitglieder errichteten einen mit Gebäudedatenmodellierung modellierten Landeplatz, um das Problem der fehlenden absoluten Position und Orientierung von Drohnen in Innenräumen zu lösen. Dies dient der korrekten Lokalisierung der Drohne und hilft bei der Ausrichtung der Messgeräte an Bord mit dem globalen Bezugsrahmen. Die Drohne wird nach der Landung über ihre Basisstation automatisch wieder aufgeladen. Die Projektmitglieder haben außerdem eine Technologie erschlossen, um die Aktivität der Arbeitskräfte mithilfe von mobilen Baken in Helmen und stationären Baken, die zentral in den von ihnen abgedeckten Bereichen an der Decke angebracht sind, zu verfolgen. Dieses System gestattet die Protokollierung und Anzeige der Anwesenheit von Arbeitskräften in Echtzeit und ist für große Standorte skalierbar.
Projektergebnisse erstrecken sich auf viele Bereiche
BIMprove hat maßgeblich zur Verbesserung der Betriebseffizienz im Bausektor beigetragen und über 78 % der primären Ursachen für Ineffizienz in der Branche beseitigt. Das Projektteam hat zudem den Weg für die Standardisierung digitaler Zwillinge auf europäischer Ebene geebnet. Es hat die Entwicklung eines CWA für „Positionsmarker für digitale Anwendungen auf Baustellen, Strukturüberwachung und Anwendungen zur Gebäudedatenmodellierung“ initiiert. Damit wird der Einsatz von Drohnen und Robotern auf Baustellen erleichtert. BIMprove hat außerdem eine Verbindung zu CEN/TC 442 „Gebäudedatenmodellierung“ (BIM) und CEN/TC 442/WG 9 „Digitale Zwillinge in der bebauten Umwelt“ hergestellt. „BIMprove deckt über 90 % der Faktoren ab, die zu Bauunfällen führen, und entspricht damit dem Plan, die Zahl der Unfälle um 50-80 % zu senken. Die Auswirkungen von BIMprove erstrecken sich auch auf die Kostensenkung bei Bauprojekten, da über 65 % der Hauptursachen für Kostenüberschreitungen beseitigt werden. Die geschätzte Auswirkung der neu entwickelten Technologien auf diese Faktoren der Ineffizienz beträgt 87 %“, so Sziebig abschließend.
Schlüsselbegriffe
BIMprove, digitaler Zwilling, Gebäude, Bauwerk, Drohne, Gebäudedatenmodellierung, Bauprojekte, Sicherheit
