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BIMLog - BIM-ba­sier­te Lo­gis­tik­pla­nung und -steue­rung im Gro­ß­an­la­gen­bau

Methodik zur semi-automatischen Generierung von Logistikmodellen für die Analyse und Planung der Baustellenlogistik sowie Visualisierungs- und Adaptionskonzepte zur Verwendung und Steuerung der Baustellenprozesse

Vorstellung

Die Bereitstellung von digitalen Modellen für die Planung und Steuerung der Logistik auf Großbaustellen ist für eine effizientere Projektdurchführung zwingend erforderlich, findet aber bisher nur bedingt statt. Ein Grund dafür ist das Fehlen an informationstechnischer Unterstützung und der hohe manuelle Aufwand, der mit der Erstellung digitaler Modelle verbunden ist. Das Ziel des Vorhabens ist es daher, die Logistikplanung und -steuerung auf der Baustelle mittels digitaler Methoden unter Berücksichtigung projektspezifischer Randbedingungen zu unterstützen. Dadurch können neuartige Hilfsmittel zur Baustellenorganisation bereitgestellt werden, um einen effizienteren und qualitativ hochwertigen Bau der Anlage vor Ort sicherzustellen. Vorhandene Modelle auf Basis von Building Information Modeling (BIM) sind so aufzubereiten, dass diese zur Planung logistischer Prozesse verwendet werden können. Die Aufgabe des Projektes BIMLog bestand darin, die BIM-Modelle um zusätzliche Beschreibungen der Logistik zu erweitern. Dies bedeutet konkret, unter Berücksichtigung der spezifischen Umgebungsbedingungen, die Logistikmodelle anzupassen. Die Ergebnisse beinhalten Konzepte, welche die formale Festlegung von produktindividuellen Logistikanforderungen auf Basis projektspezifischer Randbedingung möglich machen. Zusätzlich werden Methoden vorgestellt, welche eine semiautomatische Generierung von Logistikmodellen für die Analyse und Planung der Baustellenlogistik ermöglichen. Darüber hinaus werden Visualisierungs- und Adaptionskonzepte beschrieben, um die Modell auch auf der Baustelle einsetzen und steuern zu können. Die entwickelten Methodiken wurden anhand eines Demonstrators evaluiert und im Anschluss mit dem Projektbegleitendem Ausschuss diskutiert. Die Innovation liegt in digitalen projekt- und produktspezifischen Logistikmodellen für den Anlagenbau, welche KMU nutzen können um so ihre Wettbewerbsfähigkeit durch hohe Qualität, effizientere Prozesse sowie bestmöglich abgestimmte Zusammenarbeit aller Akteure auf der Baustelle zu stärken. Das realisierte Ziel dieses Projektes war es, ein digitales Logistikmodell für den Anlagenbau zu entwickeln, um die Wettbewerbsfähigkeit von KMU in diesem Bereich zu stärken. Dazu wurden zunächst die Herausforderungen in der Logistik im Anlagenbau identifiziert und analysiert. Auf der Grundlage dieser Analyse wurden dann Konzepte und Methoden entwickelt, um diese Herausforderungen zu bewältigen. Dabei wurde besonderer Wert auf die Integration der digitalen Technologien gelegt, um die Effizienz der Logistikprozesse zu steigern. Die entwickelten Konzepte und Methoden wurden abschließend anhand eines Demonstrators evaluiert und im Anschluss mit dem Projektbegleitendem Ausschuss diskutiert.

Ziele

  • Abstimmung der sich gegenseitig beeinflussenden baustellenseitigen Logistik- und Montageprozesse mittels digitaler Methoden unter Berücksichtigung projektspezifischer Randbedingungen
  • Bereitstellung von Hilfsmitteln zur effizienten Abwicklung, um dadurch ein effizientes und qualitativ hochwertiges Bauen der Anlage vor Ort, auch durch Dritte, sicherzustellen
  • Aufbereitung der Stücklisten, Zeit- und Baupläne zur Unterstützung der Partnerunternehmen bei der Koordination und Umsetzung von Montage- und Logistikprozessen auf der Baustelle entsprechend der projektspezifischen Rahmenbedingungen
  • Digitale Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau mittels Building Information Modelling (BIM) zur landesübergreifend wirksamen Ausführung der Prozesse auf der Baustelle

Arbeitspakete

  • Anforderungsanalyse zur digitalen Logistikplanung und -steuerung
  • Formalisierung individueller Logistik- und Montageprozesse
  • Verknüpfungskonzept von Logistikinformationen und Anlagenmodell
  • Konzept zur semi-automatischen Generierung des Logistikmodells
  • Nutzung des Logistikmodells zur Steuerung
  • Softwaretechnische Umsetzung anhand eines Demonstrators
  • Evaluierung anhand von Fallbeispielen

Ideenskizze

Publikationen und Vorträge


  • Weber, J.: Konzeption und Umsetzung von regelbasierten semi-automatisch deterministisch generierten Baureihenfolgen für 3D-Gebäudeinformationsmodelle. Dissertation, Ruhr-Universität Bochum, Civil Engineering, in progress (Prof. König).
  • Riese, M.: Expertenbasierte Anforderungsanalyse zur digitalen Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. Masterarbeit, Universität Kassel, Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen/Maschinenbau, 03/2019 (Prof. Wenzel / Stolipin, FB 15, Universität Kassel)
  • Rodríguez, C.: Entwicklung eines MILP-Optimierungsmodells für die Unterstützung der digitalen Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. Masterarbeit, Universität Kassel, Studiengang Maschinenbau, 03/2020 (Prof. Wenzel / Stolipin)
  • Herr, M.: Vorgehensweise zur Integration einer Ontologie in die digitale BIM-basierte Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. Masterarbeit, Universität Kassel, Studiengang Maschinenbau, 05/2020 (Prof. Wenzel / Stolipin)
  • Heußner, J.: Methodik zur simulationsgestützten Planung der Logistikprozesse für Baustellen im Großanlagenbau auf Basis von BIM-Modellen. Masterarbeit, Universität Kassel, Studiengang Maschinenbau, erscheint 2020 (Prof. Wenzel / Stolipin)
  • Wang, X.: Entwicklung eines Vorgehensmodells zur Gewinnung von relevanten Informationen für die Planung und Steuerung der Baustellenlogistik auf Basis von BIM-Modellen im Großanlagenbau. Bachelorarbeit, Universität Kassel, Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen / Maschinenbau, 12/2019 (Prof. Wenzel / Stolipin)
  • Ketzberg, P.: Entwicklung eines Web-Interfaces zum mobilen Einsatz der BIMLog-Methodik auf der Baustelle. Bachelorarbeit, Ruhr-Universität Bochum, Studiengang Angewandte Informatik, erscheint 2020 (Prof. König / Weber)
  • Wenzel, S.; Stolipin, J.; Weber, J.; König, M. (2019): Digitale Planung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau Ontologie zur Nutzung digitaler Modelle für die Logistikplanung auf der Baustelle. Industrie 4.0 Management 3 (2019) 6, Seite 55 - 59.
  • Weber, J., Stolipin, J., König, M., Wenzel, S. (2019): Ontology for Logistics Requirements on a 4D BIM for Semi-Automatic Storage Space Planning. In: Al-Hussein, M. (Hrsg.): 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2019). 21-24 May, 2019, Fairmont Banff Springs Hotel. Banff, Alberta, Canada; S. 560-567.
  • Stolipin, J.; Jessen, U.; Weber, J.; Wenzel, S.; König, M.: Simulationsgestützte Validierung von Logistikprozessen einer Baustelle im Großanlagenbau. In: 25. Symposium Simulationstechnik – ASIM 2020.
  • Weber, J.; Stolipin, J.; Jessen, U.; König, M.; Wenzel, S.: Rule-Based Generation of Assembly Sequences for Large-Scale Plant Construction. In: 37th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2020).
  • Wenzel, S.; König, M.; Stolipin, J.; Weber, J.; Jessen, U.: Schlussbericht zum Projekt BIMLOG – Projekt zur digitalen Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau, 10/2020.
  • Wenzel, S.; König, M. (2019): Digitale Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. In: MoWiN.net e.V.: MoWiN.net Jahresrückblick 2018, S. 36-37. Abrufbar unter: https://www.mowin.net/portfolio/downloads/
  • König, M.: BIMLOG - Projekt zur digitalen Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Ruhr-Universität Bochum, 10.10.2018
  • Wenzel, S.: Projekt zur digitalen Planung und Steuerung der Baustellenlogistik im Großanlagenbau. Campus News, Universität Kassel. 29.08.2018.
  • Jessen, U.: BIM-basierte Logistikplanung und -steuerung im Großanlagenbau. Workshop zur Identifikation und Förderung von Trends und Ideen. Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Planen und Bauen, Guxhagen, 22.05.2019.
  • Weber, J.: Ontology for Logistics Requirements on a 4D BIM for Semi-Automatic Storage Space Planning. ISARC 2019. Banff, AB, Canada, 21-24. May 2019.
  • Weber, J.: Rule-Based Generation of Assembly Sequences for Large-Scale Plant Construction, 37th International Symposium on Automation and Robotics in Construction – ISARC 2020, Online-Symposium, September 2020.
  • Stolipin, J.: Simulationsgestützte Validierung von Logistikprozessen einer Baustelle im Großanlagenbau, 25. Symposium Simulationstechnik – ASIM 2020, Online-Symposium, Oktober 2020.

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Titel:
BIMLog

Förderung:
Das IGF-Vorhaben 19720 N der Bundesvereinigung Logistik (BVL) wird über die Allianz industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Laufzeit:
01.07.2018 – 31.05.2020

Projektträger:
Allianz industrieller Forschung (AiF)

Projektwebsite:
http://www.bimlog.de

Bearbeiter:

Projektbegleitender Ausschuss:

  • AEC3 Deutschland GmbH
  • Doosan Lentjes GmbH
  • Reinstein GmbH
  • SMS group GmbH
  • Steuler GmbH
  • thyssenkrupp Industrial Solutions
  • Trimble Solutions Germany GmbH
  • Zeppelin Rental GmbH

Links:
Forschungsergebnisse

Publikationen:
https://www.uni-kassel.de/forschung/bimlog/publikationen-und-vortraege