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Reaktive Bauablaufplanung auf Basis baulogistischer Ist-Kenndaten

Fachliche Zuordnung Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
Förderung Förderung von 2011 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212403675
 
Erstellungsjahr 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Bauablaufplanung definiert die einzelnen Bauprozesse inkl. Termine, Reihenfolgen und notwendigen Ressourcen, die zur Ausführung der definierten Bauleistungen festgelegt werden. Aufgrund von aktuellen Informationen über den Baufortschritt kann der Bauablaufplan auch zur Analyse von möglichen Terminabweichungen verwendet werden. Abweichungen können zum Beispiel entstehen, wenn logistische Prozesse nicht wie geplant ausgeführt werden. Logistische Störungen können beispielsweise durch nicht verfügbare Personalressourcen, Verspätungen bei der Lieferungen von Materialien oder durch Ausfälle von wichtigen Baumaschinen auftreten. Welche Auswirkungen logistische Störungen auf den gesamten Bauablauf haben können, kann nur auf Basis des aktuellen Baufortschritts und dem zugrundliegenden Bauablaufplan ermittelt werden. Falls identifiziert wird, dass bestimmte Termine auf Grund von logistischen Problemen nicht eingehalten werden können, sollte der Bauablaufplan geeignet angepasst werden. Hierbei können verschiedene Maßnahmen, wie zum Beispiel Überstunden, zusätzliche Baumaschinen oder die Änderung von bestimmten Prozessreihenfolgen, in Betracht gezogen werden. Wird ein sogenannter Soll-Bauablaufplan auf Grund von aktuellen Informationen angepasst, kann von einer reaktiven Bauablaufplanung gesprochen werden. Aktuell ist die Erfassung von aktuellen baulogistischen Informationen und deren Integration in den vorhandenen Soll-Bauablaufplan ein überwiegend manueller und sehr aufwendiger Vorgang. Des Weiteren werden in der Regel die inhärenten Unsicherheiten in den erfassten Ist-Kenndaten nicht ausreichend analysiert. Im Rahmen des abgeschlossenen Forschungsprojektes wurde erstmalig ein Konzept für eine reaktive, simulationsgestützte Bauablaufplanung für den Hochbau unter Verwendung aktueller baulogistischer Ist-Kenndaten entwickelt. Dieses ermöglicht eine systematische und transparente Aktualisierung und Anpassung von Bauablaufplänen. Die baulogistischen Ist-Kenndaten, welche Informationen über verfügbare und qualifizierte Ressourcen liefern, werden unter Einsatz geeigneter AutoID-Techniken erfasst. Abhängig vom Erfassungszeitpunkt können die baulogistischen Informationen mit gewissen Unsicherheiten behaftet sein. Daher wurden Methoden zur regelbasierte und interaktiven Aufbereitung dieser Unsicherheiten entwickelt. Anschließend werden diese Ist-Kenndaten in methodisch abgesicherter Art und Weise in ein Ereignis-diskretes Bauablaufsimulationsmodell als modifizierte Ressourcenrestriktionen integriert. Mit Hilfe von Simulationsstudien können die baulogistischen Ist-Kenndaten bzgl. möglicher Terminabweichungen bewertet werden. Falls signifikante Abweichungen ermittelt wurden, kann eine systematische simulationsgestützte Anpassung bzw. Optimierung des Bauablaufplans erfolgen. Hierzu wurden Methoden entwickelt, so dass der Bauablaufplan so gezielt und gering wie möglich aktualisiert wird. Durch die Formalisierung von zusätzlichen Restriktionen, können bestimmte Abschnitte und spezielle Eigenschaften des Bauablaufplans relaxiert bzw. fixiert werden. Des Weiteren ist es möglich, verschiedene Optimierungskriterien für die Anpassung des Bauablaufplans zu definieren. Hierzu gehören zum Beispiel die Minimierung von Terminabweichungen, zusätzlichen Kosten oder Reihenfolgenänderung von geplanten Prozessen. Die simulationsgestützte Anpassung ist somit ein multikriterielles Optimierungsproblem, welches unter Verwendung eines evolutionären Algorithmus näherungsweise gelöst werden kann. Auf Grund der Komplexität des Optimierungsproblems wurde ein Cloud-Dienst entwickelt, um Lösungen in einer verteilten Umgebung ermitteln zu können. Ein solcher reaktiv angepasster Ablaufplan kann anschließend als neuer Soll-Bauablaufplan zur Steuerung des Bauprojektes verwendet werden.

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