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Projekt
Intelligente Ersatzmodelle in der Tragwerksplanung
Antragstellerin
Professorin Dr.-Ing. Martina Schnellenbach-Held
Fachliche Zuordnung
Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
Förderung
Förderung von 2016 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271444440
Die Berücksichtigung tragwerksplanerischer Aspekte in frühen Phasen des Gebäudeentwurfs führt zu einer zuverlässigen Unterstützung von Planungsentscheidungen sowie einer deutlichen Effizienzsteigerung. Der Forschungsansatz in Phase 1 des Teilprojekts 5 (TP5) bestand in der Entwicklung eines wissensbasierten Systems (WBS), welches detaillierungsgradabhängig tragwerksplanerisches Wissen bereitstellt. Mit den implementierten intelligenten Ersatzmodellen werden einsetzbare Vorschläge als Optionen ermittelt sowie Tragelemente im Gebäudeentwurf bewertet. Ein Konzept zur Identifikation von Kompromissen und ein Ersatzmodell zur Abschätzung von Modifikationsauswirkungen wurden für die Behandlung von Entwurfsänderungen entwickelt.In der zweiten Phase des TP5 werden Grundlagen erforscht, die mit dem entwickelten WBS zur Vervollständigung des enthaltenen Wissens, zur Förderung interdisziplinärer Zusammenarbeit, zur Transparenz von Planungsentscheidungen und damit schließlich zur Optimierung des Entwurfsprozesses führen. Eine universale Anwendbarkeit der geleisteten Planungsunterstützung erfordert die Bereitstellung von Wissen, das weitere Baustoffe und Bauweisen betrifft. Die Integrierbarkeit in das WBS wird am Beispiel der Holz- und Holzverbundbauweise überprüft. Materialspezifische Wissensbanken und zugehörige TSK-Inferenzsysteme werden implementiert und eine Bewertungsvariante für TP4 dargestellt. Eine frühzeitige Berücksichtigung komplexer disziplinübergreifender Entwurfskriterien bewirkt eine zielgerichtete Planungsunterstützung, wodurch die Akzeptanz und Effizienz des Planungsprozesses gesteigert und die interdisziplinäre Zusammenarbeit gefördert wird. Die Einbindung solcher komplexen Anforderungen in die intelligenten Ersatzmodelle des WBS wird untersucht, indem Expertenregeln für Kriterien und Randbedingungen akquiriert und deren Verwendung in den Inferenzsystemen geprüft wird. Die frühzeitige Identifikation und Behandlung hochkomplexer statischer Probleme ist im Hinblick auf einen effizienten Entwurfsprozess von besonderer Bedeutung. Da Parameterstudien zur Wissensakquise aufgrund deren Komplexität zu aufwendig sind, werden natürlichsprachliche Regeln für Expertenschätzungen und spezielle Ingenieurerfahrungen verwendet. Zur Erschließung dieser linguistischen Wissensquellen im WBS werden die Adaptivität der vorhandenen Wissensbanken und TSK-Modelle sowie die Verwendbarkeit von Inferenzen mit linguistischen Variablen nach dem MA-Modell untersucht. Durch Modellentwicklungen zur Interdisziplinarität, Transparenz und Adaptivität der Entwurfsbewertung wird die Nachvollziehbarkeit der Planungsentscheidungen sichergestellt. Dafür werden ein Bewertungsmodell zur Qualität von Gesamttragwerken, eine Erklärungskomponente für tragwerksplanerische Begründungen sowie Schnittstellen zur Adaption der Bewertung erarbeitet. Das resultierende wissensbasierte System leistet schließlich eine optimierte Entscheidungsunterstützung für den Entwurfsprozess in frühen Phasen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
