Entwicklung einer simulationsbasierten Methode zur Bewertung von Zerlegungsstrategien von Baustrukturen in einzelne Module aus produktionstechnischer Sicht in der frühen Phase der Modul- bzw. Baukastenentwicklung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thorsten Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb ; Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423928620

Bei der strukturellen Gestaltung von Hochleistungsbeton-Bauwerken und Zerlegung dieser im Top-Down-Prozess in einzelne Module zur Baukastenentwicklung gibt es aus konstruktiver Sicht eine Vielzahl an annähernd gleichwertigen Varianten. Die aus dem Zerlegungs¬prozess entstehenden Module können aus fertigungstechnischer Sicht mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren unter annähernd gleicher Qua¬lität hergestellt werden. Um die Module kostenoptimal mit hoher Produktionsleistung herzustellen, bestehen weiterhin zahl¬reiche Möglichkeiten zur Gestaltung und Organisation des Produktionsprozesses. Somit resultieren nahezu unbegrenzt viele Varianten zur Realisierung solcher Bau¬werke sowohl aus konstruktiver als auch aus produktionstechnischer Sicht. Diese Variantenvielfalt ist im Ver¬gleich zu anderen Branchen ungleich höher und heterogener, wodurch vor der eigentlichen Baukastenentwicklung eine Vorauswahl notwendig wird. Aktuell existieren keine Möglichkeiten einer effizienten Ad-hoc Bewertung der Zerlegungs¬varianten (bzw. Module) incl. prognostizierbarer Stückzahl mit der aus produktionstechnischer Sicht gegebenen Zielstellung, bei niedrigen Einzelstückkosten eine hohe Ausbringung realisieren zu können. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Methode zur fachübergreifenden (Konstruktion-Technologie-Ablauforganisation-Ökonomie), ganzheitlichen Bewertung und Vorauswahl von Strategien zur Zerlegung von Hochleistungsbeton-Bauwerken in einzelne Module in der frühen Phase der Baukastenentwicklung. Durch die gezielte Auswahl der aus produktionstechnischer Sicht geeigneten Strategien in der Grundmodul- bzw. Baukastenentwicklung wird ein hohes Potential zur Reduzierung von Ver¬schwendung, gleichbedeutend mit der Reduzierung permanenter technologischer als auch ablauforganisatorischer Anpassungen, für eine in der späteren Produktionspraxis zu erwartende hohe Anzahl an Modulvarianten gesehen. Als methodischer Ansatz zur Bewertung und -auswahl des optimalen Produktionssystems (Dimensionierung, Strukturierung und Ablauf¬planung) soll die simula¬tionsbasierte Optimierung zur Anwendung kommen. Um den zu erwartenden Simulationsaufwand zu reduzieren, sollen die Simu-lationsdaten in ein Maschinelles Lernmodell überführt werden. Dies soll es ermöglichen, für ähnliche Baustruk¬turen automatisiert Vorschläge zur Auslegung der Grundmodule zu generieren und Aussagen zu Stückkosten zu treffen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2187: Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden - Präzisionsschnellbau der Zukunft