TRR277 - Teilprojekt C04-II

Integration von digitalem Design und additiver Fertigung durch BIM-basierte Entscheidungsunterstützung und Digital-Twin-Methoden

Projektbearbeitung:	Martin Slepicka, Sebastian Esser, André Borrman
Förderung:	DFG
Zeitrahmen:	10/2020 - 09/2023

Projekt Beschreibung

Betrachtet man die technologische Entwicklung der Bauwirtschaft in den letzten Jahrzehnten, so stellt man fest, dass sie in einigen Bereichen hinter dem Fortschritt vergleichbarer Branchen zurückgeblieben ist. Moderne Methoden und effizientere Materialien werden nur in begrenztem Umfang eingesetzt, so dass die Produktivität im Baugewerbe seit Jahren stagniert. Abhilfe könnten hier digitale Fertigungsverfahren, wie z.B. das Additive Manufacturing (AM), schaffen. AM ermöglicht es hierbei, dass deutlich komplexere Geometrien oder innere Strukturen sowie variable Materialzusammensetzungen für funktionsfähige Bauteile realisiert werden können und erhöht die Automatisierbarkeit in Bauprojekten. Jedoch steigt mit zunehmender Komplexität von Produkten und Bauprojekten auch der entsprechende Planungs- und Fertigungsaufwand, so dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um diesen Mehraufwand zu kompensieren. Ein besonderes Hindernis für eine effiziente Planung unter Berücksichtigung von AM ist, dass Planung und Produnktion im Bauwesen bis dato getrennt von einander gehandhabt werden.

Das Teilprojekt C04 des TRR277 zielt daher darauf ab, die Lücke zwischen digitalem Design und digitaler Fertigung zu schließen. Speziell in C04-II werden hierzu eine Datenstruktur und entsprechende Methoden jentwickelt, womit das Modellieren von Fertigungsinformationen (insbesondere für AM) in einen BIM-basierten Bauplanungsprozess integriert werden kann. Basierend auf Graphentheorie und algorithmischer Geometrie sollen diese Methoden ein automatisches Ableiten von Fertigungsinformationen aus BIM-Daten zu einem Fertigungsinformationsmodell (FIM) ermöglichen. Zudem werden Möglichkeiten untersucht, wie Fertigungsdaten von Robotern und Sensoren in das FIM eingegliedert werden können, um eine Digitale Zwilling Repräsentation eines Bauteils zu realisieren. Die Erstellung eines FIMs und dessen Anreicherung mit Fertigungsdaten zu einem Digitalen Zwilling stellen jeweils Detaillierungsprozesse dar. Deshalb muss das FIM-Datenmodell auf multi-LOD-BIM Konzepten aufbauen, um die Konsistenz zwischen den einzelnen Detailstufen zu wahren. 

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie über nachfolgenden Link:
​​​​​​​https://www.tu-braunschweig.de/trr277/projects/amc-structure/c-projects/c04