SPP 2187

Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, die grundlegenden wissenschaftlichen Methoden für eine Herstellung von teiladaptiven Modulen aus Hochleistungsbeton in industrieller Fließfertigung zu entwickeln. Die Module sollen Seriencharakter besitzen und im Schnellbau assemblierbar sein. Die optische Individualität der zusammengesetzten Tragstruktur ist dabei zu erhalten, so dass skalierbare, adaptive und auch über die Nutzungszeit wandelbare Module und passende Fertigungskonzepte gesucht sind. Wissenschaftlich sind Forscher aus den Bereichen des Konstruktiven Ingenieurbaus, der Produktions- und Fertigungstechnik, der Bauinformatik und Mathematik angesprochen und zwar in den folgenden drei konkreten Forschungsfeldern: • Entwerfen und Konstruieren unter dem Aspekt der Modularisierung • Fertigungsstrategien und Produktionskonzepte für skalierbare Module • Durchgängig digitale Modelle für die Prozesse

Das Projekt „Der digitale Zwilling für die schnelle und präzise Fertigung von Betonmodulen“ beschäftigt sich im Kern damit, eine vollständige, konsistente und aktuelle Modellrepräsentation über die verschiedenen Phasen und Teilaspekte des BIM-Prozesses zu erstellen. Das Arbeitsprogramm umfasst zunächst die Erarbeitung von Ontologien für verschiedene Aspekte des Gesamtprozesses für Module aus frei formbaren Hochleistungswerkstoffen, insbesondere Konstruktion, Funktion, Produktion, Qualität, Lebensdauer und Recyclingfähigkeit. Für einen agilen und adaptiven Prozess ist ein durchgängiges Management der Anforderungen im Sinne von Smart Engineering mit entsprechender Nachverfolgbarkeit erforderlich. Dazu wird die formale Beschreibung von Toleranzen und domänenspezifischen Qualitätsmerkmalen und die Entwicklung von Regelsprachen für die automatische Prüfung (Tracking and Tracing) erforscht. Ein wesentliches Arbeitspaket ist die Entwicklung der Verwaltungsschale entsprechend RAMI 4.0 [4] und Interaktionsmodelle, insbesondere Integration von bestehenden Datenmodellen des Bauwesens mit der Verwaltungsschale, um eine ganzheitliche Sicht auf die Planung und Produktion eines Bauwerks zu ermöglichen und die Entwicklung von Mensch-Maschine- und Maschine-Maschine-Kommunikation inklusive semantischer Anfragesprachen für den Informationsaustausch. Am Ende des Projekts werden dann basierend auf den Vorarbeiten grundsätzliche Konzepte zur Visualisierung und Navigation des digitalen Zwillings und seiner Interaktionen erarbeitet, wobei Technologien aus dem Bereich von Virtual und Augmented Reality für die Mensch-Maschine-Interaktion zum Einsatz kommen. Die Evaluierung der erarbeiteten bzw. prototypisch implementierten Methoden und Modelle im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2187 bildet den Abschluss des Projekts.