Baufortschrittskontrolle durch digitale Bauassistenten

Ein Workflow für digitale Zwillinge

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Digitaler Bruch in Planung & Ausführung

Ein hinlänglich bekanntes Problem in der Baubranche – der digitale Bruch zwischen Planungsbüros und Baustelle – kostet jedes Jahr weltweit etwa 1,6 Billionen USD.

Die Ursache dafür ist die nach wie vor weit verbreitete analoge Arbeit mit Papier.

Zusätzlich führt der niedrige Grad an Digitalisierung dazu, dass der Abgleich eines „digitalen Zwillings“ schwerfällt - sofern überhaupt vorhanden.

Das Ziel ist diese Daten für mannigfaltige spätere Verwendung, primär aber einen Soll-Ist-Vergleich durchzuführen um Baufehler (i.e. Unterschiede zwischen Bauplanung und Ausführung) frühzeitig erkennen und beheben zu können, bevor hohe Kosten für spätere Umbauten entstehen.  

3D-Planungsvariante verglichen mit Ist-Zustand des erbauten Objekts

Oft ist nicht immer klar: 

Passt die Ist-Situation mit der Planung zusammen?
Wurde erbaut was geplant war, oder weicht das Ergebnis zu stark ab?

Diese Problematik war für uns Anlass einen einfachen digitalen Workflow zu schaffen, mit dem der Ist-Zustand von Bauvorhaben erfasst wird.

Pilot-3D Mark III von DMT -
Das Arsenal um neue Werkzeuge erweitern

Kontinuierlich erstellte Punktwolke eines Kellergewölbes mit Pilot-3D MK III

Erfassung des IST-Zustandes & Erstellung digitaler Zwillinge

Es bedarf neuer „digitaler Brücken“ zwischen der Baustelle und den Planungsbüros durch mobile neue Endgeräte, die im Stande sind, die Umgebung zu erfassen und die erfassten Daten schnell in cloud-basierte, BIM-fähige Arbeitsumgebungen („Cloud-CDEs“) zu transferieren.

Der Pilot-3D Mark III von DMT, mit einer direkten Kopplung an in eine Azure-basierten Cloud-Lösung von Robotic Eyes namens „REXos“ schafft die Basis für eine derartige moderne Lösung zur kontinuierlichen Erfassung des Baufortschritts. Jede Änderung des Baufortschritts auf der Baustelle wird kontinuierlich mithilfe des Pilot-3D Mark III von DMT in Form von Punktwolken erfasst und später im „REXos“ auf der Azure-Cloud von Microsoft zur Verfügung gestellt, verwaltet und mit den Plandaten (Soll-Daten) verglichen.

Dadurch wird ein kontinuierlicher Soll-Ist-Vergleich des Bauvorhabens entlang der Zeitachse Remote ermöglicht.

Cloud-basierte Team-Kollaboration auf Basis digitaler Zwillinge

Im Rahmen des BIM Prozesses ist das moderne Arbeiten auf Baustellen eine für den Projekterfolg essenzielle Team-Kollaboration. Es ist unerlässlich, dass der digitale Bauzwilling jederzeit zugänglich und und erreichbar ist. Denn nur so ist er im Zuge des Bauprojekts als „Single Source of Truth“ wertschöpfend.

Die erstellten Punktwolken stellen dabei die Grundlage für die As-Built-Plandaten dar, aus welchen effiziente und lückenlose Baufortschrittskontrolle ableitbar wird. Jedoch ist die Voraussetzung dafür, dass die gescannten Daten, welche später im digitalen Zwilling resultieren, ebenso für die künstliche Intelligenz und davon ausgehende Interpretation, universell zugänglich gehalten wird, was wiederum durch Microsoft Azure gewährleistet ist.

REXos spielt dabei die Rolle der anwenderbasierten Plattform, in welcher erstellte Daten verarbeitet werden, wobei die elaborierte Infrastruktur von Microsoft Azure stammt. Grundsätzlich können auch externe Cloud-basierte Plattformen Daten einfügen, wobei innerhalb von REXos grundsätzlich drei Layer verschiedene Arbeiten durchführen.

Funktionsweise von REXos auf Basis der Microsoft Azure Infrastruktur

Mit Pilot-3D Mark III erstellte und von REXos verarbeitete Punktwolke

Augmented Reality Visualisierung mit der Microsoft HoloLens 2

Beacon- & GPS-lose Navigation & Dokumentation innerhalb digitaler Zwillinge

Vielfältige Anwendungsgebiete in Planung, Ausführung & Optimierung

Ein zusätzlicher Nutzen ist die Visualisierung von SOLL-IST-Abweichungen durch Augmented Reality auf der Baustelle, sowie auch die GPS-freie und BEACON-freie Navigation zu derartigen Mängeln mithilfe mobiler Apps von Robotic Eyes - beispielsweise mittels Smartphone, Tablet oder der Microsoft HoloLens.

Der Nutzen liegt klar auf der Handdas schnelle Erfassen, Verarbeiten und Visualisieren des digitalen Zwillings ermöglicht viele Einsatzgebiete wie das Dokumentieren der einzelnen Bauphasen, das Ableiten von wöchentlichen As-Built-Planmodellen, das frühzeitige Erkennen von Lageungenauigkeiten und Fehlern im Soll-Ist-Abgleich. Nachdem die Daten in Form einer Punktwolke erfasst wurden ist zusätzlich eine künstliche Ergänzung und intelligente Verarbeitung mithilfe von Machine Learning und Artificial Intelligence, möglich.

„Wir denken, dass LiDAR-gestützte Bau-Fernüberwachung helfen kann. DeepSpaceBIM entwickelt ein kombiniertes, durch LiDAR und Augmented Reality, gestütztes Bilderkennungssystem, das Details eines laufenden Bauprojekts überwacht und automatisch auf Verzögerungen oder Fehler hinweist. Es wird bereits von DMT zur Überwachung der Baupräzision und des Baufortschritts in unterirdischen Bergwerken und Tunneln eingesetzt.“

Dr. Michael Haschke | Director Innovation & EU Relations
DMT Group

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