IoC - Internet of Construction: Informationsnetzwerke zur unternehmensübergreifenden Kollaboration in den Fertigungsketten des Bauwesens (German Edition)

Vorwort (Internet of Construction)
Forschungseinrichtungen
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung Internet of Construction
	1.1	Herausforderungen für die Digitalisierung und Automatisierung im Bauwesen
	1.2	Herausforderungen der unternehmensübergreifenden Kollaboration in den Fertigungsketten des Bauwesens
		1.2.1	Partnerwahl und Vertragsdesign
		1.2.2	Steuerung der Zusammenarbeit
		1.2.3	Anforderungen an die unternehmensübergreifende Kollaboration im Bauwesen
	1.3	Herausforderungen zur Einführung von Industrie 4.0 in das Bauwesen
	1.4	Verortung der IoC-Ergebnisse im Referenzarchitekturmodell Bau 4.0 (RAMB 4.0)
	1.5	Zusammenfassung der Ziele des Internet of Construction
	Literatur
2 Praktiken der Vorfertigung im Holz- und Fassadenbau
	2.1	Zusammenfassung
	2.2	Einleitung in die Entwicklung digitaler Planungs- und Fertigungsmethoden im Holzbau
	2.3	Digitale Fertigungs- und Bauprozesse am Fallbeispiel eines mittelständischen Holzbauunternehmens
		2.3.1	Firmenstruktur und Maschinenpark
		2.3.2	Unternehmensinterne Prozesse für die Planung, Fertigung, Montage und Dokumentation
	2.4	Neubau einer Werkhalle durch digitale Fertigungstechniken
	2.5	Stand der Technik digitaler Fertigungsmethoden im Holzbau
		2.5.1	CNC-Maschinen
		2.5.2	Abbundanlagen im Holzbau
	2.6	Datenschnittstellen und -formate im Holzbau
		2.6.1	Digitale Planung und Fertigung
		2.6.2	G-Code
		2.6.3	BTL
	2.7	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
3 Praktiken der Vorfertigung im Stahlbau
	3.1	Zusammenfassung
	3.2	Einleitung in die Entwicklung digitaler Planungs- und Fertigungsmethoden im Stahlbau
	3.3	Digitale Fertigungs- und Bauprozesse am Fallbeispiel eines mittelständischen bis großen Stahlbauunternehmens
		3.3.1	Firmenstruktur und Maschinenpark
			3.3.1.1 Firma Lamparter
			3.3.1.2 Firma WURST GmbH
		3.3.2	Unternehmensinterne Prozesse für die Planung, Fertigung, Montage und Dokumentation
	3.4	Stand der Technik digitale Produktionseinheiten im Stahlbau
		3.4.1	Fertigungsverfahren im Stahlbau
		3.4.2	Relevanz der Bearbeitungsschritte
		3.4.3	Bauarten von Werkzeugmaschinen
		3.4.4	CNC-Bearbeitungszentrum
		3.4.5	Säge-Bohranlage
		3.4.6	Vollautomatisierte Fertigungslinien für Stahlträger
	3.5	Datenschnittstellen und –formate im Stahlbau
		3.5.1	Digitale Planung und Fertigung
		3.5.2	DSTV-NC als Datenformat im Stahlbau
		3.5.3	NC-Daten für den Zusammenbau
	3.6	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
4 Praktiken zum Informationsaustausch in den Vorfertigungsketten des Bauwesens
	4.1	Zusammenfassung
	4.2	Einführung – Datenaustausch zwischen verschiedenen Firmen
	4.3	Beschreibungen der Firmenprozesse
		4.3.1	Prozesse der Firma I
			4.3.1.1 Prozessbeschreibung der Firma I
			4.3.1.2 Modellierungsverfahren aus der Sicht von Firma I
			4.3.1.3 Hinterlegte Daten beim IFC-Export aus BOCAD-3D
			4.3.1.4 Nutzbarkeit der hinterlegten Informationen
		4.3.2	Prozesse der Firma II
			4.3.2.1 Prozessbeschreibung der Firma II
			4.3.2.2 Modellierungsverfahren aus der Sicht von Firma II
			4.3.2.3 Hinterlegte Daten beim IFC-Export aus Advance Steel
			4.3.2.4 Nutzbarkeit der hinterlegten Informationen
	4.4	Praxisbeispiel für den Informationsaustausch
		4.4.1	Versuchsbeschreibung
		4.4.2	Vergleich der Modellierungsumgebungen
		4.4.3	Datenaustausch BOCAD-3D nach Advance Steel
			4.4.3.1 Vorgehen
			4.4.3.2 Import BOCAD-3D IFC-Modell in Advance Steel
			4.4.3.3 IFC-Export aus Advance Steel
		4.4.4	Datenaustausch Advance Steel nach BOCAD-3D
			4.4.4.1 Vorgehen
			4.4.4.2 Import Advance Steel IFC-Modell in BOCAD-3D
			4.4.4.3 IFC-Export aus BOCAD-3D
	4.5	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
5 Praktiken der Bauausführung – Intralogistik und Baustellenmontage
	5.1	Zusammenfassung
	5.2	Status Quo – Bauausführende Unternehmen
		5.2.1	Projektbezogene Aufbauorganisation
		5.2.2	Ablauforganisation – Unternehmerisch
		5.2.3	Ablauforganisation –Projektbezogen
			5.2.3.1 Ablauforganisation – Projektbezogene Prozesse aus Sicht eines Generalunternehmens
			5.2.3.2 Status Quo – Erbringung von Eigenleistungen – Die Sicht eines Nachunternehmers
	5.3	Ressourcentypen und Rollen im Baubetrieb
	5.4	Der Turmdrehkran als zentrales Baugerät im Hochbau
	5.5	Datenformate- und Schnittstellen für die Bauausführung (Ablauforganisation)
		5.5.1	GAEB
		5.5.2	IFC
		5.5.3	Fachsoftware in der Bauausführung – Closed BIM
	5.6	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
6 Ein erster Ansatz zur Darstellung und Verkettung von Daten und Informationen in den Wertschöpfungsketten des Bauwesens
	6.1	Einführung
	6.2	Methoden zur Modellierung von Prozessen und Informationen
		6.2.1	Prozessmodelle & Flussdiagramme
		6.2.2	Objektmodelle & Datenflussdiagramme
		6.2.3	Sequenzdiagramme
	6.3	Entwicklung eines ersten Ansatzes zur Darstellung von Informationen entlang der Fertigungsketten im Bauwesen
		6.3.1	Vorgehen
		6.3.2	Prozesserhebung
		6.3.3	Prozesslandkarte am Beispiel des IoC-Demonstrators
		6.3.4	Erster Ansatz zur Abstrahierung von Informationen
	6.4	Schlussfolgerung
	Literatur
7 IoC-Demonstrator zur Digitalisierung und Automatisierung unternehmensübergreifender Bauprozesse
	7.1	Zusammenfassung
	7.2	Einleitung
	7.3	Übersicht des IoC-Bauvorhabens
		7.3.1	Struktur des IoC-Demonstrators
		7.3.2	Rollen des Bauvorhabens
		7.3.3	Standorte des Bauvorhabens
	7.4	Planung
		7.4.1	Entwurf
		7.4.2	Statische Berechnung und Konstruktion
			7.4.2.1 Stahlbeton
			7.4.2.2 Holzbau
			7.4.2.3 Stahlbau
	7.5	Arbeitsvorbereitung und Vorfertigung
		7.5.1	Holzbau
		7.5.2	Stahlbau
	7.6	Bauablaufplanung und Bauausführung
		7.6.1	Bauablaufplanung
			7.6.1.1 Terminplanung
			7.6.1.2 Baustelleneinrichtungsplan
			7.6.1.3 Baustellenintralogistik
		7.6.2	Stahlbetonbau
		7.6.3	Montage
	7.7	Schlussfolgerung
	7.8	Danksagung
	Literatur
8 Wissensabbildung und Ontologien als Erweiterung von Bauinformationsmodellen
	8.1	Zusammenfassung
	8.2	Ontologien, Linked Data und das Semantic Web
		8.2.1	Daten, Informationen und Wissen im Bauwesen
		8.2.2	Wissen und Wissens-Management
		8.2.3	Ontologien
		8.2.4	Linked Data und Semantic Web
		8.2.5	Technische Umsetzung & Standards
	8.3	Entwicklung einer Ontologie
		8.3.1	Etablierte Methodiken
		8.3.2	Verfügbare Softwaretools
		8.3.3	Evaluation von Ontologien
	8.4	State of the Art – Ontologien im Bauwesen
		8.4.1	Überblick und Entwicklung
		8.4.2	Beispiel-Ontologien für das Bauwesen
	8.5	Ontologien als Schlüsseltechnologie für das Internet of Construction
		8.5.1	Motivation und grundsätzliche Eignung
		8.5.2	Der prozessorientierte Ansatz des IoC
		8.5.3	Modularität und Erweiterbarkeit für Domänen des Bauwesens
		8.5.4	Schlussfolgerung
	Literatur
9 ioc:process – ein neuer Ansatz einer Bauprozess-Ontologie für die unternehmensübergreifende Kollaboration
	9.1	Zusammenfassung
	9.2	Einleitung
		9.2.1	Motivation
		9.2.2	Zielsetzung und Forschungsfragen
		9.2.3	Hypothese
	9.3	Der Prozess in der Domäne des Bauwesens
		9.3.1	Definitionen von Prozess und Bauprozess
		9.3.2	Klassifizierung von Prozessen
		9.3.3	Schlussfolgerung für die IoC Bauprozess-Ontologie
	9.4	Ontologie-basierte Abbildung von Bauprozessen
	9.5	IoC Bauprozess-Ontologie ioc:process
		9.5.1	Schwerpunkt und Kompetenzfragen
		9.5.2	Anbindung und Wiederverwendung
		9.5.3	Grundlegender Aufbau und Konzepte
		9.5.4	Eigenschaften der Ontologie
	9.6	Evaluation, Anwendung und Beispiele
		9.6.1	Beispielhafte Modellierung
		9.6.2	Abfrage der Prozess-Informationen
		9.6.3	Modularisierung der Wissensrepräsentation
	9.7	Zusammenfassung
		9.7.1	Fazit
		9.7.2	Limitationen
		9.7.3	Ausblick
	Literatur
10 ioc:cro Ressourcenontologie – Eine Ontologie für Baugeräte IoC Construction Resource Ontology
	10.1	Zusammenfassung
	10.2	Einführung
		10.2.1	Motivation
		10.2.2	Zielsetzung und Forschungsfragen
		10.2.3	Definitionen
	10.3	Einsatz und digitale Repräsentation von Baugeräten
		10.3.1	Prozesse und Herausforderungen im Umgang mit Baugeräten
		10.3.2	Status Quo –Aktuelle Ressourcenbeschreibungen
		10.3.3	Anforderungen
		10.3.4	Bewertung des Stands der Technik
		10.3.5	Hypothese
	10.4	Die Ressourcenontologie
		10.4.1	Methode
		10.4.2	Entwicklung der Ontologie
			10.4.2.1 Domäne, Umfang und Kompetenzfragen der Ontologie
			10.4.2.2 Wiederverwendung bestehender Ontologien
			10.4.2.3 Konzepte der Ontologie
				10.4.2.3.1 Ressource
				10.4.2.3.2 Identifikation
				10.4.2.3.3 Technische Attribute
				10.4.2.3.4 Fähigkeiten (Capability)
				10.4.2.3.5 Konnektivität
				10.4.2.3.6 Organisatorisch
	10.5	Beispiele, Evaluation und Anwendung der Ontologie
		10.5.1	Beispielhafte Modellierung und Abfrage
			10.5.1.1 Beispiel: Ressourcen-Setup
			10.5.1.2 Beispiel: Verwendung einer Ressource im Prozess
		10.5.2	Anforderungsabgleich
	10.6	Anwendung der Ressourcenontologie
		10.6.1	Anlage eines digitalen Baugeräte-Zwillings
		10.6.2	Nutzung eines digitalen Baugeräte-Zwillings
		10.6.3	Datenweiternutzung
		10.6.4	Nutzung der Daten in Fachtools
	10.7	Zusammenfassung/Ergebnisse
		10.7.1	Fazit
		10.7.2	Limitationen und Ausblick
	Literatur
11 ioc:location – Eine Ontologie für die Verortung raumbezogener Bauprozessdaten
	11.1	Zusammenfassung
	11.2	Problemstellung
	11.3	Stand der Technik
		11.3.1	Wichtige Arbeiten
		11.3.2	Ansätze zur Beschreibung von Geometrien im Semantic Web-Kontext
			11.3.2.1 Ansatz 1 – RDF-basierte Geometriebeschreibungen
			11.3.2.2 Ansatz 2 – JSON-LD für Web-Geometrie
			11.3.2.3 Ansatz 3 – nicht-RDF-Geometrien als RDF-Literals
			11.3.2.4 Ansatz 4 – Verlinken externer nicht-RDF Geometriedateien
			11.3.2.5 Verlinkungsmethoden
	11.4	Bewertung bisheriger Lösungsansätze
	11.5	Vorgehensweise
	11.6	Ontologie
		11.6.1	Ontologieentwicklung
		11.6.2	Aufbau der Ontologie
			11.6.2.1 Zonen
			11.6.2.2 Elemente
			11.6.2.3 Alignment mit der BOT-Ontologie
			11.6.2.4 Zeitbezogene Eigenschaften
			11.6.2.5 Raumbezogene Eigenschaften
			11.6.2.6 Gesamte Ontologie
		11.6.3	Detaillierte Beschreibung relevanter Klassen
	11.7	Validierung und Iteration der Ontologie anhand eines Use Cases
		11.7.1	Theoretischer Use Case
			11.7.1.1 Außerhalb der Baustelle
			11.7.1.2 Innerhalb der Baustelle
		11.7.2	Umsetzung und Implementierung des Use Cases
		11.7.3	Automatisierte Topologieermittlung
			11.7.3.1 Punkt-Zone-Beziehungen
			11.7.3.2 Zone-Zone-Beziehungen
			11.7.3.3 Performance der automatisierten Topologie-Ermittlung
			11.7.3.4 Auswahl der verwendeten Geometrie-Repräsentation und des Dateiformats
			11.7.3.5 Repräsentationsarten
			11.7.3.6 Dateiformat
	11.8	Planungstool für die Baustelleneinrichtung
		11.8.1	Abfragen der aktuellen Baustellensituation
		11.8.2	Zone erstellen oder aktualisieren
		11.8.3	Element erstellen oder aktualisieren
		11.8.4	Anzeigen des zeitlichen Ablaufs und Analyse einzelner Elemente
		11.8.5	Bauteilnachverfolgung und Sicherheitstracking
		11.8.6	Augmented Reality-Applikation
	11.9	Beitrag zum aktuellen Stand der Technik
	11.10	Zusammenfassung
	Literatur
12 ioc:process -Technische Umsetzung und praktische Anwendung der entwickelten Konzepte
	12.1	Zusammenfassung
	12.2	Ontologie und Datenmodell
		12.2.1	Modellierung der Ontologie
		12.2.2	Dokumentation
		12.2.3	Triple Store Implementierung
	12.3	Systemarchitektur und Core
		12.3.1	Grundkonzept
		12.3.2	Aufbau des IoC-Core
		12.3.3	Orchestrierung und Containerisierung
		12.3.4	Benutzerkontensteuerung
	12.4	API
		12.4.1	Struktur, Anfragelogik und Antwortformung
		12.4.2	Dokumentation
		12.4.3	Evaluierung und Performance
	12.5	Anbindungen und Mappings
		12.5.1	Sharepoint
		12.5.2	eingesetzte Konverter
			12.5.2.1 IFCtoLBD
			12.5.2.2 IfcOpenshell und IfcConvert
			12.5.2.3 RML
		12.5.3	Evaluierte Dateiformate
			12.5.3.1 BPMN.bpmn/.xml
			12.5.3.2 Powerproject.mpp/.xml
			12.5.3.3 Excel.xlsx
			12.5.3.4 IFC.ifc(2 × 3/4)
			12.5.3.5 IOCRES.iocres/IOCAR.iocar
			12.5.3.6 Vcard .vcf
			12.5.3.7 DSTV-NC .nc
		12.5.4	Internet of Things (IoT) Ansätze via MQTT
	12.6	Entwickelte Tools und Werkzeuge
		12.6.1	Grasshopper-Plugin „Starfrog“
		12.6.2	Modellierungsumgebung via Litegraph
	12.7	Demonstratoren
		12.7.1	Fertigung NC-Demonstrator (AG Fertigung)
		12.7.2	Prozesskette IoC Demonstrator (AG Intralogistik & AG Montage)
		12.7.3	AR Aufbau Baufortschrittserfassung/Locations (AG Netzwerk)
	12.8	Schlüsse aus technischer Umsetzung
	12.9	Ausblick und zukünftige Forschung
		12.9.1	Federated Queries
		12.9.2	Datensicherheit und Datenqualität
		12.9.3	Entwicklung von Plugins und Anbindungen für etablierte Werkzeuge
		12.9.4	Regelbasierte Verarbeitung mit SHACL
	Literatur
13 Konfigurierbare Arbeitsräume und Robotik als Basis der Automatisierung in der Vorfertigung des Bauwesens
	13.1	Zusammenfassung
	13.2	Einleitung
	13.3	Grundlagen der Robotik
	13.4	Steuerung serielle Gelenkarmroboter
	13.5	Mobile Roboter Steuerung
	13.6	Navigation mobiler Roboter und Registrierung
	13.7	Grundlagen der Robotersteuerung
		13.7.1	CAD-basierte Robotersteuerung
		13.7.2	Weiterer Methoden der Robotersteuerung
	13.8	Kommunikationsebene der Industrie 4.0
		13.8.1	Message Queuing Telemetry Transport – MQTT
		13.8.2	Quality of Service – QoS
		13.8.3	Data Distribution Service – DDS
		13.8.4	Open Platform Communications Unified Architecture – OPC UA
	13.9	Schlussfolgerungen
	Literatur
14 Flexible roboterbasierte Produktion
	14.1	Einleitung
	14.2	Prozessbasierte Aufgabenbeschreibung
	14.3	Limitierung der Programmierung von Industrierobotern für prozessbasierte Aufgabenbeschreibung
	14.4	Aufgabenbeschreibung basierend auf unterbestimmten Frames
	14.5	Aufgabenbeschreibung basierend auf geometrischen Primitiven und Constraints
	14.6	Constraint-Solver für Aufgabenbeschreibungen
	14.7	Taskinterpreter – Interpreter für Aufgabenbeschreibungen
	14.8	Kollisionsvermeidung
	14.9	Smart Motion Generator – Von der Aufgabenbeschreibung zur Roboterbewegung
	14.10	Evaluation des Smart Motion Generators
	14.11	Schlussfolgerung
	Literatur
15 Robotergestütztes Schweißen – Verteilte Produktionstechnik für dynamische Automatisierung
	15.1	Zusammenfassung
	15.2	Einleitung
	15.3	Cloud Remote Control
		15.3.1	M2M|crc eine Industrie 4.0 Kommunikationsebene
		15.3.2	Cloud Remote Anbindung
		15.3.3	Nutzerschnittstellen und haptische Roboterprogrammierung im CRC
		15.3.4	Dynamische Automatisierungskomponenten in der Praxis
		15.3.5	Mobile Robotik in der Praxis
	15.4	Prozessbasierte robotergestützte Anlagen in der Praxis
		15.4.1	Anlagenkonzeptentwicklung der IoC Roboterdemonstratoren
		15.4.2	Roboterprozessentwicklung auf Basis von DSTV-NC
		15.4.3	Roboterprozessentwicklung auf Basis von BTL
		15.4.4	Anbindung und Orchestrierung mit der IoC-Bauprozessontologie
	15.5	Roboter-gestütztes Schweißen am Zusammenbaudemonstrator
		15.5.1	Prozessentwicklung für die roboter-gestützte Schweißanlage im Zusammenbau komplexer Stahlbaugruppen
		15.5.2	Mobile kollaborative Robotik für die Stahlmontage
		15.5.3	Sensoren und haptische Robotik in der Benutzerinteraktion
		15.5.4	Industrialisierung der Cloud-Fernsteuerung
	15.6	Ergebnisdiskussion & Schlussfolgerungen
	Literatur
16 Robotergestütztes Schrauben – Endeffektor-basierte Sensorsysteme für mobile Roboter
	16.1	Zusammenfassung
	16.2	Einführung
	16.3	Registrierung von Punktwolken zur Lokalisierung von Komponenten
		16.3.1	Ansatz für die Posenerkennung
		16.3.2	Testbauteil
		16.3.3	Preprocessing Pipeline
		16.3.4	Iterative Posenerkennung
		16.3.5	Validierung mit mobilem Roboter
		16.3.6	Zwischenfazit
	16.4	Whole-body Motion Planning für die Montage mit mobilen Robotern
		16.4.1	Konzept des Whole-body Motion Plannings mit stochastischem Planer
		16.4.2	Benchmarking von Planungsalgorithmen für virtuelle Planungsprobleme
		16.4.3	Validierung in der Laborumgebung
		16.4.4	Zwischenfazit
	16.5	Mobile Koordinatenmessmaschine für den Stahlbau
		16.5.1	Konstruktion des iGPS Messtaster-Endeffektors
		16.5.2	Software-Konzept
		16.5.3	Validierungsversuche
		16.5.4	Ergebnisse und Zwischenfazit
	16.6	Zusammenfassung und Ausblick
	Literatur
17 Intralogistik – Materialflussoptimierung der baubetrieblichen Intralogistik im Hochbau
	17.1	Zusammenfassung
	17.2	Einleitung
	17.3	Stand der Technik
	17.4	Konzept der Materialflussoptimierung
	17.5	Diskrete Optimierung der mehrstufigen Materialbereitstellung
	17.6	Validierung anhand des IoC Demonstrators
	17.7	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
18 Intralogistik – Durchlaufzeitoptimierung in der baubetrieblichen Ressourceneinsatzplanung unter Verwendung von Montagevorranggraphen
	18.1	Zusammenfassung
	18.2	Einführung
	18.3	Framework zur automatischen Durchlaufzeitoptimierung
	18.4	Durchlaufzeitoptimierung im Job-Scheduling-Modul
	18.5	Validierung auf der Referenzbaustelle
	18.6	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
19 Intralogistik – Assetmanagement und -lokalisierung in der Wertschöpfungskette Bau
	19.1	Zusammenfassung
	19.2	Notwendigkeit der Lokalisierung im Baubetrieb
	19.3	Status Quo – Lokalisierung von Assets im Baubetrieb
		19.3.1	Wichtige Begriffsdefinitionen
		19.3.2	State of the Art: Lokalisierungsmethoden
			19.3.2.1 Geometrische Analyse
			19.3.2.2 Szenenanalyse (Fingerprinting-Verfahren)
			19.3.2.3 Nachbarschaftsanalyse
	19.4	State of the Art: (Funk-) Technologien
		19.4.1	Globale Positionsbestimmung in GPS durch GNSS
		19.4.2	Lokale Positionsbestimmung in LPS
	19.5	Use Cases und ihre Anforderungen
		19.5.1	Allgemeine Anforderungs-Erhebung
		19.5.2	Use Cases im IoC
			19.5.2.1 Use Case 1: Transportlogistik
			19.5.2.2 Use Case 2: Baustellen-Intralogistik und Geräteaktivität
	19.6	Versuchsaufbau IoC-Demonstrator
		19.6.1	Verwendete System-Komponenten
			19.6.1.1 Hardware
			19.6.1.2 Software
		19.6.2	Gewählte Basisarchitektur des IoT-Systems
		19.6.3	Übergreifendes Setup für Use Case 1 und 2 – Definition der Lokationen
		19.6.4	Use Case 1: Versuchsaufbau – Transportlogistik
			19.6.4.1 Setup 1 – SIM + LoRa + GNSS
			19.6.4.2 Setup 2 – SIM + GNSS
		19.6.5	Konzeptidee am Übergang zwischen Use Case 1 und 2
		19.6.6	Use Case 2: Versuchsaufbau – Baustellenlogistik
			19.6.6.1 Zonen-Setup
			19.6.6.2 Geräte Setup mit IoT-Devices
	19.7	Ergebnisse und Validierung
		19.7.1	Use Case 1
			19.7.1.1 Setup 1
			19.7.1.2 Setup 2
			19.7.1.3 Anforderungsabgleich – Use Case 1
		19.7.2	Use Case 2
			19.7.2.1 Setup
			19.7.2.2 Anforderungsabgleich – Use Case 2
	19.8	Schlussfolgerung
		19.8.1	Zusammenfassung und Fazit
		19.8.2	Limitationen und Ausblick
	Literatur
20 Methoden zur Digitalisierung von Baustellenprozessen durch Punktwolken
	20.1	Zusammenfassung
	20.2	Einführung
	20.3	Grundlagen des Laserscannings
		20.3.1	Laserscanning und LiDAR
		20.3.2	Photogrammetrie
	20.4	Fallbeispiele
		20.4.1	Baustellenerfassung mit Krankamera
		20.4.2	Baustellenerfassung mit Tablet-PC und RTK-Antenne
		20.4.3	Baustellenerfassung mit dem terrestrischen Laserscanner
	20.5	Punktwolkenvergleich von mobilem Endgerät und terrestrischen Laserscanner
		20.5.1	Vergleichsverfahren
		20.5.2	Punktwolkenvergleich der Krankameraaufnahmen
		20.5.3	Punktwolkenvergleich der Tablet PC-Aufnahmen
		20.5.4	Punktwolkenvergleich der terrestrischen Laserscans
		20.5.5	Gegenüberstellung der Messverfahren
	20.6	Schlussfolgerung
	Literatur
21 Grundlagen zur automatisierten Baufortschrittsüberwachung mittels Deep Learning basierend auf Punktwolken und Bauinformationsmodellen und Sigrid Brell-Cokcan
	21.1	Zusammenfassung
	21.2	Einführung
	21.3	Stand der Technik – Visuelle Baufortschrittsüberwachung
		21.3.1	3D-Punktwolken als Zustandsaufnahmen
		21.3.2	Registrierung von Punktwolken
			21.3.2.1 Grobregistrierung
			21.3.2.2 Feinregistrierung
		21.3.3	Datenverarbeitung und Erkennung von Bauelementen
			21.3.3.1 Scan-vs-BIM
			21.3.3.2 Erkennung von semantischen Merkmalen
			21.3.3.3 Technologische Abhängigkeiten
		21.3.4	Anwendung mit Deep Learning
			21.3.4.1 Labeln von Baustellendaten
			21.3.4.2 DL mit projizierten Baustellenbildern
			21.3.4.3 DL mit 3D-Voxel-basierten Daten
			21.3.4.4 DL mit 3D-Rohdaten
	21.4	Fazit
	Literatur
22 Entwicklung und Umsetzung einer automatisierten Baufortschrittsüberwachung mittels Deep Learning basierend auf Punktwolken und Bauinformationsmodellen
	22.1	Zusammenfassung
	22.2	Einführung
	22.3	Entwicklung der Baufortschrittsüberwachung
		22.3.1	Anforderungs- und Zieldefinition
		22.3.2	Konzept und Implementierung
			22.3.2.1 Automatisierte Erstellung des Datensatz
			22.3.2.2 Training und Evaluierung des Deep Learning Modells
			22.3.2.3 Automatisierte Aufnahme des Baustellenzustands
			22.3.2.4 Automatisierte Vorverarbeitung der Ist-Zustands Daten
			22.3.2.5 Automatisierte Registrierung Ist- zu Soll-Zustand
			22.3.2.6 Automatisierte Segmentierung und Bauelementerkennung
	22.4	Ergebnisse
		22.4.1	Validierung anhand Fallstudie 1: Modellausschnitt eines realen Bauobjektes
			22.4.1.1 Validierung der automatisierten Vorverarbeitung
			22.4.1.2 Validierung der automatisierten Registrierung
			22.4.1.3 Validierung des Deep Learning Modells zur automatisierten Segmentierung
			22.4.1.4 Validierung der automatisierten Erkennung
		22.4.2	Ergebnisse der Fallstudie 2: IoC-Demonstrator
		22.4.3	Ergebnisse der Fallstudie 3: IoC-Stahlbau
	22.5	Fazit und Ausblick
	Literatur
23 Baustellenassistenzsystem: Dynamischer Assistent zur Prozessunterstützung an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine
	23.1	Zusammenfassung
	23.2	Einleitung
	23.3	Status Quo für Baustellenassistenzsysteme
	23.4	Anforderungen an ein gekoppeltes Baustellenassistenzsystem
	23.5	Konzept
		23.5.1	Modellierung der Informationsbedarfe mittels User Stories
		23.5.2	Visualisierung der Konzepte des Baustellenassistenten
		23.5.3	Darstellung der Prozesse im BPMN
	23.6	Umsetzung und Ergebnis
		23.6.1	Architektur des Baustellenassistenten
		23.6.2	Bedieneroberfläche des Baustellenassistenten
		23.6.3	Einbindung von Turmdrehkranmodellen im Baustellenassistenten
		23.6.4	Untersuchung des Assistenzsystems im Baustellenbetrieb
	23.7	Schlussfolgerung
	23.8	Fazit
	Literatur
24 Baukosten – wirtschaftliche Potenziale zentralisierter Datenplattformen für den Informationsaustausch in Bauprojekten
	24.1	Zusammenfassung
	24.2	Einführung
	24.3	Probleme im Informationsfluss
	24.4	Bewertung des aktuellen Informationsaustauschs
		24.4.1	Konzeption des Fragebogens
		24.4.2	Ergebnisse
	24.5	Schlussfolgerung und Ausblick
	Literatur
25 Baukosten – Quantifizierung der Kosten durch suboptimale Informationsflüsse
	25.1	Zusammenfassung
	25.2	Einführung
	25.3	Simulation von Projektabläufen
		25.3.1	Erstellung eines Projektlogs mit SpiffWorkflow
		25.3.2	Erstellung von suboptimalen Projektlogs
			25.3.2.1 Integration von Medienbrüchen
			25.3.2.2 Integration von Freigabeprozessen
	25.4	Analyse der Auswirkungen suboptimaler Informationsflüsse
	25.5	Zusammenfassung
	Literatur
26 Baukosten – Wirtschaftlichkeitsanalyse unternehmensübergreifender Kollaboration in den Fertigungsketten des Bauwesens
	26.1	Zusammenfassung
	26.2	Einführung
	26.3	Datenverbindungen
	26.4	Mechanismen des Dashboards
	26.5	Verwendung über den Projektzyklus hinweg
	26.6	Zusammenfassung
	Literatur
Beteiligte Autoren und Autorinnen und weitere Personen
Stichwortverzeichnis