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Digitalisierung von Lean Construction Prinzipien und Instrumenten zu deren Integration in die BIM-Methodik am Beispiel BIM2Field

Warmuth, Caroline (2018):
Digitalisierung von Lean Construction Prinzipien und Instrumenten zu deren Integration in die BIM-Methodik am Beispiel BIM2Field.
TU Darmstadt, [Master Thesis]

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es die Möglichkeiten der Building Information Modeling (BIM)-Methodik zu untersuchen um die Hindernisse der Anwendung des Lean Construction durch die digitale Arbeitsweise zu lösen. Ziel des Einsatzes der Lean Construction Strategie ist die Optimierung der Prozesse um eine nachhaltige Verbesserung der Qualität, Kosten und Zeiteinhaltung in der Baubranche zu entwickeln. Der Ansatz des Lean Construction ermöglicht eine Umgestaltung zu zeiteffizienten und konsistenten Prozessabläufen. Dazu wurden die Lean Construction Prinzipien und Werkzeuge auf Basis einer Literaturrecherche ausgewählt. Das BIM Modell ist der digitale Zwilling des Bauprojektes. Es stellt die 3D-Geometrie der einzelnen Bauteile dar und fügt diese zusammen. Somit kann eine 3D Visualisierung und eine Verknüpfung der Prozesse und Daten des gesamten Projekts erstellt werden. Durch die Digitalisierung der Informationen und Daten erbringt die Anwendung der BIM-Methode Nutzungsvorteile für weitere Prozesse. Die Möglichkeiten das Lean Construction nachhaltig anzuwenden kann durch die BIM-Methode unterstützt werden. Diese Synergien galt es herauszustellen und das Potenzial der interagierenden Modelle aufzuzeigen. Dieses Potenzial wurde bei der Entwicklung eines Konzeptes zur Planung und Kontrolle des Bauablaufes im Sinne des BIM2Field genutzt. Dieses Konzept integriert die Nachunternehmer der Ausbauphase. Erstellte Bauelemente können abhängig von ihrem Status nach Ampelphasen markiert werden. Ein erstelltes Bauelement kann bei Erstellung der geforderten Qualität grün markiert werden. Nach Verifizierung der Arbeit durch den Bauleiter entscheidet dieser über den Endstatus des Modellelementes. Ist das Bauelement nach den Standards des Lean Construction, explizit der richtigen Qualität und zur richtigen Zeit, erstellt, erhält es eine grüne Farbe. Bei notwendigen Nacharbeiten wird es in orangener Farbe angesetzt. Rot markiert werden Bauteile, welche die Voraussetzungen zur Baufortsetzung am Bauelement nicht erbringen. Diese Markierung ermöglicht es allen Beteiligten den aktuellen Stand klar zu erkennen und direkt notwendige Konsequenzen zu ziehen. Die durch den digitalen Einsatz im Sinne des BIM generierten Daten ermöglichen eine Nutzung bei weiteren Tätigkeiten. Beispielsweise können Kalkulationen von Arbeitskräften und Prüfungen in Verbindung mit Mengen und Terminen einfach gestaltet und zu Zwecken des terminlichen und kostenbasierten Controllings genutzt werden. Dieses Konzept wurde in Bezug auf die Praxistauglichkeit mit erfahrenen Gesprächspartnern aus den Bereichen BIM und praktischer Bauausführung analysiert. Diese bestätigen, dass der Bauablauf im Sinne des Lean Construction durch den Einsatz dieser Digitalisierung effizient gestaltet werden kann und die generierten Informationen für parallele und darauffolgende Auswertungen genutzt werden können.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2018
Creators: Warmuth, Caroline
Title: Digitalisierung von Lean Construction Prinzipien und Instrumenten zu deren Integration in die BIM-Methodik am Beispiel BIM2Field
Language: German
Abstract:

Das Ziel dieser Arbeit ist es die Möglichkeiten der Building Information Modeling (BIM)-Methodik zu untersuchen um die Hindernisse der Anwendung des Lean Construction durch die digitale Arbeitsweise zu lösen. Ziel des Einsatzes der Lean Construction Strategie ist die Optimierung der Prozesse um eine nachhaltige Verbesserung der Qualität, Kosten und Zeiteinhaltung in der Baubranche zu entwickeln. Der Ansatz des Lean Construction ermöglicht eine Umgestaltung zu zeiteffizienten und konsistenten Prozessabläufen. Dazu wurden die Lean Construction Prinzipien und Werkzeuge auf Basis einer Literaturrecherche ausgewählt. Das BIM Modell ist der digitale Zwilling des Bauprojektes. Es stellt die 3D-Geometrie der einzelnen Bauteile dar und fügt diese zusammen. Somit kann eine 3D Visualisierung und eine Verknüpfung der Prozesse und Daten des gesamten Projekts erstellt werden. Durch die Digitalisierung der Informationen und Daten erbringt die Anwendung der BIM-Methode Nutzungsvorteile für weitere Prozesse. Die Möglichkeiten das Lean Construction nachhaltig anzuwenden kann durch die BIM-Methode unterstützt werden. Diese Synergien galt es herauszustellen und das Potenzial der interagierenden Modelle aufzuzeigen. Dieses Potenzial wurde bei der Entwicklung eines Konzeptes zur Planung und Kontrolle des Bauablaufes im Sinne des BIM2Field genutzt. Dieses Konzept integriert die Nachunternehmer der Ausbauphase. Erstellte Bauelemente können abhängig von ihrem Status nach Ampelphasen markiert werden. Ein erstelltes Bauelement kann bei Erstellung der geforderten Qualität grün markiert werden. Nach Verifizierung der Arbeit durch den Bauleiter entscheidet dieser über den Endstatus des Modellelementes. Ist das Bauelement nach den Standards des Lean Construction, explizit der richtigen Qualität und zur richtigen Zeit, erstellt, erhält es eine grüne Farbe. Bei notwendigen Nacharbeiten wird es in orangener Farbe angesetzt. Rot markiert werden Bauteile, welche die Voraussetzungen zur Baufortsetzung am Bauelement nicht erbringen. Diese Markierung ermöglicht es allen Beteiligten den aktuellen Stand klar zu erkennen und direkt notwendige Konsequenzen zu ziehen. Die durch den digitalen Einsatz im Sinne des BIM generierten Daten ermöglichen eine Nutzung bei weiteren Tätigkeiten. Beispielsweise können Kalkulationen von Arbeitskräften und Prüfungen in Verbindung mit Mengen und Terminen einfach gestaltet und zu Zwecken des terminlichen und kostenbasierten Controllings genutzt werden. Dieses Konzept wurde in Bezug auf die Praxistauglichkeit mit erfahrenen Gesprächspartnern aus den Bereichen BIM und praktischer Bauausführung analysiert. Diese bestätigen, dass der Bauablauf im Sinne des Lean Construction durch den Einsatz dieser Digitalisierung effizient gestaltet werden kann und die generierten Informationen für parallele und darauffolgende Auswertungen genutzt werden können.

Uncontrolled Keywords: BIM, BIM2Field, Lean Construction
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Numerical Methods and Informatics in Civil Engineering
Date Deposited: 01 Oct 2018 06:50
Additional Information:

Betreuer: Christian Leifgen

Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 6 September 2018
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
The aim of this thesis is to overcome the barriers of the application of Lean Construction in the construction industry by integrating Building Information Modeling (BIM) in the processes. Through digital support, Lean Construction has the potential to be applied more effectively and to support the development of the different processes more efficiently. The relevant Lean Construction principles and tools, which can boost efficiency in the construction process, were chosen based on a literature research. These principles and tools are mentioned in literature which combines a Lean Construction and BIM-relevant view. Through the digitalization of models and information, BIM benefits the different phases of construction projects. This could not only be seen by the visualization of three dimensional models. It also supports coherence in the information and communication processes. The Building Information Modeling principles are derived from its opportunities and capabilities. The tools are shown by the different software solutions which are provided for the industry. The potential, which results from the combination of Lean Construction and BIM methods, was then analyzed. The analysis shows a high potential to arrange the Lean Construction process efficiently by supporting the application with digital methods. Based on this analysis the author developed a concept, which increases flow and efficiency in the construction process. By integrating subcontractors to work with this concept, they get in touch with the BIM method in an easy way. The construction time was set by all participants with a pull flow planning and using the advantages of measured time planning. Constructed elements will get marked based on the colors of a traffic light system according to their stage of completion. These markings display the actual stage of construction to every participant and improve the work flow. A construction element can only be marked green if its quality and grade is in the right condition at the planned time. After the construction manager has verified the built elements he can decide if the model element gets a green marking or if there has to be any rework. If it is not possible, because of missing preliminary work or plan amendments, the modeled element gets marked with red color. The produced digital information, which is attached to the time and construction elements, can provide advantages for parallel and next work stations. A generated chart of the quantity of the different marked construction elements helps to calculate and adapt the workers to finish the construction work in time. These controlling based quantities can also be used for creation of partial invoices and service specification. To get some feedback of the concept it was discussed with experienced partners of the construction and BIM industry. These discussions showed that the concept can be easily introduced for every participant and enhances with its traffic lights the efficiency in the processes and supports adherence to the demanded quality. A further strength of this concept was outlined by the interviewed experts in the use of these information for subsequent stages in the construction process.English
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