Leifgen, Christian (2015)
BIM-basiertes Lagerplatzmanagement auf Baustellen.
Technische Universität Darmstadt
Diplom- oder Magisterarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Grundvoraussetzung für ein jedes Bauvorhaben ist die Verfügbarkeit von Ressourcen am Ort der Herstellung. Diese Ressourcen umfassen die benötigten Baumaterialien (Baustoffe, Bauteile) und Hilfsmittel zur Herstellung (bspw. Werkzeuge oder Schalung), aber auch das erforderliche Personal und Informationen. Die Ver- und Entsorgung der Baustelle mit ihnen ist Aufgabe der Baulogistik. Sie ist dafür zuständig, die Ressourcen von ihrem ursprünglichen Aufenthaltsort (z.B. bei Materialien dem Ort ihrer Herstellung) zur Baustelle hin zu transportieren, sowie ihre Lagerung und den Transport auf der Baustelle zu koordinieren und schließlich Abfälle zu entsorgen. Das abzudeckende Spektrum erstreckt sich daher von der Planungsphase des Bauprojektes, in der auch die Baulogistik - orientiert am festgelegten Bauablauf - geplant wird, bis hin zur Phase der Bauausführung, in der die Planungen umgesetzt werden. Einen Teil der Baulogistik stellt das Management der benötigten Lagerplätze dar. Als Elemente der Baustelleneinrichtungsplanung hängt deren Planung stark von den Gegebenheiten auf der Baustelle ab. Zur Schaffung einer Grundordnung auf der Baustelle muss die Festlegung ihrer Größe und Lage, sowie der auf ihnen zu lagernden Gegenstände entsprechend dem Bauablauf erfolgen und sich während des Baus an diese Planung gehalten werden. Einen Sonderfall in der Betrachtung von Lagerflächen bilden innerstädtische Bauvorhaben, bei denen aufgrund der beengten Platzverhältnisse nur wenige freie Flächen außerhalb des Gebäudegrundrisses zur Verfügung stehen. Diese werden dann oft von anderen Baustelleneinrichtungselementen belegt, die zwangsweise außerhalb des Gebäudes platziert werden müssen (Krane, Baucontainer etc.). Die Lagerung von Materialien kann in vielen Fällen auch innerhalb der bereits erstellten Teile eines Bauwerks erfolgen. Dabei müssen gewisse Randbedingungen bspw. bezüglich der Tragfähigkeit des Gebäudetragwerks oder der maximal möglichen Größe der zu lagernden Bauteile beachtet werden. Diese Einschränkungen schließen aber einen großen Teil der üblichen Baumaterialien nicht aus. Über einen langen Zeitraum hatte die Logistik in der Baubranche keinen hohen Stellenwert. Erst mit dem steigenden Kostendruck in der jüngeren Vergangenheit wurden Wege gesucht, die noch vorhandene Einsparpotentiale zu identifizieren und auszunutzen. Durch den hohen Anteil von Transportvorgängen auf Baustellen rückt die Betrachtung der Logistik zunehmend in den Fokus. Dementsprechend werden u.a. Werkzeuge zur Planung, Steuerung und Durchführung eines strukturierten Lagerplatzmanagements benötigt. In der vorliegenden Arbeit wird ein System von Anwendungen erstellt, welches das Management von Lagerflächen innerhalb von Gebäuden ermöglicht. Dazu wird zunächst ein Konzept entwickelt, welches auf Methoden des Building Information Modeling und der Nutzung der NFC-Technologie basiert. Datengrundlage ist ein am Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen der TU Darmstadt vorhandenes Gebäudemodell, das in einer relationalen SQL-Datenbank vorliegt. Das Konzept umfasst vier Anwendungsfälle, von denen einer in der Sphäre der Planung und drei im Bereich der Ausführung angesiedelt sind. Die vier Anwendungsfälle des Konzeptes werden durch je eine Softwareanwendung umgesetzt, die zusammen das Indoor Logistics Management System (kurz ILMS) bilden. Dieses teilt sich in drei grundlegende Bereiche: ILMstat dient der Planung von Lagerflächen und wird auf handelsüblichen Windows-basierten PCs ausgeführt. ILMmob umfasst drei Anwendungen, die alle auf mobilen, auf dem Betriebsystem Android basierenden Geräten ausgeführt werden: Warenannahme, Einlagerung von Waren und deren Kontrolle auf der Lagerfläche, sowie die Entnahme der Materialien zum Einbau. Der dritte Bereich des ILMS ist ILMdat, welches aus einer an die Anfordernisse des ILMS angepassten SQL-basierten Datenbank besteht. Zur Planung von Lagerflächen in der Anwendung ILMstat wird dem Benutzer der Gebäudegrundriss angezeigt. In diesem können neue Lagerflächen hinzugefügt, sowie bestehende bearbeitet und entfernt werden. Da sich der Bau von Gebäuden über einen längeren Zeitraum mit ständig wechselnden Bauzuständen hinzieht, kann in der Anwendung ein zu betrachtender Zeitraum festgelegt werden. Es wird zwischen fertiggestellten / im Bau befindlichen Bauteilen und solchen, die noch nicht vorhanden sind, unterschieden. Je nach Bauzustand kann der Planer Lagerflächen im Grundriss frei platzieren. Um ihnen Materialien zuzuordnen, wird eine Detail-Ansicht geöffnet und das gewünscht Material hinzugefügt. Sowohl erstelle Lagerflächen, als auch darauf platzierte Materialien sind über die Zuordnung von NFC-Tags eindeutig identifizierbar. Die Wareneingangskontrolle spielt eine wichtige Rolle auf der Baustelle. Denn mit der Annahme der Lieferung geht das Transportgut vom Lieferanten an das ausführende Bauunternehmen über. Um diesen Vorgang zu dokumentieren, kann die erste Anwendung des ILMmob genutzt werden. Die gelieferten Materialien werden entweder angenommen oder gehen zurück an den Hersteller. Durch Scannen des auf den Bauteilen befindlichen NFC-Tags kann eine eindeutige Verknüpfung mit den in der Datenbank hinterlegten Informationen erfolgen. Somit kann für jedes einzelne Bauteil die geplante Lagerfläche angezeigt werden. Wird ein Bauteil auf einer Lagerfläche abgelegt, so kommt die zweite Anwendung des ILMmob zum Einsatz. Durch Einscannen der NFC-Tags sowohl der Lagerfläche, als auch der Bauteile kann die geplante Zuordnung überprüft und somit Verwechslungen im teilweise hektischen Baualltag vermieden werden. Diese Zuordnung von Material und Lagerfläche dient gleichermaßen zur Überprüfung bereits auf der Lagerfläche befindlichen Materials. Durch Scannen beider NFC-Tags wird dem Anwender als Ergebnis eine Meldung ausgegeben, ob sich das Material auf der geplanten und ihm zugeordneten Lagerfläche befindet. Die dritte und im Ablauf letzte Anwendung des ILMmob ermöglicht - ebenfalls durch Scannen der NFC-Tags von Material und Lagerfläche - die Bestätigung, dass das Material von der Lagerfläche entnommen wird. Dem Nutzer wird nach diesem Vorgang der Ort angezeigt, an dem das Material zu verwenden resp. einzubauen ist.

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