TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

BIM-basiertes Lagerplatzmanagement auf Baustellen

Leifgen, Christian :
BIM-basiertes Lagerplatzmanagement auf Baustellen.
TU Darmstadt
[Diplom- oder Magisterarbeit], (2015)

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.

Typ des Eintrags: Diplom- oder Magisterarbeit
Erschienen: 2015
Autor(en): Leifgen, Christian
Titel: BIM-basiertes Lagerplatzmanagement auf Baustellen
Sprache: Deutsch
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.

Freie Schlagworte: Lagerplatzmanagement, Building Information Modeling, BIM, Android, Baustelle, RFID, NFC, Logistik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering > Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Civil and Environmental Engineering
Hinterlegungsdatum: 06 Feb 2015 09:43
Zusätzliche Informationen:

Betreuer: Uwe Zwinger

Datum der Begutachtung bzw. der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 2 März 2015
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
Basic requirement for every construction project is the availability of several resources at the construction site, like necessary building materials, tools or staff. Ensuring the supply and disposal of the site with these is the main purpose of logistics or particularly construction logistics. This includes, for example, transporting materials from factory to site, but also coordinating their storage. The range construction logistics has to cover begins within the planning phase and ends with the completion of construction phase. Management of the sites storage areas is one of construction logistics tasks. As part of the construction site facilities its planning highly depends on the circumstances at the site. For obtaining a fundamental order the dimensions and positioning of storage areas have to be planned exactly as well as this planning has to be heeded during operation. Because of a lack of free space outside the buildings storage areas at inner-city sites are a special case. This little available space is mostly needed for other elements of the building site facilities (e.g. cranes, containers) which cannot be placed inside the building. Whereas the storage of materials can take place inside the building in nearly every case – except large building components or the like. For a long period of time logistics did not play an important role in the building industry. Initially beginning with the increasing price fight in the recent past new ways of making use of saving potentials had to be identified. Because of the huge amount of transport processes at site, building companies as well as research institutes focused more and more on site logistics. For this tools for planning, controlling and for the realization are required to ensure a structured storage area management. In the context of this thesis a system of four applications (apps) which allow the management of storage areas inside of buildings is developed. For this purpose a concept based on building information modeling methods and the usage of NFC technology is introduced. As data basis a building model stored in a SQL based database and developed at TU Darmstadt’s Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen is used. The concept contains four use cases - one per app. All four apps jointly form the Indoor Logisitics Management System (ILMS). The ILMS is basically divided in three parts: ILMstat, that serves planning of storage areas and runs on Microsoft Windows based computers. ILMmob, which runs on Android based mobile devices like tablets or smartphones, contains three apps: receipt of goods, storage of goods and their surveillance at storage areas and removal of goods from storage areas for installation. The third part is ILMdat which provides the needed building data in the abovementioned SQL database. ILMstat’s purpose is planning storage areas. By starting the app the ground plan of the currently selected building is shown to the user. Here new storage areas can be added as well as existing ones can be edited or deleted. As constructing buildings does extend over a longer period of time the observed time frame can be selected by the user. The way walls, which mainly shape the ground plan, are shown depends on whether they already have been built resp. currently are under construction or do not yet exists. Depending on the state of construction the planner can place storage areas freely in the ground plan. For associating materials with them a new window containing storage areas’ details can be opened and the requested material can be added. Storage areas as well as materials can be identified uniquely by assigned NFC tags. Reception of goods is a very important process at site since goods thereby become property of the building company. For documenting this the first mobile app of ILMmob can be used. The delivered construction materials either are accepted or rejected (e.g. because of poor quality). By scanning the built-in NFC tags materials can be identified uniquely and be linked to one specific entry in the database. After scanning the appropriate storage area can be shown in the ground plan. The second app of ILMmob serves the purpose of putting materials into storage. By scanning the NFC tags of both storage areas and material the scheduled storing can be verified and confusions during this procedure over the hectic daily routines at the site can be precluded. As another use case the assignment between storage areas and stored material can be used for verifying already stored materials. Removing materials of a storage areas is the last step before materials can be installed. The third app allows documenting this procedure, again by scanning storage areas’ and materials’ NFC tags. Afterwards the location where the material shall be installed is shown in a ground plan view.Englisch
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

Eintrag anzeigen Eintrag anzeigen