TY  - THES
A1  - Coulon, Carl-Helmut
T1  - Strukurorientiertes Fallbasiertes Schließen
T1  - Structure oriented case based reasoning
N2  - Das Ziel dieser Arbeit war es, durch Verwendung geeigneter vorhandener CAD-Pläne die Bearbeitung neuer CAD-Pläne zu unterstützen. Entstanden ist ein generischer Ansatz zum fallbasierten Schließens. Da in CAD-Plänen die räumliche Struktur eine wichtige Rolle spielt, ist das Konzept auf strukturorientierte Anwendungen ausgerichtet. Deshalb bezeichne ich es als ein Konzept zum " strukturorientierten fallbasierten Schließen". Die Arbeit spezifiziert das Minimum an Wissen, welches zur Suche und Wiederverwendung von Fällen benötigt wird, wie das darüber hinausgehende Wissen verarbeitet wird, welche Zusammenhänge es zum Beispiel zwischen Vergleichs- und Anpassungswissen gibt und wie man das Wissen modellieren kann. Zur Erläuterung wird das benötigte Wissen anhand verschiedener Anwendungen dargestellt. Das in der Arbeit vorgestellte Konzept erlaubt die Ergänzung, Detaillierung und Korrektur einer Anfrage. Die beiden entscheidenden Algorithmen dienen dem Vergleich von Anfrage und Fall und der Anpassung der Information des Falles zur Modifikation der Anfrage.
N2  - The task of this thesis was the computer supported reuse of known CAD-designs in order to create new CAD-designs. The developed solution contains a generic approach to case based reasoning. Due to the relevance of spatial structures in CAD-designs the approach focusses on structure oriented applications. Therefore it is called an approach for „structure oriented case based reasoning". This thesis specifies the kind of the minimum knowledge required for retrieval and reuse of cases, how to integrate additional knowledge, relations between knowledge needed for comparision and adaption and how to model the knowledge. For illustration the required knowledge is described for different applications. The developed concept allows to extend, detail and correct a given query. The two most important algorithms are used to compare cases and query and to reuse the information found in a case to modify a query.
KW  - Fallbasiertes Schließen
KW  - Bauplanung
KW  - CAD
KW  - Problemlösen
KW  - Wissensmodellierung
KW  - Strukturvergleich
KW  - Anpassung
KW  - Knowledge modelling
KW  - comparison of structure
KW  - adaption
Y1  - 1997
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-265
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneider, Ulrich
T1  - Standardisierung der Kommunikation als Integrationsansatz für das Bauwesen
T1  - Active Integration Concepts Based on a Communication Standard
N2  - In dieser Arbeit wird eine neue Methode für die Integration von Informationen in digitalen Planungsunterlagen erarbeitet. Die Grundidee des Integrationsansatzes stützt sich auf die aktive Einbeziehung der Anwender während der Realisierung der Übernahme von Informationen und bei der Aktualisierung von Planungsunterlagen, die inkonsistent zu anderen Planungsunterlagen sind. Diese Grundidee kombiniert mit den Möglichkeiten neuer Kommunikationstechnologien war für die Spezifikation von neuen Methoden für die Übernahme von Informationen und für die Überwachung von Veränderungen ausschlaggebend. Die neuen Methoden werden in dieser Ausarbeitung erarbeitet und vorgestellt. Ziel der Ausarbeitung ist die Definition von implementationstechnischen Regeln, die alle auszutauschenden Objekte erfüllen müssen. Die Realisierung der Integrationsaufgaben durch den Anwender basiert dabei auf den Möglichkeiten der traditionellen Integration analoger Dokumente.
N2  - In this paper a new method is developed for the integration of information in digital plans. The main idea based on an active user in the integration process. That means the user performs the transmitting of digital data and the topping of plans, which are inconsistent. This main idea combined with the new possibilities of the communication technology are the condition for developing new method including the task of integration. In this work a new method is developed and presented. Purpose of this work is the definition of implementation technique rules which have to come true for all objects shared. The specification of the action used by the users is based on the traditional ways possibilities.
KW  - Bauwesen
KW  - Kommunikationstechnik
KW  - Datenaustausch
KW  - Standardisierung
KW  - Aktive Integration
KW  - Kommunikationsdienst
KW  - COM
KW  - civil engineer . active integration
KW  - communications service
KW  - standard
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-751
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bittrich, Daniel
T1  - Verbunddokumente als Nutzeroberfläche von Software für die Tragwerksplanung
T1  - Compound Documents as User Interface of Software for Structural Engineering
N2  - Das Ziel der Arbeit besteht in der Entwicklung von Konzepten zur effizienten Implementierung von ingenieurgemäßer Tragwerksplanungs-Software. Der vorgeschlagene Lösungsansatz basiert auf einer optimalen Anpassung der Nutzeroberfläche an den spezifischen Arbeitsablauf, der Erhöhung des Wiederverwendungsgrades sowie der Möglichkeit der unabhängigen Erweiterbarkeit von Software-Systemen. Verbunddokumente werden als Nutzeroberfläche und Software-Architektur benutzt, um eine Zusammenführung von Standard-Software und fachspezifischen Software-Komponenten zu ingenieurgemäßer Tragwerksplanungs-Software zu ermöglichen. Die Umsetzbarkeit des Konzeptes wird durch eine Pilotimplementierung verifiziert.
N2  - Objective of this work is the development of concepts for an efficient implementation of ergonomic software for structural engineering. The proposed solution is based on optimal adaption of the user interface to the specific workflow, increased software reuse and independently extensible software systems. Compound documents are utilized as user interface and software architecture, allowing the assembly of off-the-shelf software and domain specific software components to user friendly software for structural engineering. The applicability of the concepts is verified by the realization of a prototype.
KW  - Tragwerk
KW  - Planung
KW  - Softwareentwicklung
KW  - Benutzeroberfläche
KW  - Standardsoftware
KW  - Tragwerksplanung
KW  - Editor
KW  - Nutzeroberfläche
KW  - Verbunddokument
KW  - Software-Architektur
KW  - Software-Komponente
KW  - Standard-Software
KW  - structural design
KW  - editor
KW  - user interface
KW  - group document
KW  - software architecture
KW  - software component
KW  - standard software
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-229
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ziegler, Frank
T1  - Eine formale Beschreibung der Bauauftragsrechnung : Grundlage zur Anpassung und Entwicklung eines Informationssystems
N2  - Die fachlichen und organisatorischen Aufgaben der Informationsverarbeitung im Prozeß der Bauauftragsrechnung werden als theoretische Grundlage für die Anpassung und Neukonzeption netzverteilter Informationssysteme formal beschrieben. Hierzu erfolgen Untersuchungen von Methoden, Verfahren, Strukturen und Abläufen sowie der in Bauunternehmen angewendeten Informationssysteme. Grundlage einer Modellierungsmethode sind Abstraktionen von Prozeßschritten und Ereignissen in einer Ereignisgesteuerten Prozeßkette, Entitytypen in einem Entity Relationship Model, Funktionsbäume und Organisationseinheiten sowie deren mögliche Relationen. Mit dieser Methodik werden die Prozesse, Informationsdefinitionen, Funktionen und die Organisationsstruktur einzeln modelliert und Relationen zwischen den Modellelementen gebildet. Aus der fachlichen Auswertung der Modelle und Relationen folgen fachgebietsspezifische Prozeßabläufe und Arbeitsumgebungen. Deren Anwendung wird für ein Customizing vorhandener Informationsysteme und bei einer Neuimplementierung betrachtet. Neben einer umfangreichen fachlichen Problemanalyse leistet die Arbeit einen Beitrag zum methodischen Vorgehen bei Neukonzeption baubetrieblicher Informationssysteme.
N2  - The specialized and organizational tasks in the information processing of tendering and contract execution in the construction industry are formaly described as theoretical basis for customizing and redevelopment of a information system was distributed in a network. For this purpose it is essential to examine methodes, procedures, structures and the course of events as well as information systems in a building enterprise. Basis for a methode of modeling are selected abstractions for steps of processes and events in a Event-driven Process Chain, entitytyps in a Entity Relationship Model, trees of functions, units for organisation and there usually relationships. With the help of this methodes the processes, the definitions of informations, the functions and the structures of organisation are separated designed and form relationships between the elements of modeling. The results of the specialized evaluation of the models and relationships are course of events and enviroments for special fields. The application of this results is investigated for a customizing of existing systems and development of a new information system. In addition to a surround specialized analyse of problems the work gives a contribution for methodical procedure and reengineering of information systems in the construction industry.
KW  - Baubetrieb
KW  - Kostenrechnung
KW  - Informationssystem
KW  - Entity-Relationship-Datenmodell
KW  - Bauauftragsrechnung
KW  - Methoden und Verfahren
KW  - Ablauf
KW  - Ereignisgesteuerte Prozeßkette
KW  - Customizing
KW  - methodes and procedures
KW  - course of events
KW  - Event-driven Process Chain
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040319-795
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TY  - THES
A1  - Beer, Daniel G.
T1  - Systementwurf für verteilte Applikationen und Modelle im Bauplanungsprozess
T1  - System design for distributed applications and models in the planning process
N2  - Der Planungsprozess im Konstruktiven Ingenieurbau ist gekennzeichnet durch drei sich zyklisch wiederholende Phasen: die Phase der Aufgabenverteilung, die Phase der parallelen Bearbeitung mit entsprechenden Abstimmungen und die Phase der Zusammenführung der Ergebnisse. Die verfügbare Planungssoftware unterstützt überwiegend nur die Bearbeitung in der zweiten Phase und den Austausch der Datenbestände durch Dokumente. Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung einer Systemarchitektur, die in ihrem Grundsatz alle Phasen der verteilten Bearbeitung und unterschiedliche Arten der Kooperation (asynchron, parallel, wechselseitig) berücksichtigt und bestehende Anwendungen integriert. Das gemeinsame Arbeitsmaterial der Beteiligten wird nicht als Dokumentmenge, sondern als Menge von Objekt- und Elementversionen und deren Beziehungen abstrahiert. Elemente erweitern Objekte um applikationsunabhängige Eigenschaften (Features). Für die Bearbeitung einer Aufgabe werden Teilmengen auf Basis der Features gebildet, für deren Elemente neue Versionen abgeleitet und in einen privaten Arbeitsbereich geladen werden. Die Bearbeitung wird auf Operationen zurückgeführt, mit denen das gemeinsame Arbeitsmaterial konsistent zu halten ist. Die Systemarchitektur wird formal mit Mitteln der Mathematik beschrieben, verfügbare Technologie beschrieben und deren Einsatz in einem Umsetzungskonzept dargestellt. Das Umsetzungskonzept wird pilothaft implementiert. Dies erfolgt in der Umgebung des Internet in der Sprache Java unter Verwendung eines Versionsverwaltungswerkzeuges und relationalen Datenbanken.
N2  - The planning process in structural engineering can be characterized by three iterative phases: the phase of distribution of tasks, the phase of parallel working with cooperation among the planners and the phase of merging the results. Available planning software does only support the second phase and the exchange of data via documents. The objective of this thesis is the development of a software architecture that supports the three phases and all types of cooperation (asynchronous, parallel and reciprocal) in principle and integrates existing engineering applications. The common planning material is abstracted as a set of object versions, element versions and their relationships. Elements extend objects with application independent properties, called features. Subsets on the base of features are calculated for the execution of tasks. Therefore new versions of elements and objects are derived and copied into the planners’s private workspace. Already stored versions remain unchanged and can be referred to. Modifications base on operations that ensure the consistency of the versioned model. The system architecture is formally described with mathematical methods. Available information technology is analyzed and used for an implementation concept. The implementation concept is proven by a pilot applicable in the Internet. The implementation is based on the programming language Java, a version control system and a relational database.
KW  - Planungsprozess
KW  - Kooperation
KW  - Versionsverwaltung
KW  - Objektorientierung
KW  - Verteilte Anwendungen
KW  - Verteilte Modelle
KW  - cooperation
KW  - distributed applications
KW  - distributed models
KW  - versioning
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20060418-7892
N1  - Shaker Verlag, ISBN 3-8322-5060-3
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TY  - THES
A1  - Nour, Mohamed
T1  - A Flexible Model for Incorporating Construction Product Data into Building Information Models
N2  - When considering the integration and interoperability between AEC-FM software applications and construction products' data, it is essential to investigate the state-of-the-art and conduct an extensive review in the literature of both Building Information Models and electronic product catalogues. It was found that there are many reasons and key-barriers that hinder the developed solutions from being implemented. Among the reasons that are attributed to the failure of many previous research projects to achieve this integration aim are the proprietary developments of CAD vendors, the fragmented nature of construction product data i.e. commercial and technical data, the prefabrication versus on-site production, marketing strategies and brand-naming, the referencing of a product to the data of its constituents, availability of life-cycle data in a single point in time where it is needed all over the whole life-cycle of the product itself, taxonomy problems, the inability to extract search parameters from the building information model to participate in the conduction of parametric searches. Finally and most important is keeping the product data in the building information model consistent and up-to-date. Hence, it was found that there is a great potential for construction product data to be integrated to building information models by electronic means in a dynamic and extensible manner that prevents the model from getting obsolete. The study has managed to establish a solution concept that links continually updated and extensible life-cycle product data to a software independent building information model (IFC) all over the life span of the product itself. As a result, the solution concept has managed to reach a reliable building information model that is capable of overcoming the majority of the above mentioned barriers. In the meantime, the solution is capable of referencing, retrieving, updating, and merging product data at any point in time. A distributed network application that represents all the involved parties in the construction product value chain is simulated by real software tools to demonstrate the proof of concept of this research work.
N2  - Die vorliegende Dissertation stellt ein flexibles und dynamisches Gebäudeinformationsmodell vor, mit dem die Produktinformationen der Bauteile erfragt und aktualisiert werden können. Dazu werden Beziehungen zwischen den Bauteilen im Gebäudeinformationsmodell und den Produktinformationen der Hersteller und Lieferanten definiert. Die Produktinformationen können über eindeutige Produktnamen und über verallgemeinerte Produktparameter identifiziert werden. Der Stand der Technik bei den digitalen Bauteilkatalogen besteht überwiegend in einer Beschreibung der Produkte in Dokumenten im HTML- oder PDF-Format. Diese Dokumente können mit Hilfe von Schlüsselwörtern durchsucht werden. Hierbei besteht das Problem, dass die Produktinformationen nicht dauerhaft den Objekten im Gebäudeinformationsmodell zuzuordnen sind. Demzufolge kann verfügbare CAD-Software die verwendeten Produkte der Bauteile nicht vollständig beschreiben. Da viele Prozesse aktuelle Informationen der Bauteilprodukte benötigen, ist eine Erweiterung vorhandener Gebäudeinformationsmodelle um diesen Aspekt erforderlich. Obwohl dies Gegenstand zahlreicher proprietärer Entwicklungen ist, ist der Austausch von Daten infolge fehlender Standardisierung nicht ohne Informationsverluste möglich. Diesem Thema widmen sich derzeit unabhängige Forschungsprojekte, in denen neue Taxonomien und Ontologien für die Beschreibung der Semantik von Bauteildaten auf Basis von XML entwickelt werden. Diese Lösungsansätze haben den Nachteil, dass die Produktinformationen der Hersteller und Lieferanten notwendigerweise in einer gemeinsamen Datenbasis gespeichert werden müssen. Die Untersuchung des Lebenszyklus von Bauwerken im Hinblick auf die Wertschöpfungskette und die Beschaffungskette ergab, dass die Informationen sowohl der Bauteile als auch der Produkte über die gesamte Lebensdauer des Bauwerks verfügbar sein müssen. Aus kaufmännischer Sicht besteht das Problem, dass die Produkte eines Herstellers unter verschiedenen Markennamen angeboten und verkauft werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Markenname ein wesentlicher Faktor einer Marktstrategie ist. Auch die Zwischenhändler spielen hierbei eine wichtige Rolle – selbst dann, wenn die Geschäfte über das Internet abgewickelt werden. Bauteile haben die Besonderheit, dass sie teilweise oder ganz auf der Baustelle hergestellt werden. Dies muss bei der Konzeption eines Informationssystems, das sich mit der Wertschöpfungskette von Bauwerken befasst, beachtet werden. Eine Erkenntnis der vorliegenden Arbeit ist, dass eine parametrisierte Produktsuche nur möglich ist, wenn die Produkte eindeutige Namen und standardisierte Parameter besitzen. Dieser Lösungsansatz könnte die derzeitige Arbeitsweise in der Praxis ändern. Für die prototypische Umsetzung im Rahmen der Dissertation hat sich eine Abstützung auf das verfügbare IFC-Modell als besonders geeignet erwiesen, da dieses Modell nicht-proprietär, fachübergreifend sowie durch Eigenschaften erweiterbar ist. Der Kerngedanke des vorgestellten Lösungskonzepts besteht in der Entwicklung des OIP-Konzepts (Object Information Pack), welches eine dauerhafte und dynamische Datenquelle für Gebäudeinformationsmodelle behandelt. Die OIP ist nicht nur ein eindeutiger Produktname, sondern eine ganze Datenstruktur für Produktinformationen im Bauwesen. Die OIP besteht aus einer dreischichtigen Hierarchie, welche sich sowohl in der Struktur der Datenbasis als auch in der Struktur der Klassen widerspiegelt. Diese Struktur wird über eine Gruppe von Relationen vom OIP-Kern verwaltet. Das Format der OIP-Namen sowie die Verteilung der Daten zwischen den Beteiligten (produktunabhängige technische Daten und produktabhängige Daten der Lieferanten) sind die wesentlichen Neuerungen gegenüber den bekannten Ansätzen mit einer zentralen Datenbasis. Das in dieser Arbeit vorgestellte Lösungskonzept basiert auf einer eingehenden Betrachtung und Analyse der Beschaffungskette von Bauwerken unter Beachtung der Besonderheiten des Bauwesens. Es hat sich herausgestellt, dass das OIP-Konzept allein nicht ausreicht, um eine Brücke zwischen den Daten der Hersteller und Händler auf der einen und dem Kunden auf der anderen Seite zu schlagen. Darüber hinaus wurde eine integrierte Softwarelösung für die Umsetzung des Konzepts benötigt, die zum Zeitpunkt des Entstehens dieser Dissertation nicht verfügbar war. Daher hat der Autor Werkzeuge mit folgender Funktionalität entwickelt: Parsen von STEP-ISO-10303-P21-Dateien Interpretation der geparsten Daten in IFC2x-Java-Klassen Abbildung und Integration von Produktdaten in das IFC-Modell Instanziierung, Löschen und Änderung von Objekten Definition von Suchparametern durch den Anwender Extraktion von Suchparametern aus dem CAD/IFC-Model Durchführen von parametrisierten Suchen Bereitstellung verschiedener Arten der Visualisierung des IFC Modells Export des modifizierten IFC-Modells in Form einer STEP-P21-Datei Mit diesen Werkzeugen konnte das Konzept der Arbeit verifiziert werden. Aufgrund ihres flexiblen Entwurfs können diese Werkzeuge darüber hinaus auch bei anderen Problemstellungen im Zusammenhang mit dem IFC-Modell verwendet werden. Es handelt sich nämlich um einfache Werkzeuge, die eine Integration des IFC-Modells in andere Applikationen ermöglichen. Die Einführung des Konzepts in die Praxis erfordert die Verwaltung durch eine eigene Organisation. Die Rolle dieser OIP-Organisation und das Internetportal der Hersteller wurden ebenfalls innerhalb einer verteilten Applikation simuliert. Zur übersichtlichen Darstellung der Ergebnisse und zum Nachweis der Anwendbarkeit des Konzeptes wurden alle Werkzeuge mit einer graphischen Nutzeroberflächen ausgestattet. Schließlich möchte der Autor betonen, dass eine Übernahme eines solchen „Business Process Re-engeneering“ (BPR) Konzeptes in die industrielle Praxis nicht frei von Barrieren und Problemen ist. Aus der Literatur über Firmenkultur und Psychologie ist bekannt, dass Nutzer oft ablehnend auf die Einführung neuer Systeme reagieren, wenn diese die gewohnte Arbeitsweise in Frage stellen. Hierbei spielt es keine Rolle, ob das resultierende Ergebnis auf lange Sicht zu einer Optimierung und Reduzierung des Aufwands führt. Ein Wechsel der derzeitigen Praxis könnte jedoch erreicht werden, wenn einige innovative Unternehmen ihren Anwendern die Gelegenheit gäben, sich von den Vorteilen der neuen Arbeitsweise zu überzeugen.
KW  - Produktinformation
KW  - Bauteil
KW  - Informationsmodell
KW  - Construction Product data
KW  - IFC
KW  - BIM
KW  - Building Information Model
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20060317-7781
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TY  - THES
A1  - Richter, Torsten
T1  - Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen
T1  - Concepts for the application of versioned object models in the building industry
N2  - Bauwerke sind in der Regel Unikate, für die meist eine komplette und aufwändige Neuplanung durchzuführen ist. Der Umfang und die Verschiedenartigkeit der einzelnen Planungsaufgaben bedingen ein paralleles Arbeiten der beteiligten Fachplaner. Darüber hinaus ist die Bauplanung ein kreativer und iterativer Prozess, der durch häufige Änderungen des Planungsmaterials und Abstimmungen zwischen den Fachplanern gekennzeichnet ist. Mithilfe von speziellen Fachanwendungen erstellen die Planungsbeteiligten verschiedene Datenmodelle, zwischen denen fachliche Abhängigkeiten bestehen. Ziel der Arbeit ist es, die Konsistenz der einzelnen Fachmodelle eines Bauwerks sicherzustellen, indem Abhängigkeiten auf Basis von Objektversionen definiert werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Fachanwendungen nach dem etablierten Paradigma der objektorientierten Programmierung entwickelt wurden. Das sequentielle und parallele Arbeiten mehrerer Fachplaner wird auf Basis eines optimistischen Zugriffsmodells unterstützt, das ohne Schreibsperren auskommt. Weiterhin wird die Historie des Planungsmaterials gespeichert und die Definition von rechtsverbindlichen Freigabeständen ermöglicht. Als Vorbild für die Systemarchitektur diente das Softwarekonfigurationsmanagement, dessen Versionierungsansatz meist auf einem Client-Server-Modell beruht. Die formale Beschreibung des verwendeten Ansatzes wird über die Mengenlehre und Relationenalgebra vorgenommen, so dass er allgemeingültig und technologieunabhängig ist. Auf Grundlage dieses Ansatzes werden Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen erarbeitet und mit einer Pilotimplementierung basierend auf einer Open-Source-Ingenieurplattform an einem praxisnahen Szenario verifiziert. Beim Entwurf der Konzepte wird besonderer Wert auf die Handhabbarkeit der Umsetzung gelegt. Das betrifft im Besonderen die hierarchische Strukturierung des Projektmaterials, die ergonomische Gestaltung der Benutzerschnittstellen und der Erzielung von geringen Anwortzeiten. Diese Aspekte sind eine wichtige Voraussetzung für die Effizienz und Akzeptanz von Software im praktischen Einsatz. Bestehende Fachanwendungen können durch geringen Entwicklungsaufwand einfach in die verteilte Umgebung integriert werden, ohne sie von Grund auf programmieren zu müssen.
N2  - Structures are normally unique which often require a new, complete and complex design. The extensiveness and diverseness of the several planning tasks cause a parallel work of the involved planners. Furthermore, the building planning is a creative and iterative process that is characterised by frequent changes of the planning material and coordinations between the professional designers. The planners create different data models with dependencies between each other. The aim of this thesis is to ensure the consistency of the particular expert models by defining dependencies on the basis of object versions. A prerequisite is the development of all specialised applications with the established object-oriented programming paradigm. The sequential and parallel work of many planners is supported by an optimistic access model that does not require write locks. The history of the planning material will be stored additionally and the definition of release states is provided. The software configuration management served as a model for the system architecture whose versioning approach often relies on the client-server concept. The formal description of the used approach is done by the usage of the set theory and relational algebra to ensure its generality and independency from technologies. On the basis of this approach concepts for the application of versioned object models in civil engineering are formulated and verified at a practical scenario with a pilot implementation based on an open source engineering platform. A great importance was attached on the usability of the implementation. This affects especially the structuring of the project material, the ergonomic design of the user interface as well as the achievement of short response times. These aspects are a precondition for the efficiency and acceptance of the software by the practical users. Existing expert applications can be easily integrated in the distributed environment without programming them from scratch.
T3  - Informatik in Architektur und Bauwesen - 3 
KW  - Computer Supported Cooperative Work
KW  - Objektorientierung
KW  - Bauplanung
KW  - Kooperation
KW  - Verteiltes System
KW  - Versionsverwaltung
KW  - Planungsprozess
KW  - Benut
KW  - Distributed computing
KW  - Computer Supported Cooperative Work
KW  - Object-oriented programming
KW  - Version control
KW  - Planning process
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100115-14935
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TY  - THES
A1  - Tulke, Jan
T1  - Kollaborative Terminplanung auf Basis von Bauwerksinformationsmodellen
T1  - Collaborative construction scheduling based on building information models
N2  - Im Rahmen des sich derzeit vollziehenden Wandels von der segmentierten, zeichnungsorientierten zur integrierten, modellbasierten Arbeitsweise bei der Planung von Bauwerken und ihrer Erstellung werden Computermodelle nicht mehr nur für die physikalische Simulation des Bauwerksverhaltens, sondern auch zur Koordination zwischen den einzelnen Planungsdisziplinen und Projektbeteiligten genutzt. Die gemeinsame Erstellung und Nutzung dieses Modells zur virtuellen Abbildung des Bauwerks und seiner Erstellungsprozesse, das sog. Building Information Modeling (BIM), ist dabei zentraler Bestandteil der Planung. Die Integration der Terminplanung in diese Arbeitsweise erfolgt bisher jedoch nur unzureichend, meist lediglich in der Form einer nachgelagerten 4D-Simulation zur Kommunikation der Planungsergebnisse. Sie weist damit im Verhältnis zum entstehenden Zusatzaufwand einen zu geringen Nutzen für den Terminplaner auf. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die tiefere Einbettung der Terminplanung in die modellbasierte Arbeitsweise. Auf Basis einer umfassende Analyse der Rahmenbedingungen und des Informationsbedarfs der Terminplanung werden Konzepte zur effizienten Wiederverwendung von im Modell gespeicherten Daten mit Hilfe einer Verknüpfungssprache, zum umfassenden Datenaustausch auf Basis der Industry Foundation Classes (IFC) und für das Änderungsmanagement mittels einer Versionierung auf Objektebene entwickelt.Die für die modellbasierte Terminplanung relevanten Daten und ihre Beziehungen zueinander werden dabei formal beschrieben sowie die Kompatibilität ihrer Granularität durch eine Funktionalität zur Objektteilung sichergestellt. Zur zielgenauen Extraktion von Daten werden zudem Algorithmen für räumliche Anfragen entwickelt. Die vorgestellten Konzepte und ihre Anwendbarkeit werden mittels einer umfangreichen Pilotimplementierung anhand von mehreren Praxisbeispielen demonstriert und somit deren praktische Relevanz und Nutzen nachgewiesen.
N2  - In context of the current change from a segmented, drawing based to an integrated, model based planning approach for buildings and their construction processes, computer models are no longer used for physical simulations of structural characteristics only, but also as basis for coordination between different design disciplines and stakeholders. Thereby the collaborative compilation and utilisation of such a model which serves as virtual representation, the so called Building Information Modeling (BIM), is within the core of the new planning approach. But currently, construction sequence planning is only insufficiently integration in this new approach and mostly limited to a subsequent 4D-Simulation for communication of scheduling results. Consequently accruing additional effort for the model use cannot be fully justified by the resulting benefits. Therefore subject of the present thesis is a deeper integration of construction sequence planning into the model based way of working. Starting from a comprehensive analysis of general conditions and information needs during scheduling, concepts of a linking language for efficient reuse of model data, complete data exchange based on Industry Foundation Classes (IFC) and change management based on object versioning are presented. Data used during scheduling and its inherent relationships are described formally and a functionality of object splitting is developed to ensure the compatibility of data granularity. For the sake of target precise data extraction, algorithms of spatial queries are presented. All concepts are implemented in an extensive software package and their practical application is demonstrated by several examples.
T3  - Informatik in Architektur und Bauwesen - 4 
KW  - Terminplanung
KW  - Scheduling
KW  - Informationsmodell
KW  - Kollaboration
KW  - Modell
KW  - Versionsverwaltung
KW  - Bauwesen
KW  - Teilung
KW  - Animation
KW  - Dreidimensionale Comp
KW  - 4D-Simulation
KW  - Bauwerksinformationsmodell
KW  - BIM
KW  - IFC
KW  - räumliche Anfragesprache
KW  - spatial query
KW  - object splitting
KW  - Building Information Model
KW  - construction
KW  - object versioning
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100805-15135
SN  - 978-3-86068-416-0
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tauscher, Eike
T1  - Vom Bauwerksinformationsmodell zur Terminplanung - Ein Modell zur Generierung von Bauablaufplänen
T1  - From Building Information Model to Construction Scheduling - A Model for the Generation of Construction Work Plans
N2  - Die effiziente und zielgerichtete Ausführung von Bauvorhaben wird in hohem Maße von der zugrunde liegenden Bauablaufplanung beeinflusst. Dabei ist unter Verwendung herkömmlicher Methoden und Modelle die Planung des Bauablaufs ein zumeist aufwändiger und fehlerträchtiger Prozess. Am Ende der gegenwärtig üblichen Vorgehensweise für die Planung eines Bauablaufs erfolgt lediglich die Dokumentation des Endergebnisses. Mögliche Ablaufalternativen, die im Verlauf der Planung betrachtet wurden, sind im resultierenden Bauablaufplan nicht enthalten und gehen verloren. Eine formale Kontrolle des geplanten Bauablaufs hinsichtlich seiner Vollständigkeit ist nur begrenzt möglich, da beispielsweise existierende Methoden der 4D-Visualisierung derzeit nicht ausreichend in den Prozess der Planung von Bauabläufen integriert sind. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuen Modells für die Unterstützung der Bauablaufplanung. Dafür wird der größtenteils manuelle Vorgang der Bauablaufplanung auf Basis verfügbarer Bauwerksinformationsmodelle (BIM) weitestgehend automatisiert und die Methodik der 4D-Animation in den Prozess der Bauablaufplanung integriert. Ausgehend von in einer Erfahrungsdatenbank gespeicherten Informationen werden auf Basis einer Ähnlichkeitsermittlung Bauteilen des betrachteten BIM geeignete Vorgänge zugeordnet und mittels Algorithmen der Graphentheorie ein Workflowgraph aller mög\-lichen Bauablaufvarianten generiert. Aufgrund der vorgenommenen Kopplung des Bauablaufplans mit Bauteilen eines BIM und der visuellen Darstellung des Bauablaufs kann vom Planer im Rahmen der Modellierungsgenauigkeit des BIM auf die Vollständigkeit des Bauablaufplans geschlossen werden. Dies ermöglicht dem Anwender ein hohes Maß an Kontrolle des geplanten Bauablaufs bereits innerhalb der Planungsphase. Weiterhin unterstützt das entwickelte Modell die Integration von Ablaufvarianten, was deren Gegenüberstellung ermöglicht und die Wiederverwendbarkeit bereits geplanter Bauabläufe durch eine entsprechend ausgerichtete Abbildung des Modells. Die Anwendbarkeit des erarbeiteten Modells wird anhand einer prototypischen Implementierung nachgewiesen und anhand eines Praxisbeispiels verifiziert.
N2  - The efficient and targeted execution of construction works is greatly affected by the underlying construction schedule. By using common methods and models for construction scheduling, this process is usually error-prone and expensive. In common practice, the focus of construction scheduling is limited to the documentation of the final result. Possible construction alternatives that were considered during the planning phase are not included in the resulting construction schedule and are lost for further consideration. A formal control of the planned construction schedule in terms of completeness is very limited, since existing methods such as 4D~visualization are insufficiently integrated in the planning process. The presented work addresses the development of a new model that supports the construction planning process. Therefore, the mostly manual process of construction planning will be largely automated based on available building information models (BIM) and integrates the methodology of 4D~animation into this process. Based on information stored in a knowledge database, appropriate tasks will be assigned to building elements of the considered BIM on the basis of similarity calculations. Subsequently, a workflow graph is generated by using algorithms of graph theory. Due to the resulting logical interconnection of BIM objects and schedule processes and the visual representation of the construction building process, it becomes possible for the planner to suggest on the completeness of the construction schedule. This allows for a high degree of control over the planned construction schedule, already during the planning phase. Furthermore, the developed model supports the integration of construction alternatives into the schedule to allow their comparison as well as the reusability of already planned construction schedules by an appropriately targeted model mapping. The developed model's applicability is shown based on a prototype implementation and verified using a practical example.
T3  - Informatik in Architektur und Bauwesen - 7 
KW  - Terminplanung
KW  - Scheduling
KW  - Informationsmodell
KW  - Modell
KW  - Bauwesen
KW  - Animation
KW  - 4D
KW  - BIM
KW  - IFC
KW  - Generierung
KW  - Bauablaufplan
KW  - scheduling
KW  - building Information model
KW  - generation
KW  - automation
KW  - construction schedule
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20110927-15572
SN  - 978-3-86068-452-8
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stein, Peter
T1  - Procedurally generated models for Isogeometric Analysis
N2  - Increasingly powerful hard- and software allows for the numerical simulation of complex physical phenomena with high levels of detail. In light of this development the definition of numerical models for the Finite Element Method (FEM) has become the bottleneck in the simulation process. Characteristic features of the model generation are large manual efforts and a de-coupling of geometric and numerical model. In the highly probable case of design revisions all steps of model preprocessing and mesh generation have to be repeated. This includes the idealization and approximation of a geometric model as well as the definition of boundary conditions and model parameters. Design variants leading to more resource-efficient structures might hence be disregarded due to limited budgets and constrained time frames.

A potential solution to above problem is given with the concept of Isogeometric Analysis (IGA). Core idea of this method is to directly employ a geometric model for numerical simulations, which allows to circumvent model transformations and the accompanying data losses. Basis for this method are geometric models described in terms of Non-uniform rational B-Splines (NURBS). This class of piecewise continuous rational polynomial functions is ubiquitous in computer graphics and Computer-Aided Design (CAD). It allows the description of a wide range of geometries using a compact mathematical representation. The shape of an object thereby results from the interpolation of a set of control points by means of the NURBS functions, allowing efficient representations for curves, surfaces and solid bodies alike. Existing software applications, however, only support the modeling and manipulation of the former two. The description of three-dimensional solid bodies consequently requires significant manual effort, thus essentially forbidding the setup of complex models.

This thesis proposes a procedural approach for the generation of volumetric NURBS models. That is, a model is not described in terms of its data structures but as a sequence of modeling operations applied to a simple initial shape. In a sense this describes the "evolution" of the geometric model under the sequence of operations. In order to adapt this concept to NURBS geometries, only a compact set of commands is necessary which, in turn, can be adapted from existing algorithms. A model then can be treated in terms of interpretable model parameters. This leads to an abstraction from its data structures and model variants can be set up by variation of the governing parameters.

The proposed concept complements existing template modeling approaches: templates can not only be defined in terms of modeling commands but can also serve as input geometry for said operations. Such templates, arranged in a nested hierarchy, provide an elegant model representation. They offer adaptivity on each tier of the model hierarchy and allow to create complex models from only few model parameters. This is demonstrated for volumetric fluid domains used in the simulation of vertical-axis wind turbines. Starting from a template representation of airfoil cross-sections, the complete "negative space" around the rotor blades can be described by a small set of model parameters, and model variants can be set up in a fraction of a second.

NURBS models offer a high geometric flexibility, allowing to represent a given shape in different ways. Different model instances can exhibit varying suitability for numerical analyses. For their assessment, Finite Element mesh quality metrics are regarded. The considered metrics are based on purely geometric criteria and allow to identify model degenerations commonly used to achieve certain geometric features. They can be used to decide upon model adaptions and provide a measure for their efficacy. Unfortunately, they do not reveal a relation between mesh distortion and ill-conditioning of the equation systems resulting from the numerical model.
T3  - Schriftenreihe des DFG Graduiertenkollegs 1462 Modellqualitäten // Graduiertenkolleg Modellqualitäten <Weimar> - 7 
KW  - NURBS
KW  - Isogeometric Analysis
KW  - Procedural modeling
KW  - Templates
KW  - Mesh quality
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20130212-18483
SN  - 978-3-86068-488-7
PB  - Universitätsverlag
CY  - Weimar
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TY  - THES
A1  - Gerold, Fabian
T1  - Konzepte zur interaktiven Entwurfsraum-Exploration im Tragwerksentwurf
N2  - Der Entwurfsraum für den Entwurf eines Tragwerks ist ein n-dimensionaler Raum, der aus allen freien Parametern des Modells aufgespannt wird.
Traditionell werden nur wenige Punkte dieses Raumes durch eine numerische (computergestützte) Simulation evaluiert, meist auf Basis der Finite-Elemente-Methode.
Mehrere Faktoren führen dazu, dass heute oft viele Revisionen eines Simulationsmodells durchlaufen werden: Zum einen ergeben sich oft Planungsänderungen, zum anderen ist oft die Untersuchung von Planungsalternativen und die Suche nach einem Optimum wünschenswert.
In dieser Arbeit soll für ein vorhandenes Finite-Elemente-Framework die sequentielle Datei-Eingabeschnittstelle durch eine Netzwerkschnittstelle ersetzt werden, die den Erfordernissen einer interaktiven Arbeitsweise entspricht. So erlaubt die hier konzipierte Schnittstelle interaktive, inkrementelle Modelländerungen sowie Status- und Berechnungsergebnis-Abfragen durch eine bidirektionale Schnittstelle.
Die Kombination aus interaktiver numerischer Simulation und Interoperabilität durch die Anwendung von Konzepten zur Bauwerks-Informations-Modellierung im Tragwerksentwurf ist Ziel dieser Dissertation. Die Beschreibung der Konzeption und prototypischen Umsetzung ist Gegenstand der schriftlichen Arbeit.
KW  - Interaktive numerische Simulation
KW  - Industry Foundation Classes (IFC)
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20140408-21532
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hartmann, Veronika
T1  - Methoden zur Quantifizierung und Optimierung der Robustheit von Bauablaufplänen
N2  - Bauablaufplänen kommt bei der Realisierung von Bauprojekten eine zentrale Rolle zu. Sie dienen der Koordination von Schnittstellen und bilden für die am Projekt Beteiligten die Grundlage für ihre individuelle Planung. Eine verlässliche Terminplanung ist daher von großer Bedeutung, tatsächlich sind aber gerade Bauablaufpläne für ihre Unzuverlässigkeit bekannt.

Aufgrund der langen Vorlaufzeiten bei der Planung von Bauprojekten sind zum Zeitpunkt der Planung viele Informationen nur als Schätzwerte bekannt. Auf der Grundlage dieser geschätzten und damit mit Unsicherheiten behafteten Daten werden im Bauwesen deterministische Terminpläne erstellt. Kommt es während der Realisierung zu Diskrepanzen zwischen Schätzungen und Realität, erfordert dies die Anpassung der Pläne. Aufgrund zahlreicher Abhängigkeiten zwischen den geplanten Aktivitäten können einzelne Planänderungen vielfältige weitere Änderungen und Anpassungen nach sich ziehen und damit einen reibungslosen Projektablauf gefährden.

In dieser Arbeit wird ein Vorgehen entwickelt, welches Bauablaufpläne erzeugt, die im Rahmen der durch das Projekt definierten Abhängigkeiten und Randbedingungen in der Lage sind, Änderungen möglichst gut zu absorbieren. Solche Pläne, die bei auftretenden Änderungen vergleichsweise geringe Anpassungen des Terminplans erfordern, werden hier als robust bezeichnet.

Ausgehend von Verfahren der Projektplanung und Methoden zur Berücksichtigung von Unsicherheiten werden deterministische Terminpläne bezüglich ihres Verhaltens bei eintretenden Änderungen betrachtet. Hierfür werden zunächst mögliche Unsicherheiten als Ursachen für Änderungen benannt und mathematisch abgebildet. Damit kann das Verhalten von Abläufen für mögliche Änderungen betrachtet werden, indem die durch Änderungen erzwungenen angepassten Terminpläne simuliert werden. Für diese Monte-Carlo-Simulationen der angepassten Terminpläne wird sichergestellt, dass die angepassten Terminpläne logische Weiterentwicklungen des deterministischen Terminplans darstellen. Auf der Grundlage dieser Untersuchungen wird ein stochastisches Maß zur Quantifizierung der Robustheit erarbeitet, welches die Fähigkeit eines Planes, Änderungen zu absorbieren, beschreibt. Damit ist es möglich, Terminpläne bezüglich ihrer Robustheit zu vergleichen.

Das entwickelte Verfahren zur Quantifizierung der Robustheit wird in einem Optimierungsverfahren auf Basis Genetischer Algorithmen angewendet, um gezielt robuste Terminpläne zu erzeugen. An Beispielen werden die Methoden demonstriert und ihre Wirksamkeit nachgewiesen.
N2  - Construction schedules are of significant importance in the execution of building projects. As basis for individual project planning of all project stakeholders, construction schedules support the coordination of interfaces. While reliable scheduling is of particular relevance
for the entire project, construction schedules are known to be notoriously unreliable.

Because of long project preparations in civil engineering, information necessary for scheduling is often estimated at the time of drafting construction plans. Therefore uncertain data form the basis of deterministic schedules prepared to guide building executions. When discrepancies between assumptions and reality occur during building processes, schedules need to be adjusted. Due to many interdependencies between construction processes, certain schedule changes may lead to significant further changes and adjustments and may jeopardise a smooth project execution.

This thesis develops a method to generate construction schedules that can absorb project changes while considering the interdependencies and boundary conditions imposed by the project specifics. Schedules that require comparatively small adjustments in case of project changes are referred to as robust.

Based on methods for project scheduling and for representing process uncertainties, deterministic schedules are studied with respect to their behaviour under changes. Reasons for uncertainties are discussed and transferred into a mathematical description of process changes. Defining process changes mathematically allows analysing schedule adjustments arising from project changes by generating adjusted schedules in Monte Carlo simulations. In this thesis, efforts are made to ensure that schedules created by simulation are logical advancements of the respective original, deterministic schedules. Interpretations of the results of the stochastic simulations serve as basis for quantifying schedule robustness to describe the ability of a schedule to absorb changes. The definition of a robustness measure allows the comparison of schedules in terms of their robustness.

The method developed herin is then employed as part of an optimisation procedure based on genetic algorithms to systematically generate robust schedules. To demonstrate their effectiveness, the methods are validated using practical examples.
KW  - Bauablaufplanung
KW  - Bauinformatik
KW  - Optimierung
KW  - Robustheit
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220204-45798
ER  -