Internationales Kolloquium über Anwendungen der Informatik und Mathematik in Architektur und Bauwesen, IKM, Weimar, 16. 2003
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>Virtual Organizations<, >Virtual Enterprises< und >Smart Organizations< werden immer häufiger als zukünftige Geschäftsform für des Bauwesens und insbesondere der Bauplanung gesehen. Ziel dieser Organisationsformen ist es, eine temporäre geschäftliche Zusammenarbeit zur Erschließung neuer Geschäftsfelder aufzubauen, ausgehend von einer strategischen Geschäftsverbindung. Insbesondere für kleine Planungsbüros können sich hieraus Möglichkeiten zur Durchführung größerer Projekte eröffnen, indem notwendige Ressourcen, wie z.B. Fachingenieure, jeder Zeit flexibel integriert werden können. Neben dem Auftreten als Projektmanager besteht für die Planungsbüros auch die Möglichkeit Spezialwissen sowie nicht benötigte Ressourcen in andere Projekte zu integrieren. Ziel ist es dabei, eine kontinuierliche Auslastung der Mitarbeiter sicherzustellen. Durch die Nutzung einer geeigneten und allgemein zugänglichen IT-Infrastruktur über das Internet können neue Partner ohne großen Aufwand in ein Projekt aufgenommen werden indem diesen Zugriffe auf alle notwendigen Projektinformationen gegeben wird. Mit der Bereitstellung passender IT-Werkzeuge für das Projektmanagement, Datenmanagement und Vertragsmanagement wird eine effektive Projektbearbeitung gewährleistet. In diesem Beitrag werden die konzeptionellen Grundlagen virtueller Organisation genauer betrachtet und deren Anwendbarkeit auf virtuelle Planungsteams im Bauwesen untersucht. Anschließend wird, aufbauend auf diese Erkenntnisse, der Aufbau und die Komponenten einer Softwareumgebung zur Unterstützung des virtuellen Planungsteams erörtert. Zum Schluss erfolgt eine Darstellung des durch das BmBF geförderte Projekt iCSS.
Im Hinblick auf einen effizienten Austausch von Planungsinformationen bei mittleren und größeren Bauprojekten werden in den letzten Jahren vermehrt internetbasierte Projektkommunikationssysteme (PKS) eingesetzt, welche neben einer netzwerkweiten Bereitstellung von Dateien auch klassische Aufgaben des Planmanagements hinsichtlich der Bereitstellung von Dokumenten-Verteiler und der Abbildung der Planungshistorie übernehmen. Aufgrund von leicht zu nutzenden Mechanismen zur Bereitstellung von Planungsinformationen durch die Fachplaner und die zentrale Speicherung aller anfallenden Dokumente entstehen dabei leicht erhebliche Datenmengen, bei denen effiziente Verwaltungsmechanismen unabdingbar sind. Die lediglich auf Baumstrukturen basierenden Organisationsstrukturen, welche vor allem eine chronologische Sortierung erlauben, reichen deshalb bei weitem nicht aus. Weiterhin ist eine effiziente Gestaltung der Projektdurchführung mit diesem rein dokumentenbasierten Ansätzen allein nicht möglich, da zwischen den bereitgestellten Informationen nur unzureichend Verknüpfungen erstellt werden können. Fachliche Beziehungen somit nicht abgebildet werden können, so dass insbesondere bei durchgeführten Änderungen die zugrunde liegenden Planungsinformationen nicht konsistent gehalten und Auswirkungen von Planungsänderungen auf andere Gewerke nur schwer ermittelt werden können....
Der Versuch, alle vorhandenen Arten von Bauobjekten in einem Schema zu beschreiben, wird zu einem übermäßig großen Schema führen. Im internationalen Zentrum für Bauinformatik hat der Autor die Besonderheiten des Bauwesens formuliert und gefolgert, dass es genügt, in den Klassen topologische, geometrische und graphische Aspekte der Bauobjekte, sowie einige Hilfsbegriffe zu beschreiben. Ein Hauptziel bei der Entwicklung einer Sprache ist die Einfachheit des Schemas. Insgesamt werden etwa nur 50 Klassen für CAD-Systeme vorgeschlagen. In Modellen von Bauobjekten, die von CAD-Systemen erzeugt werden, betrifft der größte Anteil der Daten die geometrische Form der Elemente und ihre Raumlage. Zur Beschreibung der Bauobjekte werden nur 7 Hauptklassen verwendet: Entity, System, Clone, Context, Annotation, Figure und Process. Von besonderer Bedeutung ist die Klasse >Clone<. Sie erlaubt in kompakter Form die Beschreibung einer Menge ähnlicher Objekte, die sich in wenigen Parametern (zum Beispiel, der Lage im Raum) unterscheiden. Das vorgestellte Konzept führt zu einer starken Verringerung der Dateigröße und erleichtert das Erkennen der Objekte bei der Übergabe der Daten. Die Strukturdiagramme der Klassen wurden mit Hilfe der UML-Sprache erzeugt. Die Klassen sind auch im XML-Format beschreiben und können auf Homepage >http://www.mtu-net.ru/pavlov/bodXML< gelesen werden. Zur Prüfung der Anwendbarkeit des Schemas wurden Beispiele der Beschreibung verschiedener Bauobjekte entwickelt. Diese Beispiele sind auf o.g. Homepage angegeben
An einem Teil der Topologie architektonischer Räume, dem Volumenadjazenzgraphen (VAG), wird gezeigt wie topologisches Modellieren Anwendungen der Bauplanung integrieren kann. Dazu wird ein Prototyp vorgestellt, der im wesentlichen aus drei Komponenten besteht: Mit dem Anforderungsmanager werden Anforderungen eigegeben, die formal gut handhabbar sind. Mit dem Topologiemanager werden diese Anforderungen mit gezeichneten Räumen kombiniert. Die topologischen Relationen in den Zeichnungen werden mit den entsprechenden Mitteln des GIS berechnet und in eine Datenbank exportiert. Der Anforderungsprüfer vergleicht dann die Anforderungsdaten, die mit Hilfe des Anforderungsmanagers erzeugt wurden, mit den Topologiedaten. Dieser Ansatz soll zeigen, wie topologische Modelle eine Formalisierung semantisch hochstehender Informationen ermöglichen, indem sie als Eigenschaften von Graphen dargestellt werden
Plausibilität im Planungsprozess - Digitale Planungshilfen für die Bebaubarkeit von Grundstücken
(2003)
Die digitale Unterstützung der Planungsprozesse ist ein aktueller Forschungs- und Arbeitsschwerpunkt der Professur Informatik in der Architektur (InfAR) und der Juniorprofessur Architekturinformatik der Fakultät Architektur an der Bauhaus-Universität Weimar. Verankert in dem DFG Sonderforschungsbereich 524 >Werkzeuge und Konstruktionen für die Revitalisierung von Bauwerken< werden Konzepte und Prototypen für eine fachlich orientierte Planungsunterstützung entwickelt. Die Vielfalt der unterschiedlichen Faktoren, die Einfluss auf den Planungsprozess nehmen können, sowie deren Abhängigkeiten voneinander werden von heutigen Planungssystemen in nur unzureichender Weise aufbereitet und verwaltet. Diese Faktoren bedingen Planungstools, deren Aufgabe die Beschaffung, Verarbeitung, Integration und Verwaltung von Informationen sowie die Veranschaulichung der komplexen Informationszusammenhänge ist. Die Entwicklung solcher Systeme ist technisch möglich. Die Schwierigkeit liegt in der Beschaffung und Strukturierung der für den Planungsprozess relevanten Informationen sowie in ihrer Aufbereitung und Integration in eine digitale Planungsumgebung. Das Bestreben des Forschungsprojektes ist es, Grundlagen für digitale Werkzeuge zu entwickeln die zu plausiblen Lösungen im Planungsprozess und somit zu erhöhter Planungssicherheit für die am Bau beteiligten Auftragnehmer und Auftraggeber führen. Es wird angestrebt Programm-Module zu entwickeln, die den Planer bei der Ermittlung von Lösungswegen zu einer Fachfrage inhaltlich unterstützen und die Nachvollziehbarkeit und Richtigkeit einer Planungsentscheidung gewährleisten und plausibel darlegen. Mit Hilfe der Module sollen Entscheidungsfindungen katalysiert werden. Die Bauvorhaben der Zukunft werden zu einem großen Teil im Bestand liegen. Dieses Faktum erfordert planerische Maßnahmen, für die vollends Werkzeuge und Hilfsmittel fehlen, die zu plausiblen und sicheren Planungsentscheidungen führen. Die Entwicklung solcher Hilfsmittel ist Ziel dieser Forschung. Der Beitrag stellt prototypische Software-Module vor, die sich mit der Problematik der potenziellen Bebaubarkeit einer Grundstücksfläche auseinander setzen. Die Module verarbeiten Regeln, die den einschlägigen Normen und Verordnungen entnommen sind, die bei der Erarbeitung einer Planungslösung eingehalten werden müssen.
In Bauplanungssystemen können XML-Technologien in vielen Bereichen eingesetzt werden mit dem Ziel, diese Systeme modular und webfähig zu gestalten. Der Einsatz lohnt als Basis-Datenstruktur für verschiedene rechnerinterne Modelle, Steuerungsstruktur für Customizing von Anwendungen, Bindeglied zwischen objektbasierten Systemen, Kommunikationsprotokoll zwischen Komponenten. Es ist möglich, komplexe Objekte aus dem Planungsalltag mittels XML arzustellen, zu speichern und zu verarbeiten. Es ist möglich, entsprechende Komponenten im Netz zu verteilen bzw. über Internet zu verbinden. Die heute dominierende Sicht auf XML als Austauschmedium wird ergänzt um die Idee eines XML-basierten Systems: Entwurfsobjekte können als >XML-Objekte< formuliert und im Sinne eines late binding verwendet werden.
Die Aufgaben des Bauwesens erfordern den direkten Zugriff auf Objekte einer Datenbasis, die in dem Arbeitsspeicher einer Sitzung und in mehreren Binärdateien verteilt sind. In den Methoden einer Anwendung soll jedes Objekt unabhängig vom Ort seiner Speicherung mit seinem Namen als persistentem Identifikator direkt ansprechbar sein. Bei Bedarf sollen Objekte automatisch aus Dateien nachgeladen werden. Der Anwender soll bestimmen können, in welcher Datei ein bestimmtes Objekt gespeichert wird. Die Zugriffszeit auf ein Objekt soll im Mittel mit der Zugriffszeit auf ein Objekt in einer Java-Methode vergleichbar sein. Ein Konzept einer generalisierten Datenbasis wird vorgestellt. Seine Leistungsfähigkeit wird mit der vorhandenen Software für die Aufbewahrung und Verwaltung von Daten im Bauwesen verglichen. Es erweist sich als zweckmäßig, bereits im Entwurf einer Anwendung streng zwischen persistenten und transienten Objekten zu unterscheiden. Alle persistenten Objekte der Anwendung werden benannt. Unbenannte persistente Objekte der Java Plattform, beispielsweise Kollektionen und graphische Objekte, sind ebenfalls mit einem Griff (einem von der Datenbasis zugeteilten Namen) speicherbar. Der Zugriff auf ein Objekt ist schnell, da nur primitive Datentypen und Strings in binärer Form ohne Rückgriff auf Datenbanken gespeichert werden.
Die digitale Unterstützung der Planungsprozesse ist ein aktueller Forschungs- und Arbeitsschwerpunkt der Professur Informatik in der Architektur (InfAR) und der Juniorprofessur Architekturinformatik der Fakultät Architektur an der Bauhaus-Universität Weimar. Verankert in dem DFG Sonderforschungsbereich 524 >Werkzeuge und Konstruktionen für die Revitalisierung von Bauwerken< werden Konzepte und Prototypen für eine fachlich orientierte Planungsunterstützung entwickelt. Im Rahmen unseres Forschungsschwerpunkt zur digitalen Unterstützung der Planungsprozessen, das folgende Forschungsprojekt namens, >Integrated Planning Support System for Low-Income Housing< (IPSS) konzentriert sich auf die Entwicklung einer Sammlung von computergestützten Werkzeugen, um Benutzer-entworfene Wohnungen zu unterstützen, mittels der integrativen Kombinierung von Information Systems Leistungen, Computer Assisted Designwerkzeugen und online Kommunikationstechniken. Mit diesem Set von integrierten Planungswerkzeugen erwarten wir, Bewohnern von ressourcenmangelnden Gemeinden zu ermöglichen, ihre Wohnungen-Ausdehnung effizient zu planen. In diesem Sinne, ist es auch unser Ziel die räumliche, funktionale und vielleicht auch die konstruktive Qualität Benutzer-entworfener Wohnungen zu verbessern.
SYSBAT - An Application to the Building ProductionBased on Computer Supported Cooperative Work
(2003)
Our proposed solution is to enable partners of a construction project to share all the technical data produced and handled during the building production process by building a system through the use of internet technology. The system links distributed databases and allows building partners to access remotely and manipulate specific information. It provides an updated building representation that is being enriched and refined all along the building production process. A recent collaboration with Nemetschek France (subsidiary company of Nemetschek AG, AEC CAD software leader) focus on a building product repository available in a web context. The aim is to help building project actors to choose a technical solution that fits its professional needs, and maintain our information system with up to date information. It starts with the possibility to build on line building product catalogs, in order to link Allplan CAD entities with building technical features. This paper presents the conceptual approaches on which our information system is built. Starting from a general organization diagram organization, we focus on the product and the description branches of construction works (including last IFC model specifications). Our aim is to add decisional support to the construction works selection process. To do so, we consider the actor's role upon the system and the pieces of information each one needs to achieve a given task.
Wahrnehmung und Verarbeitung von Ereignissen bei der verteilten Planung im baulichen Brandschutz
(2003)
Der Bauplanungsprozess ist durch ein hohes Maß an Kooperation zwischen Planungsbeteiligten verschiedener Fachrichtungen gekennzeichnet. Hierbei werden zum einen Planungen auf der Basis von Planungsinformationen anderer Planungsbeteiligter detailliert, zum anderen geben Planungen einzelner auch wichtige Rahmenbedingungen für die Gesamtplanung vor. Der vorliegende Beitrag beschreibt einen Ansatz zur ganzheitlichen Unterstützungen verteilter Planungen am Beispiel des baulichen Brandschutzes. Der Antrag trägt hierbei der verteilten und parallelen Planung Rechnung, wie sie heute bei der Planung großer und mittlerer Bauwerke angewendet wird. Die Verteiltheit wird nicht nur für die Planungsbeteiligten modelliert, sondern auch die einzelnen Planungsinformationen liegen im gemeinsamen Kooperationsverbund verteilt vor. Der Fokus dieses Beitrags liegt auf der Wahrnehmung von Planungsänderungen und Ereignissen während der Planung und die Verarbeitung dieser Informationen um eine durchgängige Planung zu gewährleisten. Dies wird zum einen durch das CoBE Awarenessmodell erreicht, mit dem Ereignisse erkannt und dem Informationsverbund zur Verfügung gestellt werden können. Zum anderen werden die Ereignisbehandlung und die darauf folgende fachgerechte Informationsverarbeitung mit Hilfe eines Multi-Agentensystems beschrieben.