Modulares Expertensystem (PoGuide) zur Automatisierung von Bauprozessen

In diesem Projekt wird an einem modularen System (PoGuide) zur Automatisierung von Bauprozessen gearbeitet, dass neben der geometrischen Führung von Baumaschinen auch automatisierte Verfahren für das Abstecken, Ausrichten und Positionieren von Bauteilen und Maschinen ermöglichen soll. Aufgrund der Individualität jeder Baustelle wird eine Toolbox mit einzelnen Modulen entwickelt, die es aufgrund ihres "enthaltenen Expertenwissens" ermöglicht, individuelle Automatisierungssysteme einfach bereitzustellen.

Die Planung größerer Bauvorhaben ist ohne eine Unterstützung durch CAD (Computer Aided Design) nicht mehr vorstellbar. Gleiches gilt auch für die industrielle Fertigung. Dort aber haben sich in den letzten Jahren die Produktionsprozesse dahingehend weiterentwickelt, dass der CAD gestützten Planung eine CAM (Computer Aided Manufacturing) gestützte Produktion folgt. Dies bedeutet, dass der Produktionsprozess auf Basis der digitalen Planungsdaten computergestützt und somit weitestgehend automatisiert abläuft. So kann eine hohe Qualität bei sinkenden Kosten erzielt werden.

In der Bauindustrie wird in den letzten Jahren ebenfalls an einer Effizienzsteigerung durch Automation gearbeitet. Die Einführung von CIC (Computer Integrated Construction) kommt aber nur langsam voran. Dies liegt sicherlich u.a. besonders an der Individualität jeder einzelnen Baustelle und den dynamischen Veränderungen bei Baufortschritten. Der in Abbildung 1 dargestellte Regelkreis des automatisierten Bauprozesses gibt einen Einblick in die einzelnen Arbeitsfelder.

Die Individualität der verschiedenen Anwendungen auf der Baustelle bedingt eine sehr umfangreiche Analyse der Anforderungen an ein modulares System. Die notwendigen Funktionalitäten, die in einer Toolbox enthalten sein müssen, werden bestimmt und umgesetzt. Dabei wird LabView® als Entwicklungsumgebung eingesetzt.

Erste Ergebnisse:

Aus den verschiedenen Anwendungen wurden über 60 Einzelfunktionen u.a. aus den Bereichen Regelungstechnik, Zustandsberechung, Datenmanagement und Qualitätssicherung extrahiert. Die so entwickelte PoGuide-Toolbox ermöglicht es zum Beispiel, das in Abbildung 2 dargestellt System zur automatischen Führung einer Baumaschine zu realisieren.

Publikationen:

• Gläser, A. (2005): A Modular System for Guidance and Control Applications for Construction Machines. In: Grün, Kahmen (Eds.): 7th Conference on Optical 3-D Measurement Techniques, Volume I, pp. 307-316, Vienna. (Kurzfassung)
• Möhlenbrink, W. (1999): Zielverfolgende Tachymeter im Bauprozeß. In: Mitteilungen 2/1999, Deutscher Verein für Vermessungswesen, Landesverein Baden-Württemberg, Stuttgart.