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000765950 1001_ $$0P:(DE-82)IDM02401$$aStumm, Sven Christoph$$b0$$urwth
000765950 245__ $$aInterconnecting design knowledge and construction by utilizing adaptability and configurability in robotics : mediating digital information from architectural design to construction through parametric design intent based robot programming$$cvorgelegt von Sven Christoph Stumm, Dipl. Inf.$$honline
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000765950 300__ $$a1 Online-Ressource (xiii, 185 Seiten) : Illustrationen
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000765950 500__ $$aVeröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2019
000765950 502__ $$aDissertation, RWTH Aachen University, 2018$$bDissertation$$cRWTH Aachen University$$d2018$$gFak02$$o2018-11-23
000765950 5203_ $$aIn den verschiedenen Bauprojektenphasen wird eine große Menge an Konzept- und Planungswissen generiert. Diese Informationen werden in der Planung verwendet, gehen aber oft im Übergang zur Produktions- und Konstruktionsphase verloren. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Ansatz zur Robotik als Vermittler zwischen Planung und Produktion analysiert. Der Informationsfluss zwischen Building Information Management (BIM), Planung und Produktion wird untersucht. Aufgrund der Anforderungen innerhalb des Bauwesens müssen jedoch neue Konzepte für Planung, Produktion und Bauausführung entwickelt werden. In der Fertigungsindustrie wurde bereits ein neuer Arbeitsablauf von Entwurf bis zur Produktion ermöglicht, vor allem durch digitalisierte Maschinen sowie die virtuelle Inbetriebnahme von Fabriken. Der aktuelle Automatisierungsgrad in der Bauindustrie ist vor allem im Vergleich zur industriellen Produktion gering. Dies ist vor allem auf die Unterschiede im Arbeitsumfeld zurückzuführen. Aus der Betrachtung beider Bereiche lassen sich Anforderungen für die Bauautomatisierung ableiten. Aufgaben und Umgebungsbedingungen sind konstantem Wandel ausgesetzt und erfordern daher eine schnelle Konfigurierbarkeit der Maschinen. Darüber hinaus sind Anpassungsstrategien für Abweichungen und Materialtoleranzen erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit werden diese Anforderungen sowie Lösungsansätze durch Entwicklungen im Bereich Konzipierung, Produktion und Mensch-Maschine Kollaboration detailliert behandelt. Im Vordergrund steht ein kontinuierlicher Informationsfluss zwischen Konzipierung, Planung und Ausführung, sowie ein Informationsfeedback aus der Produktionsphase zurück zur Planung. Dies schafft neue Möglichkeiten für eine prozessorientierte Gestaltung. Darüber hinaus führt ein kontinuierliches Feedback zu neuen Erkenntnissen im Bereich Entwurf zur Produktion, insbesondere für den Architekten. Bisherige Automatisierungsversuche in der Bauausführung mit Spezialmaschinen für spezifische Aufgaben waren aufgrund ihrer geringen Flexibilität meist erfolglos. Bauaufgaben können sehr komplex sein. Der Einsatz von Spezialmaschinen für einzelne Aufgaben erfordert daher die Anpassung der Bauarbeiten an die automatisierten Prozesse. Dies führt zu zusätzlichen Kosten und Unterbrechungen des Arbeitsablaufs. Zusätzliche Kosten entstehen ebenso durch die Entwicklung, Implementierung und Wartung einer Lösung, die nur für eine kleine spezifische Einzelanwendung eingesetzt werden kann. Diese Arbeit analysiert den technologischen Fortschritt und die Kommunikationsstrategien in den aktuellen Informationssystemen, die zur Entwicklung neuer Paradigmen in der Industrie 4.0 führen. Aus diesem Grund werden Industrieroboter als Beispiel für vielseitige Maschinen betrachtet, die in der Lage sind, digitale Informationen zu verarbeiten und mit verschiedenen Endeffektoren ihre Umgebung zu beeinflussen. Es werden Konzepte entwickelt, die darauf abzielen, bei Bauprojekten zwischen der digitalen Planung und der physischen Realität zu vermitteln. Der Begriff planungsintentionsbasierte (Design Intent Based) Roboterprogrammierung wird geprägt und bezeichnet eine neue Form der Roboterprogrammierung, die sich aus verschiedene Ansätze in der Robotik zusammensetzt. Mit diesem Ansatz soll der Bereich der Baurobotik vorangebracht werden.$$lger
000765950 520__ $$aA large amount of design and planning knowledge is created throughout the different phases in construction projects. This information is employed within planning but is often lost in transition to the production and construction phases. Within this work an approach towards robotics as a mediator between planning and production is analyzed. The flow of information between Building Information Management (BIM), design and production is closely examined. However due to the requirements within construction new concepts for design to production and construction need to be developed. For manufacturing industries, a new work flow from design to production was mainly enabled through digitized machinery, as well as virtual commissioning of factories. The current degree of automation within the construction industry is low especially compared to industrial production. This is mainly due to the differences in the work environment. This creates multiple prerequisites for construction automation. Changing tasks and environmental conditions require a fast configurability of machines. Additionally, adaptation strategies for deviations and material tolerances are required. Within this work these requirements are addressed in detail, as well as potential solutions through developments within design to production and human-machine collaboration. The main focus is a continuous information flow between design, planning and execution as well as information feedback from the production phase back to the design. This creates new possibilities for a process informed design. Furthermore, a continuous feedback for the designer leads to new insights within design to production. Previous attempts at automation were made using specialized machines for specific tasks were mostly unsuccessful, due to their low flexibility. Construction tasks can be highly complex. Employing specialized machinery for singular tasks, therefore requires the adaption of the construction work towards the automated processes. This results in additional cost and interruptions to the work flow. Additional costs result out of the development, implementation and maintenance of a solution, which can only be used for a small specific individual application. This work analyzes the technological progress and communication strategies in current information systems, which lead to the development of new paradigms in Industry 4.0. For this reason, industrial robots are examined as exemplary versatile machines, which are able to process digital information, as well as affect their environments utilizing different end-effectors. Concepts are developed that aim to mediate between the digital and physical representation within construction projects. The term design intent based robot programming is coined which combines different approaches in robotics to advance towards robotics for construction.$$leng
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