ARBIM4Factory

Überblick:

Das Forschungsprojekt ARBIM4Factory vereint Bereiche der Architektur, Fabrikplanung und Informatik. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV und zahlreichen Praxispartnern werden Möglichkeiten erforscht, wie Building Information Modeling (BIM) in Kombination mit Augmented Reality (AR) eingesetzt werden kann, um den Fabrikplanungsprozess zu vereinfachen und zu beschleunigen. Der Fokus des Projekts liegt auf der Bestandsaufnahme, dem Einpflegen der resultierenden Daten in ein BIM-Modell, sowie der Visualisierung relevanter Daten für die Fabrikplanung mittels AR. Mithilfe von beispielhaften User Stories und deren prototypischer Umsetzung werden Aufwand, notwendige Ressourcen und möglicher Nutzen ermittelt.

Ziele:

• Erzeugung prototypischer BIM-Modelle von Fabrikgebäuden und Produktion
• Umsetzung der User Stories mittels AR
• Ableiten eines Leitfadens zur Erstellung und Erweiterung von BIM-Modellen sowie deren Visualisierung mittels AR

Projektbeschreibung:

Um in einem Feld mit dynamischen Märkten und hohem Wettbewerbsdruck zu bestehen, müssen sich produzierende Unternehmen schnell an geänderte Rahmenbedingungen anpassen können sowie die Effizienz ihrer Produktion stetig verbessern. Aufgrund dessen wird die Fabrikplanung zunehmend zu einem kontinuierlichen Prozess. Datenbeschaffung und -aufbereitung sowie Abstimmungen zwischen den verschiedenen Beteiligten kosten dabei viel Zeit. Außerdem werden Auswirkungen von Änderungen aufgrund komplexer Wechselwirkungen oftmals erst nach erfolgter Umsetzung in der realen Umgebung ersichtlich.

Daten, die bei der Fabrikplanung benötigt werden, liegen derzeit in unterschiedlichen Formen vor, analog in Papierform, digital gespeichert an verschiedenen Orten und in verschiedenen Formaten. So beansprucht die Datenbeschaffung und -aufbereitung viele Ressourcen bei der Umplanung von Fabriken. Eine zentrale, strukturierte Datenablage oder -verlinkung in einem BIM-Modell erleichtert diesen Prozess. Zusätzlich können in dieser Single Source of Truth Informationen zum Gebäude und zur Produktion direkt an der zugehörigen Stelle abgelegt werden. Mittels Augmented Reality können die Daten einerseits vor Ort abgerufen werden. Dadurch verringert sich die Vorbereitungen für Fabrikbegehungen, da direkt vor Ort auf die Informationen zugegriffen werden kann. Außerdem können die Daten somit auch im realen Kontext visualisiert werden. Dadurch werden komplexe Wechselwirkungen sichtbar. Im ARBIM4Factory Projekt wird untersucht, wie BIM und AR kombiniert werden können, um aktuelle Problemstellungen bei der Umplanung von Fabriken zu lösen. 

Das Projekt teilt sich in 4 Phasen. Zuerst 1) erfolgt die Erfassung von Herausforderungen, vor denen die Unternehmen stehen, und die Ausarbeitung möglicher Anwendungsszenarien von BIM und AR. Dies erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern. Anschließend 2) werden Bestandserfassungen durchgeführt und die resultierenden Daten in BIM-Modellen abgelegt. Diese werden mit Daten aus der Produktion angereichert. Ein entsprechendes Systemkonzept für die Datenspeicherung wird ebenfalls erarbeitet. 3) Um die Daten intuitiv zugänglich zu machen, werden Visualisierungstechniken in AR evaluiert und passende Interaktionsmethoden entwickelt. Auf Basis dieser Ergebnisse werden 4) die User Stories aus der ersten Phase umgesetzt und erprobt. Abschließend werden die Projektergebnisse sowie die entwickelten Vorgehensweisen in einem Leitfaden für die zukünftige Nutzung von BIM und AR zusammengefasst.

Ergebnisse:

Die angestrebten Ergebnisse des Projekts sind:

• BIM Modelle bestehender Fabriken
• AR Visualisierung von Daten in der Fabrik
• Leitfaden zur Nutzung von BIM und AR in der Fabrikplanung

Die Ergebnisse liegen voraussichtlich Ende 2022 vor.