3D-Bauwerksmodelle: Wie sie mit KI aus vorhandenen Daten entstehen

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In einem Verbundprojekt werden Verfahren entwickelt, um Bauwerksdokumente wie 2D-Pläne, Bilder und Punktwolken in 3D-Bauwerksmodelle zu überführen.

• Wo bislang nur Texte, Bilder oder 2D-Pläne für den Bauprozess vorliegen, sollen künftig 3D-Bauwerksmodelle den Lebenszyklus von Gebäuden abbilden.

• Ein neues Projekt will in diesem Sinne der Digitalisierung Schwung verleihen.

• Um die Bauwerksdokumente in 3D-Modelle zu überführen, sollen Verfahren der künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen.

In einem neuen Verbundprojekt wollen Partner aus Forschung und Industrie Verfahren entwickeln, die mittels künstlicher Intelligenz (KI) Bauwerksdokumente wie zweidimensionale Pläne, Bilder, Punktwolken oder Textdokumente in digitale 3D-Bauwerksmodelle überführen. Die Technik soll sich auch eignen, um bereits vorhandene Modelle automatisiert gemäß dem Baufortschritt zu aktualisieren. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt "Bestandsmodellierung von Gebäuden und Infrastrukturbauwerken mittels KI zur Generierung von Digital Twins - BIMKIT" mit rund 10,8 Millionen Euro von Januar 2021 bis Dezember 2023. 1,8 Millionen Euro davon fließen an den Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen der Ruhr-Universität Bochum (RUB) sowie an die Worldfactory der RUB. Die Firma Hottgenroth Software leitet das Vorhaben, das im Rahmen des Innovationswettbewerbs "Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme" gefördert wird.

Digitale 3D-Bauwerksmodelle für den gesamten Lebenszyklus

Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) werden 3D-Modelle genutzt, um den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks zu erfassen. Das ermöglicht, Instandhaltung, Erneuerung und Rückbau von Gebäuden effizienter zu planen und einen nachhaltigen Betrieb zu gewährleisten. "Trotz aller Vorteile des digitalen Planens, Bauens und Betreibens stehen 3D-Modelle insbesondere zu Bestandsbauten nicht zur Verfügung", sagt Prof. Dr. Markus König, Leiter des Lehrstuhls für Informatik im Bauwesen. "Das verzögert nicht nur die Einführung von BIM im Bauwesen. Es fehlen für die gesamte Bau- und Wohnungswirtschaft verlässliche Daten zur Optimierung des Lebenszyklus eines Bauwerks." Hier setzt das Projekt BIMKIT an. Es hat zum Ziel, KI- und Cloud-Technologien als Schlüsseltechnologien der Digitalisierungsstrategie der Bundesregierung für die Bauwirtschaft nutzbar zu machen.

Das RUB-Team um Markus König entwickelt die erforderlichen KI-Verfahren, um zum einen basierend auf Bauwerksdokumenten digitale 3D-Bauwerksmodelle für bereits bestehende Bauwerke zu erzeugen und zum anderen bei Umbaumaßnahmen bestehende digitale Baumodelle aufgrund von Baudokumenten automatisiert zu aktualisieren. Die Daten und KI-Dienste stellen sie mithilfe von offenen Standards und bestehenden BIM-Systemen auf Basis der europäischen Cloud "GAIA-X" zur Verfügung. Datensouveränität und Datensicherheit stehen im Fokus, da auch sicherheitsrelevante Informationen zu Bauwerken ausgewertet werden.

Umsetzung von Transfer Labs zur Demonstration der Ergebnisse

Die Abteilung Transfer und Entrepreneurship der RUB, die das zentrale Transferprojekt der RUB Worldfactory betreut, arbeitet ebenfalls als Partnerin im Projekt mit. Sie unterstützt den Lehrstuhl Informatik im Bauwesen bei den geplanten Verwertungsaktivitäten. Im Rahmen von BIMKIT soll ein Konzept für Transfer Labs erstellt und umgesetzt werden, um die Projektergebnisse anschaulich zu demonstrieren. In den Transfer Labs können zukünftige Anwenderinnen und Anwender außerdem Feedback zu den Forschungsergebnissen geben, das in den Entwicklungsprozess einfließen kann.

Kooperationspartner

Neben dem Konsortialführer Hottgenroth Software und der RUB sind an dem Projekt beteiligt: die Softwareentwicklungsunternehmen AI4BD Deutschland, Allplan und Neue Technologien AG, die Unternehmensberatung A+S Consult, das Unternehmen E-Task Immobilien Software, das Heinrich-Hertz-Institut der Fraunhofer-Gesellschaft für Angewandte Forschung, Hexagon Geosystems Services, die Firma planen bauen 4.0 sowie die Schüßler-Plan-Ingenieurgesellschaft.

Bild: Erfolgreiche Zusammenarbeit: Im Projekt kooperiert die Abteilung für Transfer und Entrepreneurship, hier Ulrike Beißert im Bild, mit dem Team um Markus König vom Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen. © RUB, Marquard

Weitere Informationen: https://www.ruhr-uni-bochum.de/de

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