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Titelbild Veroeffentlichungen des Verbundprojetks

Überblick zu den Ergebnissen des Verbundprojektes

Nach 3,5 Jahren Projektlaufzeit war die Abschlussveranstaltung am 28. September 2022 in Hoyerswerda das praktische Highlight, aber die Ergebnisse des Projektes spiegeln sich auch in diversen Veröffentlichungen wider. Diese finden Sie hier im Folgenden nach den Themenschwerpunkten aufgelistet.
Viel Spaß beim Lesen und Informieren!

Eine gesammelte Darstellung aller Projektergebnisse finden Sie im Abschlussbericht des Verbundvorhabens. Diesen können Sie kostenlos und open access bei der TIB Hannover beziehen.
Klicken Sie dafür bitte auf folgenden Link:

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Gesamtevaluation


Hier sehen Sie die wichtigsten Beiträge zur Gesamtemevaluation.


Teaser Bild VDBUM info 4-22

Bauen 4.0 - Forschung für die Baustelle der Zukunft

In VDBUMinfo 04-2022

Beck, B.; Waurich, V.; Jacob, R.; Kessler, S.; Fischer, A.; Cai, Z.; Schöberl, M.

2022, VDBUMinfo

Der hohe Bedarf im Wohnungs- und Infrastrukturausbau stellt den Bausektor vor große Herausforderungen. Um die Produktivität und Effizienz trotz Fachkräftemangel zu steigern, ist die Weiterentwicklung der Maschinentechnologie und der Bauprozesse ein wichtiger Hebel.

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Link zum Beitrag (S.68-69)


Forschungsprojekt Verbundprojekt Bauen 4.0

In "Hier steckt BIM drin! Sachsen"

Beck, B.; Weber, J.

2022, bsD Verlag

Die Baustelle der Zukunft steht im Fokus des Verbundprojekts „Bauen 4.0“. Gekennzeichnet ist sie durch eine durchgängige und schnittstellenübergreifende Digitalisierung von der Bauplanung und Baustellenlogistik über Vernetzungstechnologien bis hin zur Umsetzung diverser Automatisierungsstufen auf den Maschinen.

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Site Execution System

Finalist Bauma Innovationspreis 2022

Beck, B.; Waurich, V.

2022, VDMAonline

Vernetzte und automatisierte Baumaschinen sind ein Schlüssel zu effizienteren Bauprozessen. Das Site Execution System (SES) ist der zentrale Baustein zur Aggregierung aller Maschinen- und Prozessdaten auf der Baustelle sowie der Orchestrierung automatisierter Baumaschinenflotten. Die SES-Plattform integriert Planungsdaten und verknüpft diese mit der Aufgabenbeschreibung für automatisierte Baumaschinen. Die Arbeitsergebnisse werden erfasst und den Aufgabenbeschreibungen sowie den zugrundeliegenden Planungsdaten zugeordnet. Bauleiter, Poliere und die MTA können die Baustelle in Echtzeit überwachen und Bauprozesse koordinieren.

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Vorstellung der „digitalen Baustelle“ und Vorstellung des Verbundprojektes Bauen 4.0 an der TU Dresden

Deutsch-polnische Kooperationstage im Bereich Digitalisierung der Baubranche 2022

Beck, B.

2022, Dreberis

Im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) organisierte DREBERIS im Zeitraum vom 05.04.2022 bis zum 07.04.2022 eine digitale Informationsreise für polnische Vertreter der Bauwirtschaft nach Deutschland. Es handelte sich dabei um eine projektbezogene Fördermaßnahme und wurde im Rahmen des Markterschließungsprogramms für KMU durchgeführt. Ursprünglich sollte die digitale Baustelle in Dresden live besucht werden. Aufgrund der Corona Pandemie fanden mehrere digitale Events statt, bei dem das Verbundprojekt Bauen 4.0 vorgestellt wurde.

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Baustelle der Zukunft: Bagger-Simulator in Reallife!

InnoPulsLab

2022, Youtube

Im aktuellen Film besuchen Ryan und unsere neue Moderatorin Caro das Forschungsprojekt Bauen 4.0 ☝️ Denn – gerade wird überall gebaut... Wir haben unsfür euch gefragt: Wie läuft das heutzutage eigentlich so ab auf der Baustelle, wie modern und digital ist die Baubranche und wie attraktiv ist sie als Arbeitsplatz❓
Dazu besucht unser Moderatorenteam das Forschungsteam von Bauen 4.0 an der Technischen Universität Dresden, die zusammen mit einer ganzen Organisation von über 20 Firmen die komplette Baubranche revolutionieren wollen. Dazu entwickeln sie leistungsfähige, innovative und flexible Maschinen sowie Kommunikationstechnologien, um so alle Arbeitskräfte durch Digitalisierung und intelligente Automatisierung auf einer Baustelle zu unterstützen. Dazu tüfteln sie besonders an der Effizienz und Produktivitätssteigerung von Bauprozessen allgemein, und zwar durch die Vernetzung und Kommunikation mobiler Maschinen – damit jeder auf der Baustelle zu jedem Zeitpunkt weiß, wo der Hammer hängt und der Bagger baggert! Das nennen wir mal eine höhere Ordnung!
Schaut euch das Reallife-Game der Baustelle der Zukunft mit uns an. Denn: Wer braucht schon kleine Spielzeuge, wenn er richtige Bagger steuern kann💯?

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Teaser Bild VDBUM info 6-22

Auf der Baustelle angekommen - Verbundprojekt Bauen 4.0 veröffentlicht Abschlussbroschüre

In VDBUMinfo 06-2022

Lübberding, W.

2022, VDBUMinfo

200 Teilnehmende haben sich Ende September auf dem Außengelände der Versorgungsbetriebe Hoyerswerda über die Ergebnisse von drei Jahren Forschungsarbeit im Verbundprojekt Bauen 4.0 informiert.

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Link zum Beitrag (S.67)


Bauen 4.0 - Future of Construction Site

Vodafone

2022, Hoyerswerda

Zum Abschlussevent am 28.09.2022 war Vodafone zu Besuch und hat ein spannendes Video über die dort gezeigten Bauen 4.0 und Forschungsfeld Lausitz Lösungen gedreht.

Video


Applied Research to Automation and Digitization in Future Construction

Vortrag auf dem bauma Forum 2022

Weber, J.

2022, München Deutschland

Während der bauma 2022 findet begleitend das Forum statt - Eine Bühne für den Wissensaustausch. Bauen 4.0 war mit 2 Vorträgen dabei! Außerdem gab es im Vorfeld eine Webinarreihe.

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Europaweit vernetzen!

In VDMA Magazin 09/10 2022

Weber, J.

2022, VDMA Magazin

Das Baugewerbe verzeichnet nur geringe Produktivitätssteigerungen. Wie können Baumaschinenhersteller gegensteuern, um wettbewerbsfähig zu bleiben? Dringend notwendig sind etwa automatisierte Baumaschinen und - prozesse sowie die Vernetzung aller Akteure – nicht nur in Deutschland, sondern europaweit.

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Von der Verbundforschung zur Anwendung

Vortrag im Rahmen der Tagung Neu:Bau22

Weber, J.

2022, Hoyerswerda

Die Lautech ist betreibt ein Technologiezentrum in Hoyerswerda, welches auch das zu Hause der Bauen 4.0 Mitarbeiter währedn der Vorbereitungsphase des Abschlusseventes war. Darüberhinaus ist die Lautech in diverse FuE Projekte im Themenbereich Bauen, speziell serielle Sanierung, inmvolviert und richtet deshalb jedes Jahr die Tagung Neu:Bau aus.

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Das Verbundforschungsprojekt „Bauen 4.0“ - Überblick , Architekturaspekte für die digitale Baustelle und Diskussion ausgewählter Maschinen Services

Mobile Machines - Automatisierung und Konnektivität für Off-Highway Fahrzeuge

Köhler, S.

2021, Online

Präsentation ausgewählter Ergebnisse insbesondere im Themenschwerpunkt Maschinen bezogen auf Vernetzungsaspekte und deren Einbindung im Gesamtkontext

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Die Baustelle der Zukunft

Die Exzellenzuniversität in Sachsen - Technische Universität Dresden - Eine Beilage in der sächsischen Zeitung

Mundus, J.

2021, Dresden Deutschland

Im Verbundprojekt „Bauen 4.0“ denken Ingenieure Bauabläufe neu. Maschinen und Menschen arbeiten künftig vernetzt miteinander. Das spart Zeit und wichtige Ressourcen.

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Dieser Bagger baggert selbst

Sächsische Zeitung

Mundus, J.

2021, Dresden

In diesem Moment ist Benjamin Beck für somanches Kind ein Held. Mit geübten Griffen an Hebeln und Knöpfen sorgt der Mann im Führerhaus dafür, dass sich die riesige Schaufel des Baggers bewegt. Stück für Stück ruckt sie in einer großen Halle der TU Dresden in die richtige Position fürs Foto.

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Mit Bauen 4.0 zur digitalisierten Baustelle

In BauPortal

Weber, J.; Kessler,S.; Beck, B.; Jacob, R.; Weise, C.

2021

Unterschiedliche Akteure, dynamische Abläufe und eine heterogene Technik stellen Herausforderungen für die Digitalisierung von Bauprozessen dar. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „Bauen 4.0“ arbeiten 30 Projektpartner an digitalen Innovationen für die Baustelle der Zukunft.

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The Joint research project „ Bauen 4.0“ - Overview, development status, demos and outlook

CECE Summit

Weber, Jürgen

2021, Brüssel Belgien

Eine wichtige europäische Plattform stellt der europäische Baumaschinenverband CECE mit seinem Summit dar. Auch hier war Bauen 4.0 vertreten.

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The joint research project “ Bauen 4.0” - Towards more sustainability und productivity on construction sites

In ESI Live

Weber, Jürgen

2021, Online

Unser Projektpartner ESI ITI veranstaltete eine Virtuelle Konferenz zur der Prof. Weber einen Einblick in unser gemeinsames Forschunsgprojekt gab.

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Joint research project „Bauen 4.0“ - Overview, development status, demos and outlook

CMM - Connected mobile Machines & Mobility

Beck, B.

2020, Hannover Deutschland

Ein Überblick zum Stand der Arbeiten des Verbundprojektes auf der CMM Tagung.

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Current Research and Developments for Civil Engineering in Germany

Current Trends in Civil & Structural Engineering 5 (1)

Schöberl, M.; Cai, Z.; Fischer, A.; Kessler, S.

2020, Iris Publishers

Productivity of the construction industry stagnated in the recent decades [1] while other industries’ productivities were on the rise. Multiple differentiating factors between the construction and other industries are held accountable for this development.

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Towards a Construction Site Control System – Task Management in Construction Operations and Intralogistics. 38th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2021)

Schöberl, M.; Bartmann, D.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Dubai United Arab Emirates

The operation of automated construction equipment and autonomous construction robots depends on contextual information regarding the job to be carried out. Therefore, robots as well as equipment require a task-based construction site control system. Such a system also provides some advantages for construction managers.

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doi:10.22260/ISARC2021/0017



Automatisierte, vernetzte Maschinen


Hier sehen Sie die wichtigsten Beiträge zum Thema automatisierte, vernetzte Maschinen.


Availability, security and interoperability of machine data in the connected construction site

Vortrag auf dem Bauma Forum 2022

Beck, B.

2022, München Deutschland

Während der bauma 2022 findet begleitend das Forum statt - Eine Bühne für den Wissensaustausch. Bauen 4.0 war mit 2 Vorträgen dabei! Außerdem gab es im Vorfeld eine Webinarreihe.

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Lösungen für die vernetzte und automatisierte Baustelle

ATZ heavyduty 15, pages 48–53 (2022)

Beck, B.; Sitte, A.; Waurich, V.; Will, F.; Weber, J.

2022, ATZ heavyduty

Die TU Dresden entwickelt und erprobt im Verbundforschungsprojekt Bauen 4.0 zusammen mit der TU München und 22 Industriepartnern innovative Lösungen für die vernetzte und automatisierte Baustelle. Dabei stehen insbesondere Baumaschinentechnologien im Vordergrund. Anhand eines Tiefbauszenarios wird in diesem Beitrag gezeigt, wie sich Automatisierung, Vernetzung und modellbasierte Bauprozesse in die digitale Baustelle der Zukunft integrieren und wie die Lücke zwischen Forschung und Produktentwicklung geschlossen werden kann.

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Bauen 4.0: Vernetzter, automatisierter Tiefbau am Beispiel Mobilbagger

9. Fachtagung Baumaschinentechnik

Köhler, S.; Waurich, V.; Ritz, D.;Beck, B.; Weber, J.; Will, F.

2022, Dresden

Die Betrachtung des Status Quo der Digitalisierung im Bausektor zeigt, dass viele Aspekte des digitalen Bauens bereits umgesetzt sind. Diese Lösungen sind jedoch häufig unzureichend kompatibel zueinander. Im Rahmen des Verbundforschungsprojektes Bauen 4.0 wurde daher ein an ISO 15143-1 angelehnter Systemarchitekturansatz entwickelt, bei dem die Bauausführung und die mobilen Arbeitsmaschinen im Fokus liegen.

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Integration of fault detection and diagnosis methods into OPC UA for mobile machinery

13th International Fluid Power Conference

Köhler, S.; Weber, J.

2022, Aachen Deutschland

In the construction industry, so-called site information systems are responsible for consistent end-to-end data utilization by connecting relevant stakeholders, which shall increase productivity and sustainability. This paper continues the work on OPC Unified Architecture (OPC UA) data models for mobile machinery and integrates a fault management system. The information model comprises two use cases, precisely machine supervision and machine maintenance. To demonstrate the functionality of the proposed solution, a Software-in-the-Loop Simulation including implemented OPC UA server and clients has been executed. The communication via OPC UA meets the identified requirements of the use cases.

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On the qualification of common off-road hydraulic systems for upcoming automation

13th International Fluid Power Conference

Ritz, D.; Weber, J.

2022, Aachen Deutschland

This contribution will give a broad overview on automated earth moving machinery, especially on excavators. On the basis of a mobile excavator with state-of-the-art flow sharing system, an analysis of the system characteristics is carried out. The Main aspect of this contribution will be the subsystem controls of the hydraulic system. A suitable control strategy is derived from the architecture of the hydraulic system. Thereby, additional safety components like pipe burst and suction valves are analyzed regarding their influence on the system behavior. The developed control strategy is included into the software architecture. Finally, the model-based validation with a synthetic test cycle for multiple axis is used to show the functionality of the developed algorithms. The work of this contribution is part of the joint research project "Bauen 4.0".

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The path to distributed hydraulic actuation - Model-based system design of enhanced mechatronic pilot systems

13th International Fluid Power Conference

Erhard, M.; Richter, S.; Roßmann, P.; Petzold, M.

2022, Aachen Deutschland

Excavators creating a planum or digging a trench without an operator on the machine – are automated machine functions the near future? THOMAS can answer this not alone, but our products can pave the way. Modern mechatronic pilot systems for decentralized axis control simplify interaction with the overall machine control by supporting the integration of assistance and automation systems. With the electro-hydraulic actuator, an intelligent and simple configurable component for closed-loop operation of directional control valves is available. Model-in-the-loop approaches lead to a robust and accurate controller design. Adaptation to different customer systems is taken into account both by the controller architecture and by supporting parameterization via self-adaptation. The integration of these functions thus maximizes customer benefits while leaving room for their own visions.

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Link zum Artikel im Thomas Magazine

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Perspectives of a Connected and Automated Construction Site

6th international VDI Conference - Connected Off-Highway Machines

Waurich, V.; Will, F.

2021, Online

...

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Netzwerkschnittstellen für mobile Arbeitsmaschinen im Kontext der digitalisierten Baustelle

8. Fachtagung Baumaschinentechnik

Köhler, S.; Waurich, V.; Ritz, D.; Beck, B.; Weber, J.; Will, F.

2020, Dresden Deutschland

Baustellen unterscheiden sich von der industriellen Fertigung durch ihr komplexeres Um-feld, ihrem Unikatcharakter (Losgröße1) und den vielen, stark heterogenen Akteuren sowie die fehlenden Standards und Schnittstellen zum Datenaustausch. Mit dem Einsatz digitaler Technologien beweist die industrielle Fertigung bereits heute erzielbare Mehrwehrte [1]. Eine einfache Übertragung auf Baustellenszenarien ist zwar nicht möglich, Teilaspekte las-sen sich jedoch anwenden.

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The Role of Construction Machinery on an Automated and Connected Construction Site

4th International VDI Conference Smart Construction Equipment - White Paper

Waurich, V.; Will, F.

2020

This white paper outlines the role of construction machinery in a construction process that is driven by model based life cycle management and digital information flow. The authors illustrate the role of machine automation and emphasize the importance of integrated data flow.

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5G Maschinen- und Baustellenvernetzung


Hier sehen Sie die wichtigsten Beiträge zu 5G Maschinen- und Baustellenvernetzung.


Connected Off-Highway Machines and Services - Large Scale Lab-Demonstrator Activities. IEEE 5G++ Online Summit

Beck B.; Jacob, R.

2020, Dresden Deutschland

...

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Link zur Veranstaltung


uRLLC: Remote Controlled Excavator

Ausstellung und Vorführung im Rahmen des 7th IEEE 5G++Summit

Ritz, Denis; Köhler, Simon; Jacob, Richard; Beck, Benjamin

2022, Dresden Germany

What opportunities do 5G networks offer for heavy machinery? You can discuss the answer to this question with the developers, while controlling an 18 t wheeled excavator with a game con-troller via 5G Campus net-work with low latency.[...]

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Eindrücke vom Event


Video Remote Control for Excavators

Ausstellung und Vorführung im Rahmen des IEEE 6G

Ritz, Denis; Köhler, Simon; Sitte, André; Taesch, Julian; Beck, Benjamin

2023, Dresden Germany

What does the home office look like for machine operators? How can the shortage of experienced machine operators be countered? You are welcome to discuss these questions with the CFLab team while remotely controlling an 18 t excavator via video signal. Video and Control signals, as well as sensor data for real-time 3D visualisation are provided via 5G networks (private and public). By using the industry-driven OPC-UA standard, integration is greatly simplified.[...]

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Link zum Vodafone Newsroom

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Bauen 4.0 - Communicating Construction Machines as Prerequisite for Digital Construction Processes. Maha Fluid Power Conference

Weber, J.

2022, Purdue USA

...

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Maha Fluid Power Conference



Prozesse und Lösungen für die digitale Baustelle


Hier sehen Sie die wichtigsten Beiträge zu Prozessen und Lösungen für die digitale Baustelle.


Implementation of a digital twin framework in the modular housing industry. 2022 IEEE 28th ICE/ITMC & 31st IAMOT Joint Conference IEEE

Fischer, A.; Llorens, J. R.; Cai, Z.; Wilke, M.; Kessler, S.; Fottner, J.

2022, Nantes Frankreich

The construction industry is one of the minor digitized industries, and it has been characterized by a belowaverage increase in productivity in recent decades. The modular housing sector copies the production system of the manufacturing industry to meet these deficits, which makes it a perfect example for evaluating Industry 4.0 technologies.

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A Case Study: Conception of digitalizing prefabrication processes in the construction industry. 39th International Symposium on Automation and Robotics in Construction, ISARC

Cai, Z.; Tarfaoui, M.B.; Kessler, S.; Fottner, J.

2022, Bogota Chile

During the last few years, the importance of prefabrication and its digitalization has grown significantly in the construction industry. In this context, a German construction company intended to extend an existing warehouse application into a system that additionally monitors production time to identify the bottleneck. In this case study, a concept of digitalizing the prefabrication was proposed with the components of hardware, middleware and software

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doi:10.22260/ISARC2022/0070


A Case Study: Developing a Systematic Method for the Digitalization of Business Processes for SME in the Construction Industry. In: Eurasian Studies in Business and Economics

Cai, Z.; Huang, Y.; Kessler, S.; Fottner, J.

2022, Springer International Publishing

A Case Study: Developing a Systematic Method for the Digitalization of Business Processes for SME in the Construction Industry. In: Eurasian Studies in Business and Economics

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doi:10.1007/978-3-031-15531-4_6


A Case Study: Digitalization of Business Processes of SMEs with Low-Code Method. 10th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control MIM

Cai, Z.; Huang, Y.; Kessler, S.; Fottner, J.

2022, Nantes France

Compared to large companies, small- and medium-sized enterprises (SMEs) in some critical industries, e.g. construction industry, have a lower level of digitization. One main reason is the complexity of digital transformation in the development and implementation phase.

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doi:10.1016/j.ifacol.2022.09.666


Digitalisierung der Materialflüsse in der Baulogistik auf Basis der Tracking and Tracing -Technologie.

Cai, Z.

2022, Willingen Deutschland

50.VDBUM Seminar

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Digitalization of construction logistics based on Tracking and Tracing (TaT) Technology

Cai Z.; Kessler, S.; Fottner J.

2022, Dresden Deutschland

9. Fachtagung Baumaschinentechnik

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TUM Website


Erkennung und Volumenmessung von Schüttgütern in der Baubranche mit Deep Learning.

Cai, Z.; Chebil, G.A.; Kessler, S.; Fottner, J.

2022, München Deutschland

26. Fachtagung Schüttgutfördertechnik

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Leider keine Datei und Verlinkung möglich. :(


Cyclic Update of Project Scheduling by Using Telematics Data.17th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing

Fischer, A.; Li, Z.; Wenzler, F.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Budapest Hungary

Discrete-event simulation (DES) is not really used in construction industries that require more flexibility. However, use cases can be found where DES can support the construction industries. One use case is schedule optimization. This paper presents an agent-based DES method for optimizing schedules in the construction industry taking resource-dependent process-lengths into account.

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doi:10.1016/j.ifacol.2021.08.025


Detecting Equipment Activities by Using Machine Learning Algorithms. 17th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing

Fischer, A.; Liang, M.; Orschlet, V.; Bi, H.; Kessler, S.; Fottner, J.:

2021, Budapest Hungary

Discrete-event simulation can serve as a tool for using equipment data to control processes and calculate alternative scenarios. For this purpose, the simulation requires knowledge of the process states on the construction site. One way using these process states automatically in the simulation is to interpret sensor data using machine learning.

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doi:10.1016/j.ifacol.2021.08.094


Equipment data-based activity recognition of construction machinery. 2021 IEEE International Conference on Engineering, Technology and Innovation (ICE/ITMC)

Fischer, A.; Bedrikow, A. B.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Cardiff UK

Heavy equipment plays an essential role in construction projects. However, to optimize the allocation of that resource (e.g., via discrete-event simulation), the correct monitoring of the current usage of the equipment is imperative. Machine learning methods are usually based on the mounting of additional sensors such as accelerometers or gyroscopes on the equipment.

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doi:10.1016/j.ifacol.2021.08.094


Importance of secondary processes in heavy equipment resource scheduling using hybrid simulation.

Fischer, A.; Li, Z.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Dubai UAE

38th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2021)

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doi:10.22260/ISARC2021/0044


Integrating BIM for DES-based resource scheduling: A validation for pile drilling production.

Fischer, A.; Ma, S.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Dubai UAE

38th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2021)

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TUM Website


Variety in Variability in Heavy Civil Engineering. Proc. 29th Annual Conference of the International Group for Lean Construction (IGLC29)

Fischer, A.; Grimm, N.; Tommelein, I. D.; Kessler, S.; Fottner, J.

2021, Lima Peru

Textanfang

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doi:10.24928/2021/0204


The Process-oriented Digital Twin of Construction Machinery. 8. Fachtagung Baumaschinentechnik 2020

Schöberl, M.; Kalla, T.; Sauermann, T.; Rimböck, F.; Kessler, S.; Fottner, J.

2020, Dresden Germany

Rising digitalization efforts in the construction industry come along with buzzwords like the digital twin arising in the discussion about data standards and utilization. In order to foster rigorous digitalization efforts, this paper presents a differentiated taxonomy and related definitions to above mentioned concepts

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8. Fachtagung Baumaschinentechnik



Weitere Impressionen vom Projekt Bauen 4.0:

MDR Sachsenspiegel
Vodafone Video
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