Beschreibung:

Die Arbeit untersucht den Stand von Technik und Forschung zur Baustellenautomatisierung. Im Fokus stehen die systematische Analyse aktueller Technologien aus den Bereichen Robotik, Sensorik, KI und BIM-Integration sowie deren Einordnung nach Reifegrad, Autonomie und Einsatzbereich.

• Identifikation relevanter Publikationen und Patente der letzten 5–10 Jahre.

• Entwicklung einer Matrix zur Einordnung der Technologien.

• Untersuchung von ausgewählten Systemen bzgl. ihrer Eignung zur Bauautomatisierung durch Bewertung der Robustheit gegenüber Baustelleneinflüssen.

• Untersuchung des Datenflusses zwischen digitalen Planungsdaten (BIM) und der Steuerungsebene der Maschinen.

• Identifikation von Hemmnissen für die Implementierung.

• Ableitung von Handlungsempfehlungen für Bauunternehmen und Identifikation von Forschungslücken.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die strukturierte Bewertung verfügbarer Automatisierungslösungen und deren Einfluss auf Bauprozesse. Das Ergebnis der Arbeit ist eine strukturierte Übersicht über den aktuellen Stand der Technik und Forschung zur Baustellenautomatisierung sowie eine Bewertung relevanter Technologien hinsichtlich ihres Reifegrads und ihrer Praxistauglichkeit. Darüber hinaus werden zentrale Herausforderungen bei der Implementierung aufgezeigt und Ansatzpunkte für den Einsatz in der Baupraxis sowie weiterer Forschungsbedarf abgeleitet.

Beschreibung:

Rückbau und Abriss erfordern detaillierte Kenntnisse über Materialzusammensetzung, Schadstoffe und Konstruktionsweisen. Unzureichende Informationen führen zu erhöhtem Risiko und Aufwand. Die Arbeit untersucht systematisch relevante Informationsanforderungen und überführt diese in Use Cases, die hinsichtlich geeigneter Technologien zur Bestandserfassung analysiert werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Entwicklung strukturierter Use Cases auf Basis relevanter Informationsanforderungen sowie deren Verknüpfung mit und Bewertung von geeigneten Erfassungstechnologien.

Beschreibung:

Im Gebäudebetrieb sind kontinuierliche Informationen über Zustand und Funktion von Bauwerken erforderlich. Diese bilden die Grundlage für Instandhaltung und Betriebssicherheit. Die Arbeit untersucht typische Informationsbedarfe im Betrieb, überführt diese in strukturierte Use Cases und analysiert geeignete Technologien zur Erfassung dieser Informationen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Erwartet wird eine strukturierte Ableitung von Use Cases sowie eine systematische Zuordnung und Bewertung geeigneter Erfassungstechnologien zur Unterstützung des Gebäudebetriebs.

Beschreibung:

Unsicherheiten im Baugrund stellen eine häufige Ursache für Risiken und Abweichungen im Bauablauf dar. Fehlende oder unzureichende Informationen über Bodenverhältnisse und Altlasten können erhebliche Auswirkungen haben. Die Arbeit analysiert typische Unsicherheiten und leitet daraus systematisch Informationsbedarfe und Use Cases ab, die anschließend mit geeigneten Technologien zur Bestandserfassung verknüpft werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Erwartet wird eine strukturierte Ableitung von Use Cases und Informationsanforderungen sowie deren Verknüpfung mit und Bewertung von geeigneten Erfassungstechnologien.

Beschreibung:

Die Qualitätssicherung in der Bauausführung basiert häufig auf stichprobenartigen Prüfungen und manueller Dokumentation. Mit zunehmender Automatisierung entsteht der Bedarf nach kontinuierlicher, sensorbasierter Erfassung und Bewertung von Ausführungsqualität. Terahertz Sensorik bietet Potenziale zur zerstörungsarmen Erfassung von Materialeigenschaften und Schichtaufbauten. Ziel der Arbeit ist die Analyse, wie solche Sensordaten in ein Konzept zur automatisierten Qualitätssicherung und nachvollziehbaren Dokumentation integriert werden können.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ergebnis ist ein strukturiertes Konzept zur automatisierten Qualitätserfassung mit Definition relevanter Use Cases, Informationsbedarfe und Bewertungslogiken sowie der Ableitung einer prüffähigen Dokumentationsstruktur unter Einbindung von Terahertz Sensorik.

Beschreibung:

Im Industriebau bestehen komplexe Wechselwirkungen zwischen bestehenden Anlagen und neuen Baumaß- nahmen. Unzureichende Bestandsinformationen führen häufig zu Konflikten im Bauablauf. Die Arbeit untersucht typische Störungen, leitet daraus Informationsbedarfe und Use Cases ab und analysiert geeignete Technologien zur Bestandserfassung.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die strukturierte Ableitung von Use Cases sowie deren Verknüpfung mit und Bewertung geeigneter Erfassungstechnologien im Industriebau.

Beschreibung:

Der Einsatz von Baustellenrobotern gilt als eine der zentralen Innovationen zur Steigerung von Produktivität, Qualität und Arbeitssicherheit in der Bauwirtschaft. Während große Baukonzerne bereits erste Anwendungen erproben, bleibt die praktische Implementierung insbesondere in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) deutlich zurück. Die Gründe hierfür sind vielfältig (hohe Investitionskosten, fehlendes Know-how etc). Gleichzeitig fehlt es bislang an einer systematischen, empirisch fundierten Analyse (z.B. Umfrage) dieser Barrieren speziell im Kontext von KMU, die die Mehrzahl der Bauunternehmen im deutschsprachigen Raum darstellen, sowie an geeigneten Maßnahmen zur gesteigerten Implementierung.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, die zentralen Implementierungsbarrieren für den Einsatz von Baustellenrobotern in KMU der Bauwirtschaft empirisch zu identifizieren, zu strukturieren und zu bewerten. Hierzu werden relevante Einflussfaktoren durch eine Kombination aus Literaturanalyse und quantitativer Umfrage erarbeitet. Aufbauend auf den Ergebnissen wird ein praxisorientierter Maßnahmenkatalog entwickelt, der konkrete Handlungsempfehlungen zur Überwindung der identifizierten Hemmnisse liefert.

Beschreibung:

Die fortschreitende Automatisierung im Bauwesen verläuft parallel zur steigenden Bedeutung von Nachhaltigkeit. Bauroboter bieten Vorteile hinsichtlich Produktivität, Qualität und Arbeitssicherheit. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine systematische Bewertungsmetrik für den Einsatz von SingleTask-Construction-Robotern in der automatisierten Bauausführung entwickelt. Hierzu werden relevante ökologische, ökonomische und soziale Bewertungskriterien identifiziert, strukturiert und in eine gewichtete Bewertungsmethodik überführt. Die entwickelte Metrik wird anschließend auf verfügbare Baurobotersysteme verschiedener Gewerke angewendet und deren Nachhaltigkeitsleistung mit entsprechenden konventionellen Bauverfahren verglichen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Validierung einer praxisnahen Bewertungsmetrik von Baurobotern zur Beurteilung der Nachhaltigkeitsleistung. Dazu sollen zunächst die wesentlichen Nachhaltigkeitskriterien für den Einsatz robotischer Systeme im Bauwesen identifiziert und hinsichtlich ihrer Relevanz gewichtet werden. Das entwickelte Bewertungsmodell wird auf verschiedene Baurobotersysteme angewendet und ermöglicht eine Nachhaltigkeitsbewertung.

Beschreibung:

Die Wirtschaftlichkeit von Bauautomatisierungstechnologien lässt sich aufgrund technischer, ökonomischer, ökologischer und organisatorischer Einflussgrößen häufig nicht ausschließlich anhand monetärer Kennzahlen bewerten. Neben Anschaffungs- und Betriebskosten beeinflussen unter anderem Produktivität, Prozessqualität, Arbeitssicherheit, Flexibilität, Nachhaltigkeit und Integrationsaufwand die Wirtschaftlichkeit. Im Rahmen der Abschlussarbeit wird ein multikriterieller Bewertungsansatz (MCDA) entwickelt und angewendet, um verschiedene Bauautomatisierungstechnologien systematisch zu analysieren, zu vergleichen und hinsichtlich ihres wirtschaftlichen Nutzens zu bewerten.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines multikriteriellen Bewertungsansatzes (MCDA), mit dem verschiedene Bauautomatisierungstechnologien anhand definierter Kriterien systematisch verglichen und hinsichtlich ihrer Eignung für den praktischen Einsatz im Bauwesen bewertet werden können. Hierfür werden geeignete Bewertungskriterien identifiziert, gewichtet und auf ausgewählte Technologien angewendet.

Beschreibung:

Die Baubranche steht vor Fachkräftemangel und steigenden Lohnkosten. Bauroboter im Mauerwerksbau versprechen höhere Präzision und schnellere Ausführung. Doch hohe Investitionskosten, komplexe Integration und unklare Wirtschaftlichkeitskriterien hemmen die Einführung. Unternehmen fehlen strukturierte Entscheidungshilfen zur Bewertung projekt- und unternehmensspezifischer Bedingungen für ökonomisch sinnvollen Robotereinsatz. Bisherige Ansätze betrachten oft nur technische Machbarkeit oder isolierte Kostenfaktoren. Ein Anforderungskatalog mit Pflicht- und Wunschanforderungen soll diese Lücke schließen und fundierte Go/No-Go-Entscheidungen ermöglichen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist ein Anforderungskatalog für wirtschaftliche Roboterimplementierung im Mauerwerksbau. Der Katalog unterscheidet zwischen definierten Pflicht- und Wunschanforderungen. Die Abhängigkeiten zwischen Wirtschaftlichkeitskriterien werden modelliert. Durch Validierung an einem fiktiven Bauprojekt wird der Katalog auf Anwendbarkeit und Entscheidungsnutzen geprüft. Ergebnis ist ein Praktisches Tool zur Wirtschaftlichkeitsbewertung aus Sicht von Bauunternehmen.

Beschreibung:

Die Arbeit untersucht den Einsatz des RANSAC-Algorithmus zur robusten Erkennung geometrischer Strukturen in verrauschten 3D-Punktwolken. Im Fokus stehen die Segmentierung typischer Primitive, die Behandlung von Ausreißern sowie der Einfluss zentraler Parameter auf die Ergebnisqualität. Verschiedene Datensätze und Störszenarien werden analysiert und mit bestehenden Implementierungen, beispielsweise in CloudCompare, verglichen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Bewertung der Leistungsfähigkeit und Grenzen von RANSAC bei verrauschten Punktwolken. Erwartet werden Aussagen zur Robustheit, Parametrierung und Segmentierungsqualität sowie ein Vergleich mit bestehenden Werkzeugen. Daraus sollen Empfehlungen für geeignete Einsatzbereiche und Parametereinstellungen abgeleitet werden.

Beschreibung:

Die Arbeit untersucht, wie das Model Context Protocol (MCP) zur Anbindung von Punktwolkenwerkzeugen und -daten an KI-basierte Systeme genutzt werden kann. Hierzu werden geeignete Anwendungsfälle identifiziert, eine technische Architektur entwickelt und exemplarisch umgesetzt. Mögliche Schwerpunkte sind Datenabfrage, Analyse, automatisierte Prozesssteuerung oder die Integration bestehender Punktwolkenwerkzeuge.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Bewertung des Potenzials von MCP für Punktwolken-Workflows. Als Ergebnis soll ein prototypischer MCP-basierter Ansatz entstehen und hinsichtlich technischer Machbarkeit, Nutzen und Grenzen bewertet werden. Daraus sollen geeignete Einsatzszenarien und weiterer Forschungsbedarf abgeleitet werden.

Beschreibung:

GAEB-Dateien dienen dem standardisierten Austausch von Leistungsverzeichnissen, Angebotsdaten und abrechnungsrelevanten Informationen im Bauwesen. In der Praxis werden sie unter anderem für Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung genutzt. Gleichzeitig ist der konkrete Aufbau der Dateien für viele Anwender nicht unmittelbar nachvollziehbar, da die Inhalte in einer strukturierten Rohdatenform vorliegen. In der Arbeit soll untersucht werden, welche Funktion GAEB-Dateien im Bauprozess übernehmen, wie sie grundsätzlich aufgebaut sind und welche Informationen in den verschiedenen Austauschphasen enthalten sein können. Dabei sollen insbesondere Leistungspositionen, Ordnungszahlen, Kurz- und Langtexte, Mengen, Einheiten und Preise betrachtet werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, ein grundlegendes Verständnis für den Aufbau und die praktische Bedeutung von GAEB-Dateien zu schaffen. Als Ergebnis soll eine verständliche Übersicht entstehen, welche Informationen in GAEB-Dateien enthalten sind, wie diese strukturiert sind und in welchen Phasen des Bauprozesses sie eingesetzt werden. Ergänzend soll anhand einfacher Beispieldateien dargestellt werden, wie ausgewählte Informationen aus einer GAEB-Datei gelesen und interpretiert werden können.

Beschreibung:

Die Abrechnung von Bauleistungen setzt voraus, dass die erbrachten Leistungen nachvollziehbar dokumentiert und durch den Auftraggeber geprüft werden können. Während klassische Aufmaße häufig auf Skizzen, Aufmaßblättern, Plänen und nachvollziehbaren Mengenansätzen beruhen, entstehen durch digitale Verfahren neue Formen der Mengenermittlung. Dazu zählen softwaregestützte Berechnungen, digitale Aufmaßdateien, umfangreiche Anlagen, 3D-Modelle oder aus Punktwolken abgeleitete Mengen.

In der Arbeit soll untersucht werden, welche rechtlichen und baubetrieblichen Anforderungen an die Prüfbarkeit von Aufmaßen und Mengenermittlungen bestehen und wie diese Anforderungen auf digitale Aufmaßunterlagen übertragen werden können. Dabei soll insbesondere betrachtet werden, was unter einer prüfbaren Abrechnung zu verstehen ist, welche Rolle Transparenz, Nachvollziehbarkeit und Dokumentation spielen und welche Anforderungen Auftraggeber an digital erzeugte Mengen stellen können.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, die rechtlichen Anforderungen an prüfbare Aufmaßunterlagen systematisch herauszuarbeiten und auf digitale Mengenermittlungen zu übertragen. Als Ergebnis soll ein Kriterienkatalog entstehen, der beschreibt, welche Informationen digitale Aufmaßunterlagen enthalten müssen, damit sie für Auftraggeber nachvollziehbar und prüfbar sind.

Dabei sollen auch Grenzen digitaler Verfahren betrachtet werden. Insbesondere ist zu untersuchen, ob automatisierte Berechnungen, sehr umfangreiche Anlagen oder softwaregestützte Volumenberechnungen die Prüfbarkeit verbessern oder erschweren. Abschließend soll bewertet werden, welche Mindestanforderungen an digitale Aufmaßunterlagen gestellt werden können, damit sie im Rahmen der Bauabrechnung praktisch nutzbar und rechtlich belastbar sind.

Zielsetzung:

The objective of this study is to systematically identify and synthesize the key challenges and strategies for applying the 10R circular economy principles (Refuse, Rethink, Reduce, Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose, Recycle, and Recover) in modular construction in Germany. Through a systematic literature review (SLR), the study seeks to structure existing knowledge, identify research gaps, and provide evidence-based insights to support more effective circular practices in the German modular construction sector.

Methodik:

This study will employ a systematic literature review (SLR) to explore the application of the 10R circular economy principles in modular construction in Germany. Following PRISMA guidelines, relevant academic and grey literature published will be systematically searched, screened, and analyzed. The review will use thematic analysis to structure the literature and identify emerging patterns, challenges, and research gaps.

Erwartete Ergebnisse:

The study is expected to provide a structured overview of the current state of knowledge on the application of the 10R circular economy principles in modular construction in Germany. It is anticipated that key challenges, enabling strategies, and gaps in existing research will be identified. The findings are expected to support future empirical research and inform policy and practice in circular modular construction

Zielsetzung:

The objective of this study is to develop agentic occupant models that represent residents as autonomous, goal-oriented AI agents in post-retrofit buildings. The study aims to move beyond rule-based and black-box machine learning approaches by modeling occupant decision-making in response to changed building envelopes, systems, energy tariffs, and comfort expectations after retrofittin.

Methodik:

The study will design and implement agentic occupant models using AI agents equipped with memory, goals, and decision-making capabilities. These agents will interact with building and environmental states within a simulation or digital-twin framework, enabling adaptive behavior through learning and reasoning. Model performance will be evaluated by comparing simulated occupant actions and energy outcomes against observed post-retrofit patterns.

Erwartete Ergebnisse:

The study is expected to demonstrate that agentic occupant models can more realistically capture adaptive and rebound behaviors following building retrofits. Anticipated results include improved representation of occupant–building interactions and enhanced explanatory power compared to traditional occupant models. The findings are expected to support more accurate post-retrofit performance assessment and scenario analysis

Beschreibung:

Die Automatisierung von Bauprozessen erfordert eine kontinuierliche, sensorbasierte Erfassung und Bewertung von Zuständen und Ergebnissen während der Ausführung. Fehlende oder verzögerte Informationen führen zu Qualitätsabweichungen und ineffizienten Abläufen. Ziel der Arbeit ist die systematische Analyse relevanter Informationsbedarfe entlang automatisierter Bauprozesse sowie die Untersuchung geeigneter Sensortechnologien, insbesondere der Terahertz Sensorik, zur kontinuierlichen Prozessüberwachung.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ergebnis ist eine strukturierte Zuordnung von Informationsbedarfen zu geeigneten Sensortechnologien sowie eine vergleichende Bewertung der Eignung von Terahertz Sensorik im Kontext bestehender Verfahren unter Berücksichtigung von Genauigkeit, Anwendbarkeit und Integrationsfähigkeit.

Beschreibung:

Im Industriebau bestehen komplexe Wechselwirkungen zwischen bestehenden Anlagen und neuen Baumaß- nahmen. Unzureichende Bestandsinformationen führen häufig zu Konflikten im Bauablauf. Die Arbeit untersucht typische Störungen, leitet daraus Informationsbedarfe und Use Cases ab und analysiert geeignete Technologien zur Bestandserfassung.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die strukturierte Ableitung von Use Cases sowie deren Verknüpfung mit und Bewertung geeigneter Erfassungstechnologien im Industriebau.

Beschreibung:

Digitalisierung, Automatisierung und Nachhaltigkeit erfordern einen fundamentalen Wandel im Bauwesen. Doch viele Bauunternehmen zeigen nur geringe Innovationsfreude, was die Umsetzung neuer Technologien wie BIM, Robotik oder die Kreislaufwirtschaft behindert. Diese Arbeit untersucht die Ursachen für Innovationshemmnisse im Bauwesen – von kulturellen Barrieren über Risikoscheu bis zu strukturellen Faktoren. Anhand einer systematischen Analyse von Best-Practice-Beispielen aus anderen Industrien und Umfragen in Bauunternehmen werden zielgerichtete Strategien für eine unternehmerische Innovationsförderung im Bausektor erarbeitet.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Entwicklung einer umfassenden Strategie zur Steigerung der Innovationsfreude im Bauwesen. Dazu werden Innovationshemmnisse identifiziert, kulturelle und strukturelle Barrieren analysiert und praxisnahe Maß- nahmen vorgeschlagen. Die Strategie soll eine nachhaltige Innovationskultur fördern, die Technologieakzeptanz erhöhen und die Branche zukunftssicher gestalten – mit Fokus auf digitale Prozesse, Automatisierung und Kreislaufwirtschaft.

Beschreibung:

Single-Task Construction Robots (STCR) führen bereits automatisiert einzelne Bauprozesse aus und gelten als Lösung für Fachkräftemangel und Produktivitätsstagnation. Doch hohe Anschaffungskosten, komplexe Integration und unklare Wirtschaftlichkeitskriterien hemmen die Marktdurchdringung. Bestehende Analysen betrachten oft nur direkte Lohnkosteneinsparungen und vernachlässigen indirekte Effekte wie Terminsicherheit und Qualitätssteigerung. Unternehmen fehlt ein strukturiertes Kennzahlensystem, das monetäre und nicht-monetäre Nutzendimensionen integriert und eine fundierte Investitionsentscheidung ermöglicht. Diese Arbeit schließt diese Lücke. durch Entwicklung eines praxisorientierten Bewertungsrahmens für STCR.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines praxisorientierten Kennzahlensystems zur ganzheitlichen Wirtschaftlichkeitsbewertung von STCR in der Bauausführung. Das System integriert finanzielle Kennzahlen (ROI, Amortisation) und nicht-monetäre KPIs (Produktivität, Qualität, Sicherheit, Termintreue). Eine Cost-BenefitAnalysis quantifiziert Nutzen-Kosten-Verhältnisse. Die Validierung erfolgt an einem fiktiven Praxisfall. Ergebnis ist ein anwendungsorientiertes Entscheidungstool für Bauunternehmen.

Beschreibung:

Die Bauindustrie ist geprägt von Fachkräftemangel, stagnierender Produktivität und hohem Kostendruck. Single-Task Construction Robots (STCR) automatisieren bereits einzelne Gewerke; eine durchgängig automatisierte Bauausführung bleibt durch fehlende harmonierte Prozessketten und ungeklärte Schnittstellen zwischen roboterbasierten und konventionellen Gewerken erschwert. Für ein Einfamilienhaus ist kaum untersucht, welche Prozessschritte sich mit heutigen STCR vollständig automatisieren lassen, wo Prozessbrüche entstehen und wie robotergestützte Ansätze kombiniert werden müssen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist die systematische Analyse des Bauablaufs eines Einfamilienhauses entlang der Gewerke und die Modellierung eines durchgängigen, STCR-basierten Prozessablaufs. Dazu sind Automatisierungspotenziale je Prozessschritt zu bewerten, Schnittstellen zu identifizieren und ein Prozessmodell mit Bewertung des erreichbaren Automatisierungsgrads zu entwickeln.

Beschreibung:

Der zunehmende Einsatz von Robotern in der Bauausführung verändert die Anforderungen an bestehende Berufe grundlegend. Roboter übernehmen einzelne Tätigkeiten in verschiedenen Gewerken. Es ist aber unklar, in welchem Umfang eine tatsächliche Substituierbarkeit von klassischen Bauberufen möglich ist. Besonders im Kontext von Fachkräftemangel und steigender Technologisierung stellt sich die Frage, welche Tätigkeiten langfristig durch Robotik ersetzt oder verändert werden und welche weiterhin zwingend menschliche Expertise erfordern. Gleichzeitig müssen Ausbildungsinhalte in Bauberufen an diese technologischen Entwicklungen angepasst werden und um die entstehende Lücke zu schließen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, die zukünftigen Qualifikationsanforderungen bei robotergestützten Bauausführung systematisch zu analysieren und die Substituierbarkeit bestehender Bauberufe durch Baustellenrobotik zu untersuchen. Hierzu werden Tätigkeitsprofile ausgewählter Gewerke analysiert und mit den funktionalen Fähigkeiten von Baurobotern abgeglichen. Ergänzend werden sich ändernde Ausbildungsinhalte untersucht und konkrete Anpassungen von Ausbildungs- und Kompetenzprofilen entwickelt.

Beschreibung:

Die Arbeit klassifiziert Rauscharten in Punktwolken (z.B. Messrauschen, Ausreißer, Multipath, Bewegungsartefakte, Registerfehler, Okklusionsränder) und vergleicht Denoising-Ansätze (Statistical Outlier Removal, Radius/NN-Filter, MLS/Glättung, bilaterale Filter, Graph/Cluster, Learning-Methoden). Untersucht werden Softwaretools (z.B. CloudCompare, PCL/Open3D, RealWorks/ReCap) hinsichtlich automatischer Segmentierung verrauschter Punkte: zugrunde liegende Verfahren, Parametrierungssensitivität, Qualitätsmetriken und Praxistauglichkeit.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist ein bewerteter Leitfaden, welche Kombination aus Rauschanalyse, Tool und Filterstrategie je Anwendungsfall die beste Bereinigung liefert – inkl. reproduzierbarem Workflow, Parameterempfehlungen und Benchmark auf Referenzdaten.

Beschreibung:

Das ViDoc-System erlaubt die georeferenzierte Erfassung von Bauwerken durch die Kombination eines Smartphones mit einem GNSS-Empfänger. Damit wird eine flexible, mobile und vergleichsweise kostengünstige Datenerfassung möglich. In der Arbeit soll untersucht werden, wie sich ViDoc im Hinblick auf Datenqualität, Kosten und Zeitaufwand gegenüber etablierten Messmethoden wie klassischem Tachymeter- oder GNSS-Einsatz positioniert und welches Potenzial sich daraus für das Bauwesen ergibt.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die vergleichende Analyse des ViDoc-Systems gegenüber konventionellen Messmethoden. Erwartet wird eine fundierte Bewertung der Unterschiede hinsichtlich Genauigkeit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz sowie eine Empfehlung für mögliche Einsatzbereiche im Bauwesen.

Beschreibung:

Die automatisierte Analyse von Punktwolken gewinnt im Bauwesen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere bei der Bewertung von Bestandsgebäuden können KI-Methoden helfen, relevante Maße wie Flur- und Türbreiten effizient zu erfassen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Erprobung eines Ansatzes zur KI-gestützten Auswertung von Punktwolken, um Messungen zu automatisieren und damit eine Grundlage für Anwendungen in der Sicherheits- und Bestandsanalyse zu schaffen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Konzeption und Validierung eines KI-gestützten Ansatzes zur automatisierten Ermittlung von Flur- und Türbreiten aus Punktwolken. Erwartet wird eine Bewertung der Genauigkeit und Praxistauglichkeit sowie eine Einschätzung des Potenzials für den Einsatz in Bestandsaufnahmen.

Beschreibung:

RTK-gestützte 3D-Erfassungssysteme ermöglichen die georeferenzierte Aufnahme von Bauwerks- und Geländeoberflächen mithilfe von Smartphone-basierten Anwendungen. Am Institut stehen mit dem ViDoc-System und dem Trimble Catalyst DA2 zwei Systeme unterschiedlicher Hersteller zur Verfügung, die beide zur Erzeugung georeferenzierter 3D-Punktwolken eingesetzt werden können. In der Arbeit soll untersucht werden, wie sich beide Systeme hinsichtlich Aufnahmeprozess, Datenqualität, Genauigkeit, Zeitaufwand, Exportmöglichkeiten und Praxistauglichkeit unterscheiden. Dabei steht insbesondere die Frage im Vordergrund, inwieweit die erzeugten Punktwolken für digitale Aufmaße und baubegleitende Mengenermittlungen geeignet sind.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist eine vergleichende Bewertung des ViDoc-Systems und des Trimble Catalyst DA2 auf Grundlage praktischer Erfassungsversuche. Erwartet wird eine strukturierte Gegenüberstellung der Systeme hinsichtlich Genauigkeit, Punktwolkenqualität, Wirtschaftlichkeit und Anwendbarkeit im Baustellenumfeld. Als Ergebnis soll eine Einschätzung entstehen, für welche Anwendungsfälle im Tiefbau die jeweiligen Systeme besonders geeignet sind und welche Grenzen bei der Nutzung für digitale Aufmaßprozesse bestehen.

Beschreibung:

GAEB-Dateien bilden eine zentrale Schnittstelle für den Austausch von Leistungsverzeichnissen und abrechnungsrelevanten Informationen im Bauwesen. Für digitale Aufmaß- und Abrechnungsprozesse stellt sich die Frage, wie die in GAEB-Dateien enthaltenen Leistungspositionen, Mengenansätze und Ordnungszahlen systematisch mit extern ermittelten Mengen verknüpft werden können.

In der Arbeit soll untersucht werden, wie GAEB-Dateien aufgebaut sind, welche Informationen für eine digitale Mengenermittlung relevant sind und wie diese Informationen in einen durchgängigen Workflow vom Leistungsverzeichnis bis zur prüfbaren Mengendokumentation eingebunden werden können. Dabei kann beispielhaft betrachtet werden, wie aus einer GAEB-Datei Positionen extrahiert und mit separat ermittelten Mengen verknüpft werden können.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines konzeptionellen Workflows zur Nutzung von GAEB-Dateien in digitalen Aufmaß- und Abrechnungsprozessen. Als Ergebnis soll dargestellt werden, wie relevante Informationen aus GAEB-Dateien ausgelesen, strukturiert und für die Zuordnung externer Mengendaten genutzt werden können. Optional kann ein einfacher Prototyp entstehen, der ausgewählte Leistungspositionen aus einer GAEB-Datei extrahiert und mit beispielhaften Mengendaten verknüpft. Dadurch soll bewertet werden, welche Potenziale und Grenzen GAEB-Dateien als Schnittstelle für digitale Mengenermittlungen besitzen.

Beschreibung:

Smartphonebasierte Photogrammetrie ermöglicht die vergleichsweise einfache und schnelle Erzeugung von 3D-Punktwolken im Baustellenumfeld. Insbesondere im Tiefbau stellt sich die Frage, ob solche Verfahren zur digitalen Mengenermittlung von Aushubvolumen eingesetzt werden können. In der Arbeit soll anhand einer realen oder modellhaften Baugrube untersucht werden, wie das Volumen einer Baugrube aus smartphonebasiert erzeugten Punktwolken berechnet werden kann und welche Genauigkeit im Vergleich zu einer Referenzmethode erreicht wird. Dabei sollen sowohl der Aufnahmeprozess als auch die anschließende Datenverarbeitung und Volumenberechnung in geeigneter Software betrachtet werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, die Eignung smartphonebasierter Photogrammetrie zur Mengenermittlung des Aushubvolumens einer Baugrube zu bewerten. Hierzu soll eine Baugrube photogrammetrisch erfasst, als 3D-Punktwolke ausgewertet und das daraus abgeleitete Volumen mit einer Referenzmessung oder einer klassischen Mengenermittlung verglichen werden. Als Ergebnis werden Aussagen zur Genauigkeit, zum Arbeitsaufwand, zu den Einflussfaktoren der Volumenberechnung und zur praktischen Anwendbarkeit für digitale Aufmaßprozesse im Tiefbau erwartet.

Problemstellung:

Vor- und Nachteile konventioneller und zirkulärer Bauprozesse wurden bereits in mehreren Studien untersucht. Bislang fehlen vergleichbare baubetriebliche Untersuchungen konventioneller und zirkulärer Rückbauprozesse an ähnlichen Gebäudetypen.

Zielsetzung:

Der Student soll anhand eines fiktiven Rückbaus eines Mehrfamilienhauses sowohl einen konventionellen als auch einen zirkulären Rückbau aus rein baubetrieblicher Sicht „in den Grundzügen“ durchplanen.

Forschungsfragen:

1. Welche Rückbauleistungen sind für den konventionellen Rückbau eines Mehrfamilienhauses notwendig?
2. Wie sieht der Materialfluss der konventionell rückgebrochenen Baustoffe nach dem Rückbau aus?
3. Welche Rückbauleistungen wären für den Rückbau desselben Mehrfamilienhauses notwendig, wenn dieses selektiv rückgebaut wird?
4. Wie sieht der Materialfluss der zirkulär rückgebrochenen Baustoffe nach dem Rückbau aus?

Methoden:​

1. Systematische Literaturanalyse

2. Erstellung von zwei Ablaufplänen des konventionellen und zirkulären Rückbaus

3. Definition der relevanten Kostenparameter der erstellten Ablaufpläne

4. Vergleich der Materialflüsse von konventionell und zirkulär rückgebrochenen Baustoffen

Problemstellung:

Bei konventionellen Sanierungsmaßnahmen werden u.a. Beton- und Stahlbauteile zurückgebaut und anschließend stofflich verwertet oder entsorgt. Dadurch können wertvolle Ressourcen und Nutzungspotenziale verloren gehen.

Zielsetzung:

Der Student soll für ausgewählte Beton- und Stahlbauteile eines Bestandsgebäudes zirkuläre Sanierungsstrategien entwickeln und deren Auswirkungen auf den Sanierungsprozess untersuchen. Auf Basis eines konventionellen Referenzszenarios sollen zirkuläre Strategien für Beton- und Stahlbauteile entwickelt und bewertet werden.

Forschungsfragen:

1. Wie werden Beton- und Stahlbauteile im Rahmen konventioneller Sanierungsmaßnahmen üblicherweise zurückgebaut und behandelt?
2. Welche zirkulären Sanierungsstrategien lassen sich für Beton- und Stahlbauteile entwickeln?
3. Welche Anpassungen der Arbeitsabläufe und Prozessketten sind für die Umsetzung dieser Strategien erforderlich?
4. Wie verändern sich die Materialströme von Beton und Stahl durch die entwickelten zirkulären Ansätze?
5. Welche ökonomischen und ökologischen Potenziale ergeben sich im Vergleich zu konventionellen Sanierungsverfahren?

Methoden:​

1. Systematische Literaturanalyse

2. Erstellung eines Ablaufplans konventioneller Sanierungsmaßnahmen zum Rückbau von Beton- und Stahlbauteilen

3. Zirkuläre Optimierung der konventionellen Sanierungsstrategie

4. Bewertung der ökonomischen und ökologischen Potenziale der zirkulären Sanierungsstrategie

Zielsetzung:

The objective of this study is to develop agentic occupant models that represent residents as autonomous, goal-oriented AI agents in post-retrofit buildings. The study aims to move beyond rule-based and black-box machine learning approaches by modeling occupant decision-making in response to changed building envelopes, systems, energy tariffs, and comfort expectations after retrofittin.

Methodik:

The study will design and implement agentic occupant models using AI agents equipped with memory, goals, and decision-making capabilities. These agents will interact with building and environmental states within a simulation or digital-twin framework, enabling adaptive behavior through learning and reasoning. Model performance will be evaluated by comparing simulated occupant actions and energy outcomes against observed post-retrofit patterns.

Erwartete Ergebnisse:

The study is expected to demonstrate that agentic occupant models can more realistically capture adaptive and rebound behaviors following building retrofits. Anticipated results include improved representation of occupant–building interactions and enhanced explanatory power compared to traditional occupant models. The findings are expected to support more accurate post-retrofit performance assessment and scenario analysis.

Zielsetzung:

The objective of this study is to systematically identify and synthesize the key challenges and strategies for applying the 10R circular economy principles (Refuse, Rethink, Reduce, Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose, Recycle, and Recover) in modular construction in Germany. Through a systematic literature review (SLR), the study seeks to structure existing knowledge, identify research gaps, and provide evidence-based insights to support more effective circular practices in the German modular construction sector.

Methodik:

This study will employ a systematic literature review (SLR) to explore the application of the 10R circular economy principles in modular construction in Germany. Following PRISMA guidelines, relevant academic and grey literature published will be systematically searched, screened, and analyzed. The review will use thematic analysis to structure the literature and identify emerging patterns, challenges, and research gaps.

Erwartete Ergebnisse:

The study is expected to provide a structured overview of the current state of knowledge on the application of the 10R circular economy principles in modular construction in Germany. It is anticipated that key challenges, enabling strategies, and gaps in existing research will be identified. The findings are expected to support future empirical research and inform policy and practice in circular modular construction.

Beschreibung:

Die Bauunternehmen sind üblicherweise verpflichtet, den Bauablauf zu dokumentieren. Mit einer sorgfältigen Dokumentation des Bauablaufs können evtl. Ansprüche des Unternehmens auf Bauzeitverlängerung und auch in monetärer Hinsicht analysiert werden.

Dazu werden Bautagesberichte angefertigt. Ergänzende Quellen sind Schriftverkehr, Planlisten, Besprechungsprotokolle, Mails usw.

Die Daten werden häufig unsystematisch erfasst, und die Übernahme der Daten in andere Anwendungen, z. B. Terminplanung, ist zeitaufwendig und muss dann händisch erledigt werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Es sollen bestehende ca. vier bis fünf existierende Software-Lösungen zur systematischen Erfassung der Quellen identifiziert und bewertet werden. Die Daten sollen mit dem Leistungsverzeichnis und MSProject verknüpft werden können.

Als weitere Bewertungskriterien können sich Anwenderfreundlichkeit, Flexibilität, Schnittstellenmöglichkeiten, Kosten, Automatisierungsgrad, Fortentwicklungsmöglichkeiten etc. anbieten. Die hier vorgeschlagenen Kriterien stellen lediglich einen Vorschlag dar.

Ihre Bewerbung senden Sie bitte an abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

Beschreibung:

Die Bauunternehmen haben die Pflicht, den Bauablauf zu dokumentieren. Mit einer sorgfältigen Dokumentation können evtl. Ansprüche auf Bauzeitverlängerung und auch monetäre Forderungen geprüft werden. Während der Bauausführung werden Daten in unterschiedlichen Formen erfasst: Bautagesberichte, Schriftverkehr, Besprechungsprotokolle, Gutachten, Genehmigungen usw. Diese umfangreichen Daten müssen systematisch erfasst und ausgewertet werden können. Am Ende einer solchen Analyse steht ein SOLL-IST-Vergleich. Das SOLL bestimmt sich durch das Leistungsverzeichnis und den geplanten zeitlichen Ablauf der Arbeiten.

Zielsetzung/Ergebnis:

Zur Vorbereitung einer Auswertung durch ein KI-Werkzeug ist ein Datenmodell zu entwerfen. Es ist zu prüfen, welche Daten während der Bauausführung erzeugt werden, welche Daten durch das Modell erfasst werden sollen, und an welcher Stelle sie in welcher Form dargestellt werden sollten. Ereignisse und Vorgänge sind zu klassifizieren und im Sinne der Auswertung zu definieren, z. B. ob Anordnungen des Auftraggebers als Störungen anzusehen sind.

Das Verfahren ist an einem konstruierten, einfachen Beispiel zu validieren.

Ihre Bewerbung senden Sie bitte an abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

Beschreibung:

Bei der Bestimmung des Ausgleichs monetärer Nachteile des bauausführenden Unternehmens bei Bauzeitverlängerungen, die der Auftraggeber zu vertreten hat, stellt sich häufig die Frage nach dem richtigen Umgang mit den Allgemeinen Geschäftskosten (AGK). Ein gestörter Bauablauf zeichnet sich häufig dadurch aus, dass sich die Bauzeit verlängert, während aber die Bauleistung je Zeiteinheit gegenüber einem ungestörten Bauablauf deutlich geringer ist.

Zielsetzung/Ergebnis:

Entstehung und Deckung der AGK sind mindestens nach den Merkmalen zeitabhängig und umsatzabhängig zu klassifizieren.

Es ist zu untersuchen, wie die Deckung der AGK bei einer Bauzeitverlängerung ermittelt werden kann. Dabei steht die Frage im Vordergrund, ob die Deckungsbeiträge abhängig von der Bauzeit oder vom Umsatz, oder nach einem anderen Kriterium, zu bestimmen sind.

Die beiden Kalkulationsmethoden „Kalkulation mit vorbestimmten Zuschlägen“ und das „Verfahren über die Endsumme“ sind darauf zu untersuchen, ob und wie sie sich hinsichtlich der Ermittlung der AGK unterscheiden, und ob diese Verfahren eine zeitabhängige oder eine umsatzabhängige Deckung der AGK implizieren.

Ihre Bewerbung senden Sie bitte an abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

Beschreibung:

Stoffkosten machen einen großen Teil der Herstellkosten eines Bauwerks aus. In der Praxis wird häufig angenommen, dass Veränderungen der Baupreise maßgeblich durch Schwankungen der Stoffkosten bestimmt werden. Ziel der Arbeit ist es, diesen Zusammenhang empirisch zu untersuchen. Besonderes Augenmerk liegt auf zeitlichen Verzögerungseffekten und möglichen Unterschieden bei verschiedenen Bauleistungen. Zur Abgrenzung des Untersuchungsbereichs sind sinnvolle zeitliche und lokale sowie thematische Eingrenzungen vorzunehmen.

Die Aufgabe kann auch sehr gut von Studierenden der Wirtschaftswissenschaften erledigt werden, da Ihnen die Instrumente der Ökonometrie bekannt sind.

Zielsetzung/Ergebnis:

Es sollen Stoffe ausgewählt werden, wie z. B. Holz, Stahl, Diesel, herkömmlicher Zement und Zement für Beton mit verringerter CO2-Emmission, und Bauleistungen, die typischerweise mit diesen Stoffen erzeugt werden. Die Wahl der Zuordnung der ausgewählten Stoffe zur betrachteten Bauleistung ist zu begründen. Der Anteil der Stoffkosten an den Herstellkosten ist darzustellen. Anschließend ist mit ökonometrischen Methoden zu analysieren, ob und in welchem Umfang zeitliche Zusammenhänge zwischen Stoffkosten und Baupreisen bestehen. Dabei soll auch untersucht werden, ob sich Unterschiede zwischen den herkömmlichen oder bei CO2-reduzierten Baustoffen zeigen. Zeiträume mit starken Schwankungen der Stoffkosten (z.B. Corona Zeit, Beginn des Ukrainekriegs) sind ebenfalls zu betrachten.

Zur Aufgabe gehört auch die Beschaffung der notwendigen Daten.

Ihre Bewerbung senden Sie bitte an abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

Beschreibung:

Die HOAI wird häufig zur Bestimmung des Honorars von Planungsleistungen herangezogen. Ein Parameter zur Bestimmung des Honorars sind die anrechenbaren Kosten. Dies sind die Herstellkosten des zu planenden Bauwerks, die auf der Grundlage ortsüblicher Preise zu ermitteln sind. Das Planungshonorar hängt damit vom Standort des geplanten Bauwerks ab. Die Kosten der Planungsbüros unterscheiden sich aber auch lokal. Damit entsteht unter der Annahme, dass zwei Büros dasselbe Bauwerk am selben Standort planen, das Problem, dass ein Büro mit relativ hohen/ niedrigen Kosten dasselbe Honorar erhält, wie ein Büro mit relativ niedrigen/ hohen Kosten, was zu Verteilungsproblemen von Angebot und Nachfrage nach Planungsleistungen führt.

Zielsetzung/Ergebnis:

Um das beschriebene Problem quantifizieren zu können, sollen lokale Preisniveaus für Bauleistungen und Niveaus von Gehaltskosten bei Planungsbüros dargestellt und verglichen werden.

- Es sollen geeignete Gewerke (z. B. Hoch-, Tief-, Straßen-, Gleis- und Ingenieurbau) definiert und deren regionale Preisniveaus aus verschiedenen Quellen ermittelt werden. Die Auswertung erfolgt mindestens auf Ebene der Bundesländer, sollte aber nach Möglichkeit auch regionale Unterschiede innerhalb der Bundesländer berücksichtigen. Geeignete Datenquellen können u. a. das BKI, das Statistische Bundesamt sowie private Datenbanken wie bauprofessor.de sein.

- Planungsleistungen: Analog zu den Bauleistungen werden regionale Kosten von Ingenieurbüros ermittelt, abgestimmt auf die zuvor betrachteten Bauleistungen. Der Fokus liegt auf den Gehaltskosten von Architekten und Ingenieuren sowie ggf. deren Anteil an den Gesamtkosten. Als Quellen können u. a, Kammern, Arbeitsagentur und das Statistische Bundesamt dienen.

Die Ergebnisse der Arbeit sollen nach Möglichkeit für eine Veröffentlichung verwendet werden, an der mitzuwirken Bewerber eingeladen sind.

Ihre Bewerbung senden Sie bitte an abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.