Abschlussarbeiten

Mit der Erstellung einer interdisziplinären wissenschaftlichen Arbeit zeigen Sie, dass Sie in der Lage sind, eine komplexe Aufgabenstellung selbstständig und methodisch fundiert zu bearbeiten. Gemeinsam mit den Betreuenden des IBB entwickeln Sie auf Basis aktueller Forschung ein spezifisches Thema weiter und gelangen durch wissenschaftliches Vorgehen zu innovativen Erkenntnissen und Lösungsansätzen für Ihre Fragestellung.

 

Ablauf für die Bewerbung auf eine Abschlussarbeit:

Sollten Sie unter den unten aufgeführten Themen eines finden, das Ihr Interesse weckt, richten Sie Ihre Bewerbung bitte an

abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

Ihrer Bewerbung fügen Sie bitte folgende Unterlagen bei:

  • Aktueller Notenspiegel
  • Lebenslauf
  • Eine erste Zielsetzung, Problemstellung, Hypothese und Vorgehensweise zum gewählten Thema
  • Eine vorläufige Literaturliste mit relevanten Quellen zum Themengebiet

Nach Eingang der Unterlagen prüft die Betreuungsperson Ihre Bewerbung und stimmt den weiteren Ablauf individuell mit Ihnen ab. Erst nach einer erfolgreichen Abstimmung kann die formale Anmeldung beim Prüfungsamt erfolgen.

Studierende können auch eigene Themenvorschläge einreichen. In diesem Fall kann die gewünschte Betreuungsperson angegeben werden. Bitte senden Sie Ihre vollständige Bewerbung in diesem Fall ebenfalls an:

abschlussarbeiten-ibb@uni-due.de.

 

Bitte beachten Sie, dass Sie die Voraussetzungen erfüllen, bevor Sie sich bei uns anmelden:

  • Bachelor Bauingenieurwesen: Sie benötigen 168/150 ECTS (Voraussetzungen zur Anmeldung der Bachelorarbeit sind erfüllt; siehe hierzu den Vermerk in HISinOne).
  • Master Bauingenieurwesen: Sie benötigen 30 ECTS.
  • ISE Structural Engineering: Sie benötigen 120 ECTS, sowie ein Nachweis über das Berufspraktikum und den Auslandsaufenthalt. Die folgenden Module müssen bestanden sein: Mathematics 1, Mechanics 1, Procedural Programming.
  • Bitte beachten Sie, dass in Ihrem Transcript of Records (Notenspiegel) ein Vermerk steht, dass Sie zur Abschlussarbeit zugelassen sind.
  • Weitere Informationen finden Sie in Ihren jeweiligen Prüfungsordnungen.

 

Themenvorschläge Bachelor

Jonas Sevenich, M.Sc. Konzept zur Anwendung von Künstlicher Intelli-genz (KI) auf Punktwolken

Beschreibung:

Die Nutzung von Punktwolken für Bauwerksanalysen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Künstliche Intelligenz (KI) bietet das Potenzial, diese Daten effizient zu verarbeiten, Muster zu erkennen und automatisierte Analysen durchzuführen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept zu entwickeln, wie KI-Methoden, insbesondere Machine Learning und Deep Learning, auf Punktwolken angewendet werden können, um relevante Informationen für den Bau- und Planungsprozess zu extrahieren.

 

Zielsetzung/Ergebnis:

Es wird ein Konzept zur KI-gestützten Verarbeitung von Punktwolken entwickelt. Die Ergebnisse umfassen eine Analyse bestehender Methoden, die Identifikation geeigneter KI-Ansätze und eine Bewertung ihrer Anwendbarkeit. Abschließend werden Potenziale und Herausforderungen für den Einsatz in der Baupraxis aufgezeigt.

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Jonas Sevenich, M.Sc. Vergleichsanalyse der automatisierten Qualitätskontrolle in der Bauindustrie und der Automobilindustrie

Beschreibung:

Die automatisierte Qualitätskontrolle spielt sowohl in der Bauindustrie als auch in der Automobilindustrie eine zentrale Rolle. Während in der Automobilbranche hochpräzise und standardisierte Prüfverfahren etabliert sind, steht die Bauindustrie vor Herausforderungen aufgrund individueller Projekte und variierender Bedingungen. Diese Arbeit analysiert Methoden, Technologien und Effizienz der Qualitätskontrolle beider Branchen und identifiziert Optimierungspotenziale.

 

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, Unterschiede und Gemeinsamkeiten der automatisierten Qualitätskontrolle in beiden Industrien zu untersuchen. Die Ergebnisse umfassen eine systematische Gegenüberstellung der eingesetzten Technologien, eine Bewertung ihrer Effizienz und Anwendbarkeit sowie die Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Bauindustrie.

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Alina Zdankina, M.Sc. Nutzung von digitalen Technologien zur Förderung der zirkulären Baustoffnutzung am Beispiel von Beton

Beschreibung:

Zur Einhaltung von ökologischen Nachhaltigkeitsforderungen mussten insbesondere in der Baustoffindustrie strukturelle Prozessänderungen vorgenommen werden, da die Herstellung von Baustoffen wie Beton umweltschädlich ist.

Parallel zu diesem „Nachhaltigkeitstrend“ durchläuft die Bauindustrie derzeit einen „Digitalisierungstrend“, welcher sich darin äußert, dass Bauunternehmen und -prozesse durch digitale Tools unterstützt werden sollen. Der Ablauf „Bestandsabnahme → Rückbau → Aufbereitung, Recycling oder Entsorgung von Beton → Wiedereinsatz von Beton“ ist noch kaum digitalisiert.

Zielsetzung/Ergebnis:

Es soll untersucht werden, welche digitalen Technologien existieren, um die zirkuläre Nutzung von Beton zu fördern. Dies beginnt mit einer Digitalisierung der Bestandsaufnahme des Bauwerks, der digitalen Unterstützung von Trenn-, Sortier-, Aufbereitungs- und Recyclingmöglichkeiten und endet mit der Unterstützung von digitalen Technologien im Wiedereinbau.

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Dr.-Ing. Aileen Pfeil Multi-Kriterien-Analyse zur Identifikation geeigneter Bauwerks- und Bauteiltypen für den Einsatz von Terahertz-Strahlung

Beschreibung:

Terahertz-Strahlung ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die zwischen Mikrowellen und Röntgenstrahlung liegt. Mit einer Frequenz von etwa 100 GHz bis 10 THz und einer Wellenlänge von etwa 0,3 mm bis 30 μm bietet Terahertz-Strahlung eine einzigartige Möglichkeit, die Eigenschaften von Materialien zu untersuchen. Durch die Analyse von Terahertz-Strahlung können dielektrische Eigenschaften, Struktur und Zusammensetzung von Materialien ermittelt werden, ohne dass diese zerstört werden müssen. Die zerstörungsfreie Analyse mittels Terahertz-Strahlung bietet großes Potenzial für Bauwerke. In dieser Arbeit wird systematisch untersucht, welche Bauwerke und Bauteile für erste Anwendungen besonders geeignet sind. Dazu werden Kriterien aus Technik und Praxis erhoben und mit wissenschaftlichen Bewertungsmethoden analysiert.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Entwicklung eines Kriterienkatalogs und die Durchführung einer strukturierten Bewertung (z. B. AHP, Bewertungsmatrix), um prioritäre Anwendungsfälle von Terahertz-Strahlung im Bauwesen für weitere Studien und erste Erprobungen zu identifizieren.

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Dr.-Ing. Aileen Pfeil Robotergestützter Straßenbau: Chancen, Herausforderungen und Übertragbarkeit nach Deutschland

Beschreibung:

In China wurde Medienberichten zufolge ein rund 157,8 km langer Autobahnabschnitt mithilfe von Robotern und Drohnen gebaut bzw. saniert. Dabei sollen Maschinen weitgehend autonom Aufgaben wie Asphaltieren, Verdichten und Überwachen übernommen haben. Dieses Projekt gilt als technologischer Meilenstein im Infrastrukturbau, auch wenn Umfang und tatsächlicher Automatisierungsgrad noch nicht abschließend verifiziert sind. Es eröffnet die Frage, ob und unter welchen Rahmenbedingungen ein solcher Ansatz auch in Deutschland denkbar wäre.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, zunächst den robotergestützten Straßenbau in China zu recherchieren und den Prozess darzustellen. Darauf aufbauend wird die Übertragbarkeit auf den deutschen Kontext kritisch geprüft. Dabei werden technische Voraussetzungen, rechtliche Rahmenbedingungen sowie bauliche und gesellschaftliche Hindernisse beleuchtet, um Handlungsempfehlungen für eine mögliche Implementierung in Deutschland abzuleiten.

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Rabee Taha, M.Sc. Untersuchung der Eignung von Pre-Trained-Vision-Modellen für die Fortschrittskontrolle im Bauwesen

Beschreibung:

Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von Pre-Trained-KI-Modellen im Bereich der Computer Vision eröffnen sich neue Möglichkeiten für die automatisierte Analyse von Baustellendaten. Diese vortrainierten Modelle können genutzt werden, um Baufortschritte anhand von Bildern oder Videos zu erkennen und zu bewerten. Die Abschlussarbeit soll untersuchen, welche Modelle sich am besten für bauspezifische Szenarien eignen und wie deren Leistung durch Transfer Learning oder Fine-Tuning verbessert werden kann.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter Pre-Trained-Modelle (z. B. YOLO, Mask R-CNN, SAM) hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Robustheit für die Baufortschrittsanalyse. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Erkennungsleistung, Rechenaufwand und Anpassbarkeit an reale Baustellendaten.

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Rabee Taha, M.Sc. Vergleich und Bewertung von Online-Computer-Vision-Plattformen für den Einsatz im Baustellenmonitoring

Beschreibung:

Digitale Bildverarbeitungssysteme gewinnen im Bauwesen zunehmend an Bedeutung, insbesondere zur automatisierten Fortschrittskontrolle und Qualitätssicherung auf Baustellen. Zahlreiche Online-Plattformen bieten bereits KI-basierte Computer-Vision-Dienste an, die ohne tiefgehende Programmierkenntnisse nutzbar sind. Die Abschlussarbeit soll untersuchen, welche Plattformen sich für das Baustellenmonitoring eignen und deren Leistungsfähigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Integrationspotenzial in bestehende BIM-Workflows bewerten.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist der systematische Vergleich mehrerer Online-Computer-Vision-Plattformen anhand praxisnaher Testszenarien. Analysiert werden Genauigkeit, Verarbeitungsgeschwindigkeit, Kosten und Schnittstellen zu BIMSystemen. Das Ergebnis ist eine Bewertungsmatrix, die die Stärken und Schwächen der untersuchten Plattformen aufzeigt.

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Rabee Taha, M.Sc. Vergleich von Cloud-basierten und On-Premise-Computer-Vision-Diensten für automatisiertes Baustellenmonitoring

Beschreibung:

Die Verarbeitung großer Bild- und Videodatenmengen erfordert leistungsfähige Computer-Vision-Infrastrukturen. Dabei stehen Cloud-basierte Lösungen, die hohe Skalierbarkeit bieten, zunehmend On-Premise-Systemen gegenüber, die Datensicherheit und Kontrolle gewährleisten. Die Abschlussarbeit soll beide Ansätze hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Latenz, Kosten, Datenschutz und Eignung für den Einsatz im automatisierten Baustellenmonitoring vergleichen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die experimentelle Analyse und Bewertung von Cloud- und On-Premise-Architekturen zur Verarbeitung von Baustellenbildern. Das Ergebnis umfasst eine technische und wirtschaftliche Gegenüberstellung, die Empfehlungen für unterschiedliche Anwendungsszenarien im Bauwesen ableitet.

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Max Huvers, M.Sc. Empirische Untersuchung zum Stand der automatisierten Produktion in Fertigteilfabriken und Durchführung einer Potentialanalyse

Beschreibung:

Das Bauwesen ist charakterisiert von manuellen Tätigkeiten und projektab hängig wechselnden Randbedingungen. Dies erschwert die verbreitete An wendung von Automatisierung im Bausektor. Diese Abschlussarbeit befasst sich mit dem aktuellen Stand der automatisierten Produktion in Fertigteil fabriken der industriellen und führt eine Potentialanalyse zur Automatisie rung der Produktion durch. Hierbei sollen die verschiedenen Baumateria lien, insbesondere Holz, Beton und Mauerwerk betrachtet werden. Als Ba sis werden Bauunternehmen der Vorfertigung zur Produktion und Automa tisierungsgrad befragt. Im Anschluss sind geeignete Konzepte zur Automa tisierung herzuleiten.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist es aufzuzeigen, welche Automatisierungstechnologien und -metho den derzeit eingesetzt werden, und welche ungenutzten Potentiale durch eine weitergehende Automatisie rung in der industriellen Vorfertigung erschlossen werden könnten. Die entwickelten Konzepte ermöglichen eine automatisierte Produktion in der Vorfertigung von Gebäudeelementen und -modulen.

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Max Huvers, M.Sc. Durchführung einer Nachhaltigkeitsbetrachtung von Robotik in der automatisierten Bauausführung

Beschreibung:

Das Bauwesen steht vor den zentralen Herausforderungen des Fachkräfte mangels, geringer Produktivität und zunehmenden Nachhaltigkeitsanforde rungen. Nach dem Vorbild anderer Industrien bietet die Automatisierung ei nen Lösungsansatz. Die Arbeit untersucht die ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen des Einsatzes von Robotik in der automatisier ten Bauausführung. Im Fokus steht die Analyse, wie robotergestützte Pro zesse zur Verbesserung der Nachhaltigkeitsleistung von Bauprojekten bei tragen können. Dabei werden u.a. Energieverbrauch, Materialeffizienz und Arbeitsbedingungen als zentrale Bewertungskriterien betrachtet. 

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Abschlussarbeit ist es, den Einfluss von Robotik auf die Nachhal tigkeit im Bauwesen systematisch zu bewerten. Durch die Ermittlung rele vanter Indikatoren soll aufgezeigt werden, in welchen Bereichen Automati sierung ökologische und wirtschaftliche Vorteile erzielt. Die Ergebnisse sol len Impulse für eine nachhaltige Integration robotischer Systeme in Baupro zesse liefern.

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Max Huvers, M.Sc. Entwicklung eines dynamischen Kalkulationstools zur Kalkulation einer automatisierten Mauerwerkserstellung durch Seilrobotik

Beschreibung:

Die Bauwirtschaft steht vor der Herausforderung, effizienter und kosten günstiger zu arbeiten, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken und die Bauqualität zu verbessern. Ein innovativer Ansatz ist die Verwendung von Seilrobotern für die automatisierte Mauerwerkserstellung. Das Ziel die ser Arbeit ist die Entwicklung eines dynamischen Kalkulationstools in Excel, das eine genaue und flexible Kostenberechnung für die automatisierte Mau erwerkserstellung mittels Seilrobotik ermöglicht. Die Parameter der Kalku lation sollen als dynamische Eingangsgrößen in die Berechnung integriert werden. Ein Vergleich von automatisierter und konventioneller Ausführung von Mauerwerksarbeiten wird ermöglicht.

Zielsetzung/Ergebnis:

Durch eine strukturierte Vorgehensweise und ein einfach verständlich auf bereitetes Kalkulationstool wird ein praxistaugliches Hilfsmittel entwickelt, dass die Kalkulation von automatisierten Mauerwerksarbeiten und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Seilrobotik im Mauerwerksbau ermöglicht. Das Tool soll Bauunternehmen und Projektplanern eine fundierte Entscheidungsgrundlage für den Einsatz von Seilrobotern bieten. 

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Themenvorschläge Master

Alina Zdankina, M.Sc. Risikobeurteilung und -behandlung nach DIN ISO 31000 für den Einsatz von RC-Beton

Beschreibung:

Beton verfügt über materialspezifische Eigenschaften, die eine flexible Anwendung in sämtlichen Bauprojekten ermöglicht. Herausfordernd ist der CO2-intensive Herstellungsprozess. Durch die Nutzung von RC-Beton sollen die positiven Bauteileigenschaften von Beton beibehalten werden können, während auf den CO2-intensiven Herstellungsprozess verzichtet wird. In Anlehnung an die DIN ISO 31000 sollen die Risiken beurteilt werden, welche durch den Einsatz von RC-Beton entstehen können und Behandlungsmöglichkeiten ausgearbeitet werden.

Zielsetzung/Ergebnis:

Beurteilung sämtlicher Risiken und Darstellung von Behandlungsmöglichkeiten beim Einsatz von RC-Beton.

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Dr.-Ing. Aileen Pfeil Modellierung dynamischer Roboter-Arbeitsräume in beengten Bauumgebungen

Beschreibung:

In einer vorhergehenden Studie wurde ein BIM-basiertes Tool zur Gestaltung und Prüfung von Arbeitsbereichen am Beispiel von Befestigungsinstallationen mit manuellen oder robotergestützten Methoden entwickelt. Das bestehende BIM-Tool plant derzeit feste Arbeitsbereiche für Roboter. In realen Bauprojekten ändern sich jedoch Raumverhältnisse durch Materiallagerungen oder parallele Tätigkeiten. Diese Arbeit untersucht Methoden, Roboter-Arbeitsräume dynamisch an wechselnde Bedingungen anzupassen, um Kollisionen zu vermeiden und die Effizienz zu steigern.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel dieser Masterarbeit ist die Weiterentwicklung des bestehenden BIM-Workspace Tools. Dabei sollen zunächst weitere Roboteranwendungen untersucht werden. Anschließend soll ein Konzept zur dynamischen Modellierung von Roboter-Arbeitsräumen in BIM unter realistischen Bauwerksbedingungen entwickelt und an den genannten Beispielen getestet werden.

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Dr.-Ing. Aileen Pfeil Multi-Kriterien-Analyse zur Identifikation geeigneter Bauwerks- und Bauteiltypen für den Einsatz von Terahertz-Strahlung

Beschreibung:

Terahertz-Strahlung ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die zwischen Mikrowellen und Röntgenstrahlung liegt. Mit einer Frequenz von etwa 100 GHz bis 10 THz und einer Wellenlänge von etwa 0,3 mm bis 30 μm bietet Terahertz-Strahlung eine einzigartige Möglichkeit, die Eigenschaften von Materialien zu untersuchen. Durch die Analyse von Terahertz-Strahlung können dielektrische Eigenschaften, Struktur und Zusammensetzung von Materialien ermittelt werden, ohne dass diese zerstört werden müssen. Die zerstörungsfreie Analyse mittels Terahertz-Strahlung bietet großes Potenzial für Bauwerke. In dieser Arbeit wird systematisch untersucht, welche Bauwerke und Bauteile für erste Anwendungen besonders geeignet sind. Dazu werden Kriterien aus Technik und Praxis erhoben und mit wissenschaftlichen Bewertungsmethoden analysiert.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Entwicklung eines Kriterienkatalogs und die Durchführung einer strukturierten Bewertung (z. B. AHP, Bewertungsmatrix), um prioritäre Anwendungsfälle von Terahertz-Strahlung im Bauwesen für weitere Studien und erste Erprobungen zu identifizieren.

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Dr.-Ing. Aileen Pfeil Robotergestützter Straßenbau: Chancen, Herausforderungen und Übertragbarkeit nach Deutschland

Beschreibung:

In China wurde Medienberichten zufolge ein rund 157,8 km langer Autobahnabschnitt mithilfe von Robotern und Drohnen gebaut bzw. saniert. Dabei sollen Maschinen weitgehend autonom Aufgaben wie Asphaltieren, Verdichten und Überwachen übernommen haben. Dieses Projekt gilt als technologischer Meilenstein im Infrastrukturbau, auch wenn Umfang und tatsächlicher Automatisierungsgrad noch nicht abschließend verifiziert sind. Es eröffnet die Frage, ob und unter welchen Rahmenbedingungen ein solcher Ansatz auch in Deutschland denkbar wäre.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist es, zunächst den robotergestützten Straßenbau in China zu recherchieren und den Prozess darzustellen. Darauf aufbauend wird die Übertragbarkeit auf den deutschen Kontext kritisch geprüft. Dabei werden technische Voraussetzungen, rechtliche Rahmenbedingungen sowie bauliche und gesellschaftliche Hindernisse beleuchtet, um Handlungsempfehlungen für eine mögliche Implementierung in Deutschland abzuleiten.

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Rabee Taha, M.Sc. Untersuchung der Eignung von Pre-Trained-Vision-Modellen für die Fortschrittskontrolle im Bauwesen

Beschreibung:

Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von Pre-Trained-KI-Modellen im Bereich der Computer Vision eröffnen sich neue Möglichkeiten für die automatisierte Analyse von Baustellendaten. Diese vortrainierten Modelle können genutzt werden, um Baufortschritte anhand von Bildern oder Videos zu erkennen und zu bewerten. Die Abschlussarbeit soll untersuchen, welche Modelle sich am besten für bauspezifische Szenarien eignen und wie deren Leistung durch Transfer Learning oder Fine-Tuning verbessert werden kann.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter Pre-Trained-Modelle (z. B. YOLO, Mask R-CNN, SAM) hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Robustheit für die Baufortschrittsanalyse. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Erkennungsleistung, Rechenaufwand und Anpassbarkeit an reale Baustellendaten.

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Rabee Taha, M.Sc. Vergleich und Bewertung von Online-Computer-Vision-Plattformen für den Einsatz im Baustellenmonitoring

Beschreibung:

Terahertz-Strahlung ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die zwischen Digitale Bildverarbeitungssysteme gewinnen im Bauwesen zunehmend an Bedeutung, insbesondere zur automatisierten Fortschrittskontrolle und Qualitätssicherung auf Baustellen. Zahlreiche Online-Plattformen bieten bereits KI-basierte Computer-Vision-Dienste an, die ohne tiefgehende Programmierkenntnisse nutzbar sind. Die Abschlussarbeit soll untersuchen, welche Plattformen sich für das Baustellenmonitoring eignen und deren Leistungsfähigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Integrationspotenzial in bestehende BIM-Workflows bewerten.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist der systematische Vergleich mehrerer Online-Computer-Vision-Plattformen anhand praxisnaher Testszenarien. Analysiert werden Genauigkeit, Verarbeitungsgeschwindigkeit, Kosten und Schnittstellen zu BIMSystemen. Das Ergebnis ist eine Bewertungsmatrix, die die Stärken und Schwächen der untersuchten Plattformen aufzeigt.

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Rabee Taha, M.Sc. Vergleich von Cloud-basierten und On-Premise-Computer-Vision-Diensten für automatisiertes Baustellenmonitoring

Beschreibung:

Die Verarbeitung großer Bild- und Videodatenmengen erfordert leistungsfähige Computer-Vision-Infrastrukturen. Dabei stehen Cloud-basierte Lösungen, die hohe Skalierbarkeit bieten, zunehmend On-Premise-Systemen gegenüber, die Datensicherheit und Kontrolle gewährleisten. Die Abschlussarbeit soll beide Ansätze hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Latenz, Kosten, Datenschutz und Eignung für den Einsatz im automatisierten Baustellenmonitoring vergleichen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die experimentelle Analyse und Bewertung von Cloud- und On-Premise-Architekturen zur Verarbeitung von Baustellenbildern. Das Ergebnis umfasst eine technische und wirtschaftliche Gegenüberstellung, die Empfehlungen für unterschiedliche Anwendungsszenarien im Bauwesen ableitet.

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Max Huvers, M.Sc. Durchführung einer BIM basierten 5D-Analyse zum automatisierten Bauen mittels Seilrobotik im Mauerwerksbau

Beschreibung:

Die Digitalisierung und Automatisierung erlangt zunehmende Bedeutung im Bauwesen. Eine innovative Technologie im Mauerwerksbau ist das automatisierte Bauen mithilfe von Seilrobotik. Zeitgleich ist durch Building Information Modeling eine 5D-Analyse von Bauprojekten möglich. Die Integration von Kosten- und Zeitdimensionen bietet ein Optimierungspotential von Bauprozessen. Anhand eines fiktiven Projektes (z.B. EFH, MFH, Reihenhaus) werden mithilfe von BIM anhand von 5D-Modellen Simulationen zur automatisierten Ausführung der Bauarbeiten erstellt. Diese werden durch Sensitivitätsanalysen auf Unterschiede in wichtigen Kenngrößen (z.B. Aufwandswert, Bauzeit, Baukosten) ausgewertet.

Zielsetzung/Ergebnis:

Die Arbeit identifiziert Unterschiede in den Faktoren Bauzeit und Baukosten bei der Anwendung von Seilrobotik zur Ausführung der Mauerwerksarbeiten in unterschiedlich großen Bauprojekten. Ziel ist das automatisierte Bauen durch Seilrobotik im Mauerwerksbau zu bewerten. Von Kandidaten für diese Arbeit wird erwartet, dass sie Englisch und Deutsch beherrschen. Weiterhin werden Grundkenntnisse in BIM, Bauablaufplanung und Kalkulation vorausgesetzt.

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Max Huvers, M.Sc. Empirische Untersuchung zur ganzheitlichen Digitalisierung des Planungs- und Bauprozesses im Bauwesen

Beschreibung:

Die Baubranche ist durch eine hohe Komplexität und enge Verflechtung un terschiedlichster Prozesse, Akteure und Technologien geprägt. Hierbei ist die Branche durch traditionelle Strukturen sowie durch viele manuelle Prozesse, eine ausgeprägte Bürokratie und eine massive Anzahl einzuhalten der Normen und Vorschriften charakterisiert. In anderen Industrien wurden mithilfe der digitalen Transformation erhebliche Effizienzgewinne erzielt. Demgegenüber steht die Bauwirtschaft oft noch am Anfang dieses Wan dels. Technologische Lösungen wie z.B. Building Information Modeling (BIM), Robotik, IoT finden noch keine weit verbreitete Anwendung.

Zielsetzung/Ergebnis:

Innerhalb der Arbeit sollen technische, wirtschaftliche und juristische Herausforderungen einer ganzheitlichen Digitalisierung im Planungs- und Bauprozess der Bauwirtschaft identifiziert werden. Der aktuellen Digitalisie rungsstand der deutschen Bauwirtschaft wird systematische erfasst. Hier bei werden Wechselwirkungen zwischen den Bedingungen und relevante Schnittstellen untersucht.

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Max Huvers, M.Sc. Wirtschaftlichkeitsanalyse zum Vergleich von konventionellem Bauen und industrieller Vorfertigung

Beschreibung:

Die Arbeit untersucht die Unterschiede zwischen konventionellen Bauprozessen und industrieller Vorfertigung von Baukomponenten. Dabei wird auf den unterschiedlichen Vorfertigungsgrad von Modulen eingegangen. Es werden Kostenstrukturen, Investitions- und Fertigungsaufwände sowie Zeit- und Qualitätsaspekte systematisch analysiert. Auf Basis von Kosten- und Prozessanalysen soll aufgezeigt werden, unter welchen Bedingungen die industrielle Vorfertigung wirtschaftliche Vorteile bietet. 

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Abschlussarbeit ist es, die Wirtschaftlichkeit konventioneller und vorgefertigter Bauverfahren vergleichend zu bewerten. Hierbei werden die tatsächlichen Aufwände und Kosten identifiziert. Die Ergebnisse sollen Handlungsempfehlungen für Bauunternehmen und Entscheidungsträger in der Projektplanung liefern.

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Prof. Dr.-Ing. Wulf Himmel Evaluation kommerzieller Softwarelösungen zur Erstellung von Bautagesberichten für Soll-Ist-Vergleiche in der Bauablaufplanung

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 wulf.himmel@uni-due.de.

Prof. Dr.-Ing. Wulf Himmel Entwicklung eines Datenmodells

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 wulf.himmel@uni-due.de.

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