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:

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.

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.

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.

Beschreibung:

Mit der zunehmenden Verbreitung von Building Information Modeling (BIM) und dem IFC-Standard als zentralem Austauschformat wächst die Menge strukturierter Baudaten erheblich. Die manuelle Extraktion relevanter Informationen aus komplexen IFC-Datenstrukturen ist zeitaufwendig und fehleranfällig. Die Abschlussarbeit untersucht, welche NLP- und KI-basierten Methoden sich am besten eignen, um relevante Informationen automatisiert aus IFC-Dateien zu extrahieren und für nachgelagerte Prozesse nutzbar zu machen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter Methoden zur automatisierten Informationsextraktion aus IFC-Datenstrukturen (z. B. regelbasierte Ansätze, Graph Neural Networks, LLM-basierte Verfahren) hinsichtlich Genauigkeit, Robustheit und Anwendbarkeit. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Extraktionsgenauigkeit, Rechenaufwand und Übertragbarkeit auf unterschiedliche IFC-Modelle aus der Baupraxis.

Beschreibung:

Baubesprechungsprotokolle enthalten wertvolle Informationen über Projektfortschritt, Mängel und Entscheidungen. Deren manuelle Auswertung ist zeitintensiv und fehleranfällig. Die Abschlussarbeit untersucht, welche Large Language Models sich am besten eignen, um relevante Informationen automatisiert aus Baubesprechungsprotokollen zu extrahieren und wie deren Leistung durch Fine-Tuning auf bauspezifische Datensätze verbessert werden kann.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter LLMs hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Robustheit bei der automatisierten Auswertung von Baubesprechungsprotokollen. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Extraktionsgenauigkeit, Verarbeitungsgeschwindigkeit und Anpassbarkeit an bauspezifische Anforderungen.

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.

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:

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.

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 Verfügbarkeit verlässlicher Bestandsinformationen ist eine zentrale Voraussetzung für einen störungsarmen Bauablauf. Insbesondere im Hochbau führen unzureichende Kenntnisse über bestehende Strukturen häufig zu Verzögerungen und Planabweichungen. Ziel der Arbeit ist die systematische Analyse typischer Bauablaufstörungen, die Ableitung relevanter Informationsbedarfe sowie die Entwicklung darauf basierender Use Cases als Grundlage für die Bewertung geeigneter Erfassungstechnologien.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ergebnis ist eine strukturierte Sammlung von Use Cases mit zugehörigen Informationsbedarfen sowie eine systematische Zuordnung und Bewertung geeigneter Erfassungstechnologien in Form einer vergleichenden Matrix.

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:

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.

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.

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.

Beschreibung:

Mit der zunehmenden Verbreitung von Building Information Modeling (BIM) und dem IFC-Standard als zentralem Austauschformat wächst die Menge strukturierter Baudaten erheblich. Die manuelle Extraktion relevanter Informationen aus komplexen IFC-Datenstrukturen ist zeitaufwendig und fehleranfällig. Die Abschlussarbeit untersucht, welche NLP- und KI-basierten Methoden sich am besten eignen, um relevante Informationen automatisiert aus IFC-Dateien zu extrahieren und für nachgelagerte Prozesse nutzbar zu machen.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter Methoden zur automatisierten Informationsextraktion aus IFC-Datenstrukturen (z. B. regelbasierte Ansätze, Graph Neural Networks, LLM-basierte Verfahren) hinsichtlich Genauigkeit, Robustheit und Anwendbarkeit. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Extraktionsgenauigkeit, Rechenaufwand und Übertragbarkeit auf unterschiedliche IFC-Modelle aus der Baupraxis.

Beschreibung:

Baubesprechungsprotokolle enthalten wertvolle Informationen über Projektfortschritt, Mängel und Entscheidungen. Deren manuelle Auswertung ist zeitintensiv und fehleranfällig. Die Abschlussarbeit untersucht, welche Large Language Models sich am besten eignen, um relevante Informationen automatisiert aus Baubesprechungsprotokollen zu extrahieren und wie deren Leistung durch Fine-Tuning auf bauspezifische Datensätze verbessert werden kann.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel ist die Evaluierung ausgewählter LLMs hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Robustheit bei der automatisierten Auswertung von Baubesprechungsprotokollen. Ergebnis ist ein Benchmark-Vergleich mit Kennzahlen zu Extraktionsgenauigkeit, Verarbeitungsgeschwindigkeit und Anpassbarkeit an bauspezifische Anforderungen.

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.

Beschreibung:

Die Masterarbeit untersucht den aktuellen Stand der Digitalisierung in der Planungs- und Genehmigungsphase von Bauprojekten und analysiert bestehende Prozesse hinsichtlich technischer, wirtschaftlicher, organisatorischer und juristischer Herausforderungen. Auf Basis einer empirischen Erhebung, Experteninterviews oder Umfrage, werden zentrale Problemfelder und Hemmnisse identifiziert. Die Ergebnisse dienen dazu, ein umfassendes Verständnis über Defizite, Potenziale und Wechselwirkungen im digitalen Planungs- und Genehmigungsablauf zu gewinnen. Auf Grundlage dessen wird ein praxisorientiertes Konzept für eine ganzheitliche Digitalisierung der Planungs- und Genehmigungsphase entwickelt.

Zielsetzung/Ergebnis:

Ziel der Arbeit ist ein Konzept mit konkreten Ansatzpunkten u.a. zur Optimierung von Abläufen, zur Verbesserung der interdisziplinären Zusammenarbeit in der Planungsphase sowie zur Steigerung von Effizienz, Transparenz und Rechtssicherheit. Darüber hinaus soll es Empfehlungen enthalten, wie alle Rahmenbedingungen sinnvoll aufeinander abgestimmt werden können, um eine integrierte und zukunftsfähige digitale Prozesslandschaft im Bauwesen zu ermöglichen.

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:

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:

Der IFC-Standard ist das Austauschformat von BIM-Daten. In der ausgeschriebenen Arbeit werden Attribute im Excel-Format zur Verfügung gestellt, was den Ausgangspunkt der Arbeit bildet. Der Student soll im Rahmen seiner Arbeit ein Revit-Modell modellieren, an welche keine großen Anforderungen gestellt werden. Es soll ein einfaches geometrisches Modell modelliert werden, wo ein paar TGA-Objekte ohne viel Informationen modelliert werden soll. Die Anreicherung des Revit-Modells, welches als IFC exportiert werden soll. Soll im nächsten Schritt automatisiert mit den Daten aus der Excel-Datei angereichert werden. Diese Umsetzung erfolgt mit einer Robotic Process Automation Softwarelösung (RPA-Lösung).

Somit ist eine gute Grundkenntnis mit Revit Voraussetzung für diese Arbeit. Für die Umsetzung mit RPA brauch man keine vertieften Grundkenntnisse, auch wenn diese bestimmt hilfreich sind für das Verständnis, wie man generell Prozesse aufsetzt.

Zielsetzung/Ergebnis:

Von den Kandidaten für diese Arbeit wird erwartet, dass sie Deutsch beherrschen. Weiterhin ist ein grundlegendes Verständnis im Bereich der Modellierung notwendig. Und ein Verständnis von IT/ Programmierung hilfreich.

Das Ziel der Arbeit ist einen Prozess zu entwickeln und praktisch umzusetzen, bei dem automatisiert Attribute an ein vorhandenes IFC-Modell hinzugefügt werden.

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.

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 Rückbaumaßnahmen werden u.a. Holz-, Beton- und Stahlprodukte zurückgebaut und anschließend stofflich verwertet oder entsorgt. Dadurch können wertvolle Ressourcen und Nutzungspotenziale verloren gehen.

Zielsetzung:

Der Student soll den konventionellen und zirkulären Materialfluss für Holz-, Beton- und Stahlprodukte in einem zusammenhängenden Ablaufdiagramm darstellen.

Dieses Ablaufdiagramm soll anschließend verwendet werden, um die der Materialflüsse auf ökonomische und ökologische Bewertungsparameter zu untersuchen.

Forschungsfragen:

1. Wie sieht der Materialfluss des Holz-, Beton-, und Stahlrecyclings im Rahmen des Gebäuderückbaus aus?
2. Wie kann der Materialfluss des Recyclings dieser drei Stoffe in einem zusammenhängenden Ablaufdiagramm visuell dargestellt werden?
3. Welche ökonomischen und ökologischen Bewertungsparameter sind relevant?
4. Welche ökonomischen und ökologischen Unterschiede und Gemeinsamkeiten der drei Materialflüsse können auf Grundlage von Literaturen festgestellt werden?

Methoden:​

1. Systematische Literaturanalyse

2. Erstellung eines Ablaufplans

3. Ökonomische und ökologische Bewertung der drei Materialflüsse

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 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 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.

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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.

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