Digital Engineering and Production - Zukunftsthema am Fachbereich

Im Fokus des Digital Engineering and Production im Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der TU Darmstadt steht die Erforschung neuer digitaler Methoden und Werkzeuge für die Planung und Produktion.

Dies umfasst die Konzeption, Entwicklung und Anwendung innovativer Verfahren und Methoden der Informations- und Kommunikationstechnik zum Planen, Bauen und Nutzen von Bauwerken und ihrer Wechselwirkungen mit der Umwelt im Sinne der digitalen Transformation der Ingenieurtätigkeit. Hierzu werden für die gebaute Infrastruktur von der Planungsphase über Entwurf und den Produktionsprozess bis hin zum lebensdauerbegleitenden Monitoring und dem Rückbau digitale Produkt- und Prozessmodelle miteinander vernetzt, um Entwicklungsprozesse zu beschleunigen, die Qualität der Produkte zu steigern und Produktionsprozesse zu optimieren.

Ziel des Forschungsbereichs Digital Engineering and Production ist es Vorsprünge bei neuen, herausfordernden digitalen Planungs- und Fertigungsmethoden systematisch zu erarbeiten und auszubauen. Der Schwerpunkt der Forschungen liegt auf folgenden Teilbereichen:

1) Additive Fertigung

Die additive Fertigung eröffnet neue vielversprechende Möglichkeiten der Produktherstellung im Bau- und Umweltbereich. Gegenstand der Forschung dieses Teilbereichs ist es innovative computergesteuerte Druckverfahren sowie geeigneten Materialien zu entwickeln, um diese neue Produktionstechnologie effizient und wertschöpfend in industrielle Fertigungsprozesse umzusetzen.

2) Sensordatenzentrierte Systementwicklung und -monitoring

Zur Ergänzung klassischer Ingenieurmethoden rücken gerade bei der Entwicklung komplexer Systeme – bedingt durch die rasante Entwicklung der vernetzten Sensorik in Internet (Internet of Things) mit einer Fülle von systembeschreibenden Daten – immer mehr sensordatenzentrierte Methoden in den Vordergrund. Ziel dieser Forschungen ist es, Grundlagen und Methoden für ausgewählte Bereiche in den Bau- und Umweltingenieurwissenschaften zu schaffen, die es ermöglichen mit Sensor-BigData und maschinellem Lernen („lernen, ohne explizit programmiert worden zu sein“) im Sinne künstlicher Intelligenz komplexe Ingenieursysteme zu entwickeln und existierende Systeme zu überwachen.

3) Digitale Wertschöpfungsketten

Die reine Nutzung digitaler Methoden in den traditionellen Wertschöpfungsketten führt oftmals nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Ziel dieses Forschungsteilbereichs ist es daher, das disruptive Potenzial digitaler Planungs- und Fertigungsmethoden systematisch zu erforschen und darauf basierende neue Wertschöpfungsketten für Ingenieurtätigkeiten im Sinne einer digitalen Transformation zu definieren.

4) X-Reality (XR) Engineering

In konsequenter Weiterentwicklung der traditionellen planbasierten Ingenieurkooperation und über die gegenwärtig sich verbreitende 3D modellbasierte Kooperation im Zuge des Building Information Modelling (BIM) hinaus ergeben sich mit den aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) – zusammengefasst als X-Reality – neue vielversprechende Möglichkeiten in der Verbesserung der Ingenieurkooperation. Ziel dieses Forschungsteilbereichs ist es daher, die digitale visuelle Kommunikation bei Ingenieurprojekten interpretationsfrei und immersiv so neu zu gestalten, dass alle Beteiligten ein vollumfängliches Verständnis der Sachverhalte komplexitätsreduzierend und fehlerfrei erlangen können.