Maschinenlesbare Bauprodukte

Kurt-Ruths-Preis 2021 für Dr.-Ing. Anna Wagner

02.03.2021 von

Bauprodukte sind trotz ihrer Fertigung in großen Mengen überwiegend individuelle Einzelstücke und nicht Ergebnis purer Massenproduktion. Diese Besonderheit des Bauwesens hat zu vielen Innovationen geführt, hält aber auch Herausforderungen bereit, beispielsweise bei der Digitalisierung. Dr.-Ing. Anna Wagner ist es in ihrer Doktorarbeit gelungen, Datenstrukturen zu schaffen, um individuelle und innovative Bauprodukte digital zu beschreiben. Für die maschinelle Lesbarkeit und die Simulationen von bauphysikalischen Vorgängen ist das eine entscheidende Voraussetzung. Dieser Meilenstein, der auch international hoch beachtet wurde, wird mit dem diesjährigen Kurt-Ruths-Preis ausgezeichnet.

Dr.-Ing. Anna Wagner, Preisträgerin des Kurt-Ruths-Preises 2021.

Digitalisierung und Globalisierung verändern auch das Bauwesen: Neue digitale Methoden werden in Software-Programme integriert, die (Bau-)Ingenieurinnen und -ingenieure dabei unterstützen, digitale Gebäudemodelle anzufertigen und Berechnungen oder Simulationen durchzuführen. Zeitgleich öffnen sich neue internationale Märkte und dank innovativer Ideen und Technologien halten neuartige Produkte Einzug in das Bauwesen – so können zum Beispiel Fassadenflächen zur Energieumwandlung mittels Solarzellen genutzt werden: Einer von vielen wertvollen Beiträgen zur Lösung gesellschaftlicher und ökologischer Probleme.

Damit Produkte auch in der immer stärker digitalisierten Welt des Bauwesens einfach in Planungsprozesse integriert werden können, werden zunehmend digitale Produktbeschreibungen statt der bisher verbreiteten papierbasierten Produktkataloge der Hersteller verwendet. Solche Dateiformate sind zudem im Internet abrufbar und unterstützen Hersteller dabei, neuartige Produkte zu vermarkten.

Moderne digitale Technologien, wie zum Beispiel Linked Data, erlauben es, Daten im Internet zu vernetzen und maschinenverständlich zu beschreiben. Für die Baubranche heißt das, dass die Datenstruktur unter einer Domäne (URL) veröffentlicht ist und in den Daten selbst referenziert wird. Das erlaubt Algorithmen, beim Lesen der Daten die Datenstruktur ebenfalls auszulesen und die in der Struktur hinterlegten Logiken anzuwenden. Weit verbreitete Algorithmen und Suchmaschinen wie Google oder Yahoo! unterstützen Linked Data und zeigen bevorzugt Ergebnisse an, die mit dieser Technologie beschrieben sind. Speziell für Produkte gibt es weltweit verbreitete Linked-Data-Strukturen, die Produktsuchen unterstützen. Diese Strukturen sind allerdings für massenproduzierte Produkte „von der Stange“ konzipiert und lassen sich auf komplexe, individuelle und parametrische Produkte nicht anwenden.

Linked Building Product Data

In ihrer Arbeit hat Anna Wagner das neue Konzept Linked Product Data entwickelt, das die bereits verbreiteten Linked-Data-Strukturen aufgreift und mit neuen Konzepten verknüpft, die es erlauben, zusammengesetzte, individuelle Produkte zu beschreiben. Für die spezielle Anwendung im Bauwesen hat sie dieses Konzept zu Linked Building Product Data weiterentwickelt. Diese Fortschreibung benutzt eine bereits vorhandene, für das Bauwesen entwickelte Begriffssammlung und verbindet Geometriebeschreibungen mit der Produktbeschreibung. Da im Bauwesen Produkteigenschaften häufig von geometrischen Eigenschaften abhängig sind, beinhaltet Linked Building Product Data Komponenten, die es erlauben, gleichungsbasierte Zusammenhänge zwischen geometrischen Eigenschaften und Produkteigenschaften zu definieren. Ein konkretes Beispiel sind etwa solar-aktive Fassadenkomponenten, deren Größe bestimmt, wie viele Photovoltaik-Zellen platziert können und welche Leistung erzeugt werden kann.

Durch den Einsatz von Linked Building Product Data können Hersteller ihre Produktdaten maschinenverständlich auf ihren eigenen Webseiten zur Verfügung stellen. Durch die Vernetzung der Daten können Bauprojekte unkompliziert mit den Produktbeschreibungen verlinkt werden, ohne dass Hersteller die Datenhoheit über ihre Produktbeschreibungen abtreten müssen. Dank des modularen Aufbaus von Linked (Building) Product Data, kann das Konzept einfach um weitere Aspekte wie Installationsanweisungen oder Fertigungsbeschreibungen erweitert werden.

Dr.-Ing. Anna Wagner

Die Preisträgerin

Anna Wagner hat an der TU Darmstadt Bauingenieurwesen studiert. Schon früh im Studium interessierte sie sich für Digitalisierungsprozesse. Wie sich innovative IT-Methoden und Anwendungen der Künstlichen Intelligenz ins Bauwesen übertragen lassen, untersuchte sie in ihrer Masterarbeit. Während ihrer Promotionszeit am Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen der TU Darmstadt betreute sie als Projektleiterin erfolgreich verschiedene Forschungsprojekte und assistierte bei Lehrveranstaltungen. Forschungsaufenthalte führten Wagner an die RWTH Aachen und die Universität Gent/Belgien. Ihre Dissertation “Linked Product Data: Describing Multi-Functional, Parametric Building Products using Semantic Web Technologies”, die sie mit Auszeichnung bestanden hat, zeichnet sich durch einen hohen Praxisbezug aus und wird international stark beachtet. Ihren Interessen ist Anna Wagner auch in ihrem nächsten beruflichen Schritt treu geblieben – als Senior Consultant bei der Prostep AG arbeitet sie weiterhin an digitalen Produktbeschreibungen.

Kurt-Ruths-Preis

Der mit 12.000 Euro dotierte Kurt-Ruths-Preis 2021 geht zu gleichen Teilen an Dr.-Ing. Anna Wagner und Dr. Anne-Marie Zieschang, die im Fachbereich Chemie der TU Darmstadt promoviert wurde.

Der seit 1989 jährlich verliehene Kurt-Ruths-Preis würdigt herausragende wissenschaftliche Leistungen aus den Fachbereichen Architektur, Bau- und Umweltingenieurwissenschaften sowie Chemie und wird an Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der TU Darmstadt verliehen. Der Preis geht zurück auf Kurt Ruths, den langjährigen Sprecher der Geschäftsführung der Braas-Gruppe.

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