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Doctor's Theses (authored and supervised):

H. Urban:
"Digitale Transformation von Bauprozessen anhand von Augmented Reality und openBIM";
Supervisor, Reviewer: Ch. Schranz, D. Heck, R. Scherer; Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement, 2022; oral examination: 01-14-2022.



English abstract:
The digital transformation of existing construction processes is progressing ever faster. The BIM model as the central point of building data and information is at the core of this. The BIM methodology enables the continuous digital capture of building data across all phases of the construction life cycle. However, BIM is mainly used in the planning phase. In the following phases, the use has only been tested on the basis of pilot projects. Direct use of model-based data on the construction site is rare. On the construction site, work is still often carried out on the basis of 2D plans in printed or digital form. A major obstacle is the higher investment costs in software solutions, new processes and employee training, especially when introducing BIM in the company. On the basis of BIM, new technologies (z. B. Augmented Reality) can be integrated into the construction process in a modular way. In particular, the use of open standards in the form of openBIM (z. B. IFC, BCF) expands the possibilities considerably. This dissertation deals with the topic of augmented reality in combination with openBIM and the associated digital transformation of construction processes.
The cumulative dissertation consists of an introductory chapter, a basic chapter and five published specialist articles, which are summarized in chapters 3 Environmental Analysis, 4 Use Cases: Definition and Requirements and 5 Validation. The final chapter summarizes the entire thesis and provides a possible outlook for further potential research.
The introductory chapter describes the problem, the objectives of the thesis and the method. The basic chapter covers the topics of openBIM, augmented reality and IT project management. The next chapter describes possible applications of and requirements for Augmented Reality in construction. The survey was carried out on the basis of literature research, workshops and expert interviews. Based on these investigations, the tracking system was then analyzed in more detail for construction site suitability.
Based on the results, two use cases were defined, which were researched in more detail in research projects. The first use case deals with the use of augmented reality in the TGA acceptance by the local construction supervision. First, processes, features and mockups for the AR prototype were collected by means of expert interviews and workshops. The final step was the validation of the AR prototype by means of construction site tests. The second use case deals with the use of AR in the openBIM approval process. In the first use case, the actual process formed the basis for the development of an AR solution. For the second use case, the openBIM approval process had to be explored before the use and requirements of AR could be defined for this use case. Therefore, the definition of the openBIM approval process was the first focus for this use case.
At the end of this cumulative dissertation, the various results are summarized, proposals for digital transformation in construction are derived and an outlook for future research fields is given.

German abstract:
Die digitale Transformation von bestehenden Bauprozessen schreitet immer stärker voran. Buil- ding Information Modeling (BIM) als zentrale Stelle der Bauwerksdaten und -informationen steht dabei im Mittelpunkt. Die BIM-Methodik ermöglicht das durchgängige digitale Erfassen von Bauwerksdaten über alle Phasen des Lebenszyklus. Der Einsatz von BIM erfolgt bisher jedoch vor allem in der Planungsphase. In den anderen Phasen wird der Einsatz erst anhand von Pilotprojekten erprobt. Eine direkte Verwendung von modellbasierten Daten auf der Baustelle kommt selten vor. Auf der Baustelle erfolgt die Arbeit oft noch anhand von 2D-Plänen in gedruckter oder digitaler Form. Wesentliche Hemmnisse bei der Einführung von BIM in Unternehmen sind die höheren Investitionskosten für Softwarelösungen, die Umsetzung von neuen Prozessen und notwendige Mitarbeiterschulungen. Auf Basis von BIM können jedoch neue Technologien (z. B. Augmented Reality) modulartig in den Bauprozess integriert werden. Besonders der Einsatz offener Standards in Form von openBIM (z. B. IFC, BCF) erweitert die Möglichkeit nochmals beträchtlich. Dies steigert den Mehrwert für das Unternehmen. Die Dissertation befasst sich mit dem Thema Augmented Reality in Zusammenhang mit openBIM und die damit verbundene digitale Transformation von Bauprozessen.
Die kumulative Dissertation besteht aus einem Einleitungskapitel, Grundlagenkapitel und fünf publizierten Fachaufsätzen, die in den Kapiteln 3 Umfeldanalyse, 4 Use Cases: Definition und Anforderungen und 5 Validierung zusammengefasst werden. Im letzten Kapitel wird ein Resümee über die gesamte Arbeit gezogen und ein Ausblick auf weitere mögliche Forschungsaktivitäten gegeben.
Das Einleitungskapitel beschreibt die Problemstellung, die Ziele der Arbeit und die Methode. Das Grundlagenkapitel behandelt die Themen openBIM, Augmented Reality und IT-Projektmanagement. Im nächsten Kapitel werden Anwendungsmöglichkeiten von und Anforderung an Augmented Reality im Bauwesen beschrieben. Die Erhebung erfolgte mittels Literaturrecherche, Workshops und Experteninterviews. Auf Basis dieser Untersuchungen wurde anschließend das Trackingsystem genauer auf dessen Baustellentauglichkeit analysiert.
Aufbauend auf deren Ergebnisse erfolgte die Definition von zwei Use Cases, welche anhand von Forschungsprojekten genauer erforscht wurden. Der erste Use Case beschäftigt sich mit dem Einsatz von Augmented Reality bei der TGA-Abnahme durch die örtliche Bauaufsicht. Zuerst erfolgte die Erhebung von Prozessen, Features und Mockups für den AR-Prototypen mittels Experteninterviews und Workshops. Den Abschluss bildeten Baustellenversuche, anhand derer der AR-Prototyp validiert wurde. Der zweite Use Case behandelt den Einsatz von AR im openBIM-Bewilligungsverfahren. Beim ersten Use Case bildete der Ist-Prozess die Grundlage für die Entwicklung einer AR-Lösung. Beim zweiten Use Case musste der openBIM-
Bewilligungsprozess im ersten Schritt zunächst einmal erforscht werden, bevor der Einsatz und die Anforderungen von AR für diesen Use Case definiert werden konnten. Die Definition des openBIM-Bewilligungsprozesses stand daher bei diesem Use Case im Fokus.
Am Ende dieser kumulativen Dissertation werden die verschiedenen Ergebnisse zusammengefasst, Vorschläge für die digitale Transformation im Bauwesen abgeleitet und ein Ausblick für zukünftige Forschungsfelder gegeben.

Keywords:
Digitale Transformation, Augmented Reality, openBIM, BIM


Electronic version of the publication:
https://permalink.catalogplus.tuwien.at/AC16423796


Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.