Radio Frequency Identification Technologie

Optimierungspotenziale im Lebenszyklus eines Bauwerks durch den Einsatz von Radio Frequency Identification Technologie Durch den Einsatz der RFID-Technologie (Radio-Frequency-ldentification-Technologie) werden die Prozesse der Lagerhaltung und Warenwirtschaft sowie der industriellen Herstellung von Gütern seit mehreren Jahren optimiert, wobei die Steigerung der Wirtschaftlichkeit sowie des Qualitätsniveaus die Chancen der Unternehmen im globalisierten Markt deutlich verbesserten. Deshalb untersuchte das Institut für Baubetriebswesen der TU Dresden als Partner der ARGE RFIDimBau im Forschungsprojekt RFID-IntelliBau dieOptimierungspotentiale im Lebenszyklus eines Bauwerkes mittels RFID.

Diese fehlende Schnittstelle zwischen dem Objekt oder der Objektebene (Bauwerk, Bauteil) einerseits und den Datenmedien oder der Datenebene (analoge Daten, digitale Daten, Datenbanken) andererseits führt zu erheblichen Mehrkosten. Die Lücken im Datenfluss können jedoch durch den Einsatz von RFID-Technologie (Radio-Frequency-lDentification-Technologie) geschlossen werden. Diese Technologie bietet die Datennutzung ohne Medienbruch und kann somit die Tätigkeit des Menschen vereinfachen, nachvollziehbarer und damit nachhaltiger gestalten. Durch den Einsatz der RFID-Technologie werden die Prozesse der Lagerhaltung und Warenwirtschaft sowie der industriellen Herstellung von Gütern seit mehreren Jahren optimiert, wobei die Steigerung der Wirtschaftlichkeit sowie des Qualitätsniveaus die Chancen der Unternehmen im globalisierten Markt deutlich verbesserten. Im Bauwesen werden solche Systeme kaum eingesetzt. Die Nutzung von RFID zur Optimierung des Lebenszyklus eines Bauwerkes wurde nun durch das Institut für Baubetriebswesen der Technischen Universität Dresden als Partner der ARGE RFIDimBau analysiert. Die Forschungsarbeit unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Peter Jehle wurde im Rahmen der Forschungsinitiative "Zukunft Bau" des Bundesamts für Bauwesen und Raumordnung gefördert.

Durch eine Vielzahl "intelligenter Bauteile" (alle raumabschließenden Bauteile wie beispielsweise Stahlbetonwände und -decken, Fertigteile oder Mauerwerkswände) soll eine dezentrale lnformationshaltung erreicht werden. Voraussetzung dafür ist der feste Einbau von Transpondern in jedes Bauteil, wodurch die Bauteile dauerhaft mit den sie betreffenden Informationen verbunden sind. So sind durch die RFID-Technologie die Kennwerte eines Gebäudes, wie z.B. Material- und Herstellungsdaten, Verantwortlichkeiten oder ausführende Firma, immer verfügbar. Dies ermöglicht es, zu jedem Zeitpunkt die notwendigen Daten für die Instandhaltung, Nutzung oder den abschließend Abbruch, abzurufen und zu nutzen. Zukünftige Softwareapplikationen, die diese dezentralen Daten der RFID-Transponder verarbeiten, unterstützen und optimieren die Prozesse im Bauablauf. Beispielsweise führt eine Meldung der Fertigstellung eines Bauteils automatisch zum Aufmaß und zur Rechnungslegung, aber auch gleichzeitig zur Freigabe für das Folgegewerk. Die Qualitätsüberwachung, die Dokumentation, Teilabnahmen und Endabnahmen oder das Mängelmanagement werden durch die "intelligenten Bauteile" reformiert. Beim Einsatz der Technologie beispielsweise im Stahlbeton müssen die Einflüsse der Feuchtigkeit, der Einbautiefe, der Einbaurichtung der Transponder, des Bewehrungsgehaltes, der elektrischen Leitungen und der übrigen Einbauten untersucht werden. Anforderungen an die Hardware, wie zum Beispiel Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, Lese- und Schreibabstände, Transponderformen oder -frequenzen, sind stark nutzungsabhängig und werden im Rahmen dieses geförderten Projektes ebenfalls untersucht, diskutiert und festgelegt.

Sämtliches Planmaterial wird heute zum größten Teil mit CAD-Anwendungen erstellt. Die Umsetzung der elektronischen Daten in reale Objekte erfolgt dann durch den Menschen. Dazu werden die digitalen Daten ausgedruckt. Die Umsetzung der Planung in der Ausführungsphase wird wiederum durch den Menschen geprüft. Dazu müssen IST-Daten oder Schätzwerte erneut in Softwaresysteme eingegeben werden. Eine direkte Datenverbindung zwischen dem Plan und dem realen Objekt sowie zwischen den Objekten und den Softwaresystemen der Bauausführung oder gar der Bauüberwachung war zu Beginn der Untersuchung im Bauwesen nicht vorhanden. Dieselben Situationen ergeben sich ebenfalls in den anderen Gebäudelebenszyklusphasen. Immer wieder kommt es zu Medienbrüchen oder Datenverlusten.

Die Datenhaltung erfolgt kontinuierlich über alle Lebensphasen und ohne Verluste. Die Dokumentation aller Arbeitsschritte erlaubt eine Nachverfolgung der einzelnen Prozesse und liefert die Grundlage einer vollständigen Qualitätsüberwachung. Um die Idee der "intelligenten Bauteile" auf ihre Umsetzbarkeit zu prüfen, wurden verschiedene Versuche in einer Raumzelle aus Schalungsrahmen durchgeführt. So gelang schon früh der Nachweis, dass wasser- und stromführende Leitungen keine Beeinträchtigungen oder Störungen des Messfeldes hervorrufen. Der Einfluss von verschiedenen Umgebungsmaterialien wurde als nächstes untersucht. Die getesteten Träger- und Umgebungsmaterialien führten erwartungsgemäß durch ihr unterschiedliches Dämpfungsverhalten zu verschiedenen Ausdehnungen des Lesebereiches. Außerdem wurden Anforderungen an den Einbau, wie die Positionierung und Richtung der Transponder im Bauteil und im Raum sowie Anforderungen an die Hardware, wie z.B. die Frequenz (UHF), Schutzart, Einsatzbereiche etc., festgelegt. Neben den physikalisch-technischen Anforderungen an Transponder und Lesegeräte wurde auch die notwendige Speichergröße und Speicherstruktur untersucht. Die im Bauprozess entstandenen Daten lassen sich nach Prozessen und Arbeitsgängen aufgliedern. Ordnet man jedem eine Menge an Zeichen zu und strukturiert die Daten entsprechend ihrer Entstehung, kann man einen notwendigen Speicherbedarf von mindestens 400 kByte ermitteln. Durch die Strukturierung der Daten ist es möglich, eine plausible Verwaltung der Zugriffsrechte zu generieren, so dass jeder die für ihn bestimmten Daten am Bauteil auslesen und gegebenenfalls bearbeiten kann. Eine gezielte Rechteverwaltung vermeidet eine Datenüberflutung des Nutzers. Weitere Informationen finden Sie hier  Bildmaterial: Technische Universität Dresden, Institut für Baubetriebswesen