Marcos Hill, Sascha Bahlau, Felix Butenhof, Lukas Degener, Florian Klein, Alex Kukushkin, Urs Riedlinger, Leif Oppermann, Christian Lambracht, Martin Mertens

• Eine moderne und leistungsfähige Verkehrsinfrastruktur ist das Rückgrat für eine wettbewerbsfähige Volkswirtschaft. Der Neubau und die Instandhaltung von Infrastruktur erzeugen substanzielle Kosten. Im Straßenwesen besteht für die Erhaltung der Brückenbauwerke ein großer Finanzierungsbedarf, der im internationalen Standortwettbewerb kontinuierlich zu optimieren ist. Neben bautechnologischen Innovationen stehen die prozessualen und organisatorischen Optimierungen des Instandhaltungsmanagements im Fokus. Im Zuge der Digitalisierung sind die Informationen ein wichtiger Hebel für effizientes Management. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde die Unterstützung der Bauwerksprüfung durch das Building Information Modeling in Kombination mit den Technologien Virtual und Augmented Reality untersucht. Für die Anwendungsbereiche der Durchführung sowie Vor- und Nachbereitung der Bauwerksprüfung wurde ein Demonstrator auf Basis dieser Technologien entwickelt. Das Forschungsprojekt zeigt, dass die Technologien, technischen Möglichkeiten und Potenziale zur Entwicklung einer Anwendung zur digitalen Bauwerksprüfung vorhanden sind. Die Ergebnisse der Demonstration haben gezeigt, dass die Schritte zur digitalen und modellbasierte Schadensermittlung gefordert werden. Die Begeisterung und Motivation zur Nutzung digitaler Anwendungen der Bauwerksprüfung nach DIN 1076 wurden dabei erkannt, aufgezeigt und konnten an die Prüfer übertragen werden. Somit sind bereits Erwartungen an die Weiterentwicklung der AR- und VR-Version für den adaptiven und täglichen Gebrauch gesetzt worden. „Wir arbeiten wie die Urmenschen, das System hat großes Potenzial.“ (Teilnehmeraussage) Die Ergebnisse der Evaluation haben gezeigt, dass der Demonstrator sich in der praktischen Anwendung durch die Bauwerksprüfer einsetzen und integrieren lässt. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass für eine aussagekräftige Handlungsempfehlung die Evaluation durch eine höhere Anzahl an unabhängigen Teilnehmern erfolgen muss. Die praktische Prüfung des Demonstrators in der Umsetzung der AR-Technologie ist zum jetzigen Zeitpunkt der erste Schritt, um die Technologiereife einer solchen Anwendung zu bestimmen. Jedoch ist zu sagen, dass auf Grundlage der Untersuchungen im Forschungsprojekt und der während der Evaluation gesammelten Ergebnisse, die Anwendung sich bereits in der experimentellen Entwicklung befindet. Hingegen ist der Weg zu Marktreife noch nicht erreicht. Vor allem der Anwendungsbereich eines solchen Demonstrators sollte in den nächsten Schritten definiert werden. Hierbei besteht beispielsweise die Möglichkeit, den Demonstrator an unterschiedlichen Bauwerksarten mit einem erweiterten Kreis an Nutzern kontinuierlich zu testen. Als mögliche weitere Bauwerksarten könnten Tunnelbauwerke, Stützwände sowie Lärmschutzwände dienen. Ein weiterer wichtiger Bestandteil der zukünftigen Bearbeitung ist die Schnittstelle zwischen dem Demonstrator und SIB Bauwerke. Zum jetzigen Zeitpunkt kann kein direkter Datenaustausch zwischen den beiden Medien stattfinden, sodass eine konsequente Bearbeitung der Bauwerksprüfung erfolgt. Alternativ ist denkbar, die Funktionen des Demonstrators in einer künftigen SIB-Bauwerke Version zu integrieren, um somit die Vorteile beider Programme zu fusionieren und nutzen zu können. Technisch gesehen ist eine Weiterentwicklung des Systems, mit Blick auf die Flexibilität, empfehlenswert. Dabei sind Entwicklungen wie die Objektpositionierung im AR-Bereich, eine vollumfängliche sinnvolle Integration von Monitoringdaten, einheitliche Grundsätze von 3D-Modelldaten sowie Schnittstellen zu weiteren Programmen wichtige Bestandteile für eine optimierte Umsetzung und Nutzung des Systems. Des Weiteren sollte eine Untersuchung wichtiger Randbereiche der Bauwerksprüfung vorgenommen werden, wie die Frage zum Mehrwert der Einbindung eines Umgebungsmodells oder zur Verplanung einer Prüfung. Zusammenfassend haben die im Forschungsprojekt entwickelten Anwendungen die Potenziale, den Bauwerksprüfer kontinuierlich bei seiner Arbeit zu unterstützen. Insbesondere die Zeitersparnis durch mühseliges Vor- und Nachbereiten wird nachhaltig reduziert. Ein großer Mehrwert für den Bauwerksprüfer ist vor allem die lückenlose Protokollierung von Schäden über den Lebenszyklus eines Bauwerks. Durch die direkte Einbindung von Bildaufnahmen und die Verortung der Schäden durch die Bauwerksprüfer ist ein großer Mehrwert für Bauwerksprüfer und Bewirtschafter des Bauwerks entstanden. Schluss mit der Zettelwirtschaft – ein Statement, mit dem das Projekt als Ziel gestartet ist. Die Basis zum Kern des Statements konnte in diesem Projekt aufgezeigt und dargestellt werden. Allerdings nur durch eine konsequente Weiterentwicklung, sowohl technologisch als auch bei den Rahmenbedingungen, kann die Digitalisierung im Bereich der Bauwerksprüfung und -erhaltung Einzug erhalten.
• A modern and efficient transport infrastructure is the backbone of a competitive national economy. New construction and maintenance of infrastructure generate substantial costs. In the road sector, there is a great need for financing for the maintenance of bridge structures, which must be continuously optimised in the international competition for locations. In addition to innovations in construction technology, the focus is on process and organisational optimisation of maintenance management. In the course of digitalisation, information is an important lever for efficient management. Within the scope of the research project, the support of structural inspection by Building Information Modeling in combination with the technologies Virtual and Augmented Reality was investigated. A demonstrator based on these technologies was developed for the application areas of execution, as well as pre- and post-processing of the structural inspection. The research project shows that the technologies, technical possibilities and potentials for the development of an application for digital structural inspection are available. The results of the demonstration have shown that there is a demand for the steps to digital and model-based damage assessment. The enthusiasm and motivation for the use of digital applications of the structural inspection according to DIN 1076 were recognised, demonstrated and could be transferred to the inspectors. Thus, expectations have already been set for the further development of the AR and VR version for adaptive and daily use. “We work like primitive people, the system has great potential.” (participant statement) The results of the evaluation have shown that the demonstrator can be used and integrated in practical applications by the building inspectors. However, it should be noted that for a meaningful recommendation for action, the evaluation needs to be conducted by a higher number of independent participants. At this stage, the practical testing of the demonstrator in the implementation of AR technology is the first step to determine the technology maturity of such an application. However, it should be said that based on the research in the research project and the results collected during the evaluation, the application is already in experimental development. On the other hand, it is not yet ready for the market. Above all, the application area of such a demonstrator should be defined in the next steps. For example, it is possible to test the demonstrator continuously on different types of structures with an extended group of users. Possible further types of structures could be tunnel structures, retaining walls as well as noise barriers. Another important part of the future work is the interface between the demonstrator and SIB Bauwerke. At the present time, no direct data exchange can take place between the two media, so that a consistent processing of the structural inspection takes place. Alternatively, it is conceivable to integrate the functions of the demonstrator in a future SIB-Bauwerke version in order to merge and use the advantages of both programs. From a technical point of view, a further development of the system, with a view to flexibility, is recommended. Developments such as object positioning in the AR area, a fully sensible integration of monitoring data, uniform principles of 3D model data as well as interfaces to other programs are important components for an optimised implementation and use of the system. Furthermore, an investigation of important marginal areas of the structural inspection should be carried out, such as the question of the added value of the integration of an environment model or the scheduling of an inspection.