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Digital workflows in the Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry have been working with a wide range of software solutions trying to enable a Design-to-Production (DtP) end-to-end data flow. Thereby, state-of-the-art software solutions attempt to streamline the design and production processes accordingly.
However, most digital workflows lack in terms of adequate sequential data preparation, agglomeration, and interfacing capabilities for consecutive design phases. These issues result in long, tedious correction loops, a wide range of software solutions and extensions to mitigate the issues. In addition, many digital workflows do not consider or integrate construction, production and machine relevant data holistically (respectively geometry and semantics). In this context, the production relevant data in from of human-centered work process data referring to digital human models (DHM), derived human abilities, safety and ergonomic criteria are often neglected. However, this is essential to interface the construction, human and machine relevant data in a holistic manner.
This paper therefore proposes a DtP-workflow which is intended to solve some of the issues by interfacing relevant software solutions incorporating construction, production (including DHM and more) and machine relevant data in a holistic manner using a Building Information Modeling (BIM)-approach (based on the IFC schema). In this regard, the DtP-workflow aims to reverse common top-down digital workflows by considering and integrating the relevant data for consecutive design phases from the beginning. Subsequently, the DtP-workflow should achieve a reduction in planning effort.
Um den zunehmenden Anforderungen an die Beherrschung digitaler Techniken und an die Fähigkeit zur interdisziplinären Zusammenarbeit an Studierende aller Fachrichtungen zu begegnen wurde das interdisziplinäre Lehrformat Digitalisierungskollegs für Studierende entwickelt. Das in vielen Fachbereichen ausbaufähige Angebot von Digitalthemen in der Hoch- schullehre wird hiermit dauerhaft erweitert. Ein Digitalisierungskolleg besteht aus einer Vorlesungs- reihe mit angrenzendem Seminar, in denen Studierende interdisziplinäre Lösungen für Fragen der digitalen Transformation entwickeln. Geleitet werden sie von etablierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, aktiv betreut und ausgestaltet von ein bis zwei Coaches. Kernelement sowohl des Kollegs als auch der einzelnen Projekte ist die Interdisziplinarität. Eine*r der beteiligten Projekt- leiter*innen hat einen direkten Bezug zur Technik und kommt aus der Informatik, der Wirtschafts- informatik, der Elektrotechnik oder vergleichbaren Disziplinen. Zielgruppe der Projekte sind Studierende verschiedener Disziplinen im Masterstudium oder in den letzten Semestern eines Bachelorstudiums. Durch die Teilnahme erwerben auch Studierende aus digitalisierungsfernen Fächern frühzeitig umfangreiche IT-Kenntnisse. Als Begleiteffekt der umfangreichen Vernetzung zwischen den Digitalisierungskollegs (Studierende, Coaches und Projektleitende) entsteht bereits zu Beginn einer wissenschaftlichen Karriere eine große digitale Community. Alle Teilnehmenden lernen frühzeitig die interdisziplinäre Zusammenarbeit und verbessern erheblich ihre Karriere- chancen innerhalb und außerhalb der Wissenschaft.
Digital Twins (DT) implementation in the Built Environment (BE) industry is still in its early stages. Aiming to increase the knowledge about DT, this study analyzes how DT can be understood in the BE sector and investigates its different potential benefits and expected challenges. To do so, the Systematic Literature Review (SLR) approach was employed. Using 228 publications, the current study presents a proposed definition and structure for DT systems. The proposed structure is based on four main layers: physical, digital, application, and user layers. The study also classified the applications of DT into six groups: sustainability and environmental, facility management, safety, health, and risk management, structural performance, construction management, and architectural and urban-related applications. The challenges of DT implementation were also grouped based on industry-related, social and organizational, economic, technological, and political and legal challenges. Based on the results, future research directions and practical recommendations were presented to support the successful deployment of the technology.