Ablaufsimulation zur Planung von Bauprojekten am Beispiel eines U ...

Beispiel U-Bahn AmsterdamGetestet wurde der Einsatz der Ablaufsimulation im Bereich der Bauablaufplanung in einem Gemeinschaftsprojektzwischen der Mnx Böel Bauunternehmung GmbH, Sengenthal, und dem Lehrstuhl fmlder TU München. ProjeKgegenstand war der U-Bahnhof Rokin, der Teil der im Bau befindlichen,,Noord-Zuidl¡n" (Nord-Süd-Linie) ist. Der Bahnhof muss in sehr beengter lnnenstadtlage gebautwerden (siehe Bild 2) und die belebte Einkaufsstraße Rokin muss während der gesamten Bauzeitsowohl für Fußgänger, als auch für den Auto- und Straßenbahnverkehr geöffnet bleiben. Um das zugewährleisten, wird der Bau des Bahnhofs in Deckelbauweise abgewickelt, wobei der Abtransport desAushubs sowie das Einbringen des Baumaterials und der zur Abstützung der Seitenwände des Bahnhofswährend der Aushubphase notwendigen Aussteifungen über im Deckel befindliche Offnungenerfolgt. Die Ver- und Entsorgung der Baustelle stellt also einen besonders wichtigen PunK in derPlanung dar. Um die Frage nach der Anzahl und zeitlichen Verteilung der dazu notwendigen Transportezu klàren, wurde entschieden, diese Baustelle exemplarisch mit Hilfe der Ablaufsimulation abzubilden.@Bild 1 Ablaufsimulation in der FabrikplanungBild 2 Baustellenbild Amsterdam (Quelle: Mnx Böcl Bauunternehmung GmbH)Voraussetzungen für den Einsatz der Ablaufsimulation bei der Planung vonBauprojektenlm Gegensatz zur Fabrikplanung stellt eine Baustelle mit ihren oft auch räumlich weit verteilten Einzelprozesseneinen deutlich schwieriger abzugrenzenden Untersuchungsgegenstand für die Simulationdar. Wichtig ist daher, vor einer Simulation eine klare Abgrenzung der zu simulierenden Teilprozessevozunehmen und die Ziele der Simulation klar zu definieren. Da es als unmöglich erscheint, die aufeiner Baustelle anfallende große Zahl manueller Tätigkeiten detailliert und vor allem auch realistischabzubilden, empfiehlt es sich, den Abstraktionsgrad der Modellierung möglichst hoch anzusetzen.Wichtig ist es hierbei, die Balance zwischen einer pseudogenauen Abbildung, die hohen Auñ,vand beider Modellbildung, aber keinen Mehnruert für das Ergebnis bringt, und einer zu groben Abbildung, dienicht mehr mit der Realität übereinstimmt, zu halten.Der größte Unterschied zwischen Fabrik- und Bauablaufsimulation besteht in der Art des ,,Werkstücks":ln der Materialflussplanung handelt es sich meist um stationäre Anlagen, in denen die beweglichenWerkstücke bearbeitet werden. lm GegensaTz dazu kann auf der Baustelle das Bauwerk selber als,,Werkstück" angesehen werden, das von mobilen Geräten bearbeitet wird. Wichtiger und in derSimulation am schwierigsten abzubilden ist jedoch die Tatsache, dass das Werkstück Baustelle gleichzeitigauch den Arbeitsraum darstellt, der sich im Verlauf des Bauprozesses auch ständig verändert. lmGegensatz zur Simulation einer Fabrik, bei der die einmal defrnieften Fahnvege und Positionen derMaschinen im Normalfall nicht verändert werden, muss bei der simulativen Abbildung einer Baustelledieser Tatsache Rechnung getragen werden.Das Simulationsmodell der Baustelle wurde im Simulationssystem eM-Plant (etzt Plant Simulation)von Slrvrrus ProduK Lifecycle Management Software (DE) GmbH erstellt. Dieses Werkzeug ist imBereich der Fabrik- und Materialflussplanung weit verbreitet und wird, zum Beispiel, bei fast allen deutschenAutomobilherstellern als Standardwerkzeug für die Absicherung von geplanten ProduKionssystemeneingesetzt. Es bietet die Möglichkeit einer graphischen, bausteinorientieften Modellerstellung,kann jedoch durch eine eigene sehr mächtige Programmiersprache sehr weitgehend an die Erfordernisseder speziellen Aufgabe angepasst werden.Aufbau des ModellsWie in Bild 3 ersichtlich, besteht die Ansicht des Simulationsmodells aus der Draufsicht der Baustelleund einem Querschnitt. So wird es möglich, einerseits den LKW-Verkehr auf dem Baufeld, andererseitsaber auch den Baufortschritt unter Tage zu verfolgen. Zur Abbildung der beim Bau des U-Bahnhofsanfallenden Prozesse wurde eine Vielzahl von modularen und wiedervenruendbaren Simulationsbausteinenimplementiert. Wichtige Elemente hierbei sind zwei Portalkrane und ein Seilbagger sowie eineanpassbare LKW-Fahrstrecke, durch die die Wegstrecken auf dem Baufeld, aber auch die Fahzeit derLKW zum Abtransport des Abraums abgebildet werden. Da der Bau des Bahnhofs in Ebenen organisiertist, kommt der Steuerung des Zeitpunkts des Ebenenwechsels besondere Bedeutung zu. Hier musseine übergeordnete Steuerungsebene die Fertigmeldungen der Teilprozesse (2. B. der Portalkrane unddes Seilbaggers) registrieren und den Ebenenwechsel erst dann staften, wenn alle Prozesse beendetsind.