Ereignisorientierte Simulation und Optimierung im Erdbau

Ereignisorientierte Simulation und Optimierung im Erdbau
Johannes Wimmer
Der Unikatcharakter von Erdbaustellen erfordert eine hohe Planungsleistung für jedes neue Projekt. Nach der Bestimmung des Bausolls müssen in der Ablaufplanung die einzelnen Tätigkeiten zur Herstellung des Bauwerks geplant und untereinander koordiniert werden. Die Planung erfolgt dabei in verschiedenen Ebenen. Als Grundlage der späteren Arbeiten sind die Massenströme und die zu erledigenden Tätigkeiten zu definieren. Anschließend folgt die Planung des Geräteeinsatzes und der Baustelleneinrichtung für die vorliegenden Teilaufgaben. Zuletzt sind die einzelnen Arbeitsschritte unter Berücksichtigung der begrenzten Zeit und Ressourcen aufeinander abzustimmen. Die einzelnen Planungsaufgaben besitzen vielfältige Freiheitsgrade und sind zudem voneinander abhängig. Dementsprechend wird eine manuelle Optimierung des Erdbaus erschwert. Die ereignisorientierte Simulation bietet die Möglichkeit zur detaillierten Abbildung der Abläufe und Zusammenhänge auf Erdbaustellen. Bisherige Ansätze behandeln allerdings nur Teilaspekte der Planungsaufgaben im Erdbau.
In dieser Arbeit wird eine ganzheitliche Simulations- und Optimierungsmethodik gezeigt, mit der die Erdbauplanung auf allen oben beschriebenen Ebenen unterstützt werden kann. Eine lineare Problemformulierung erlaubt die Optimierung der Massenströme. Basis dafür bietet die ereignisorientierte Simulation, in der durch die detaillierte Modellierung der Erdbauprozesse Aussagen über die Arbeitsleistung der eingesetzten Baubetriebe gewonnen werden. Anhand der optimierten Bauaufgabe kann der Ablauf der Bauausführung abgestimmt und hinsichtlich der Auswirkung von Schwankungen und Störungen überprüft werden.