BAU_WEB: Ontologien für automatisierte Erschließung web-basierter Bauproduktdaten für Industrie, Planer und Klienten

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1 Blickpunkt Forschung: Smart Communities and Technologies, TU Wien BAU_WEB: Ontologien für automatisierte Erschließung web-basierter Bauproduktdaten für Industrie, Planer und Klienten Dr. Ulrich Pont Abteilung Bauphysik und Bauökologie (Leitung: Univ. Prof. Dr. A. Mahdavi) TU Wien Projektteam: Ulrich Pont Neda Ghiassi Mahnameh Taheri Rainer Bräuer Dawid Wolosiuk Andreas Wurm Melisa Covic Ardeshir Mahdavi

2 Inhalt Einführung (Motivation) Hintergrund (Semantic Web, Linked Data, Ontologies) übliche Repräsentation und Acquise von Bauproduktinformation Verwendung von Ontologien in der Gebäudedomäne Methodologie (Generelle Herangehensweise Case Study Domain Use Case Szenarien) Resultate (Konstruktions-Templates Task-orientierte Templates Logische Inferenzen und Datenanreicherung Zusammenfassung, zukünftige Forschung & Kooperationsmöglichkeiten)

3 Einführung (Motivation) AEC Vielzahl von Stakeholdern Verschiedene Blickwinkel auf Bauprodukte Info-Nachfrage (Stakeholder) vs. Info-Angebot (Hersteller) Manuelle Suchen: Aufwendig, teuer, fehleranfällig Beispiel: Building Performance Simulation: Der größte Zeitaufwand ist die Modell-Erstellung und Eingabedatenzusammenstellung. Oftmaliger Verzicht auf Werkzeuge suboptimale Lösungen

4 Einführung (Motivation) SEMERGY-project Video: (Suche: SEMERGY) Gebäudebewertung und Optimierung bezüglich Heizwärmebedarf, Eco-Footprint und Investitions-Kosten. Retrieval of data via semantic web technologies vielfach manuelles Psotprocessing von vorhandenen Daten erforderlich Startpunkt für das BAU_WEB-Projekt FFG-project: No (Produktion der Zukunft) Fokus auf Bauprodukte

5 Einführung (Motivation) SEMERGY-project Alles web-basiert (keine Softwareinstallation)

6 Hintergrund Semantic web, linked data, ontologies Im Moment: WWW für menschlichen Nutzer optimiert (vgl. Datenblätter) T. Berners-Lee: Web of well-defined and interlinked data for machine use (automation and integration purposes) Ontology: The term ontology is borrowed from philosophy, where an ontology is a systematic account of Existance (Gruber 1993) an abstract, simplified view of the world that we wish to represent for some purpose

7 Hintergrund Semantic web, linked data, ontologies AEC-Domäne: Kein breit angelegtes, weitgehend akzeptiertes terminologisches Vokabular (sondern Beginn des BAU_WEB-Projektes

8 Hintergrund Bauprodukt-Repräsentation & Acquise: gängige Praxis Eigenes Arbeitspaket in BAU_WEB. Siehe hierzu: Covic Pont Ghiassi Taheri Bräuer Mahdavi An inquiry into the current practice of building product data handling by different stakeholders in Austria 2016 Proceedings of the 11th ENVIBUILD M.Kalousek et al. (ed) Brno, CZ.

9 Hintergrund Bauprodukt-Repräsentation & Acquise: gängige Praxis European Construction Product Regulation (CPR 2011) harmonisierter Europäische Norm harmonisierte technische Spezifikationen Basis für eine Bauprodukt-Ontologie IFC, gbxml (BIM) Bauprodukte (notwendige) semantische Eigenschaften Ansätze, aber noch kein systematischer Zugang Bekannte Verwendung von Ontologien im AEC-Kontext selten SEMERGY (Eigenschaften)

10 Hintergrund SEMERGY (Eigenschaften)

11 Methodologie Generelle Herangehensweis

12 Methodologie Case Study Domain Unzähliche Produkte und Produktkombinationionen Als Startpunkt ein Bauteil (d.h. schichtweiser Aufbau) Begrenzte Anzahl an Bauproduktkategorieren Begrenzte Anzahl an Anwendungsszenarien Vereinfachung erster Schritt zur umfassenden Bearbeitung. späterer Transfer auf andere Bauprodukte und Anwendungsfälle.

13 Methodologie Case Study Domain Konventionelle last-abtragende Wand: Putz Mauerwerk Wärmedämmung Anwendungsszenarien Thermische Performance Visuelle Performance Akustische Performance Baumanagement / Bauverfahrenstechnik Lebenszyklusanalyse

14 Methodologie Grundfragestellungen / Grundanwendungen (Use-case scenarios and corresponding approaches) Auswahl von passenden Bauprodukten in Hinblick auf ein Set von physischen Attributen oder funktionellen Charakteristika ( Produkt-orientierte Datenbeschaffung ) Datenbeschaffung eines vorausgewählten Bauprodukts um alle erforderlichen Informationen für eine bestimmte Applikation (z.b. thermische Gebäudesimulation) zu erhalten ( Aufgaben-orientierte Datenbeschaffung )

15 Methodologie Produkt-orientierte Datenbeschaffung (Ein menschlicher Benutzer tut sich hier in Einzelfällen leicht ein Computer nicht so wirklich ) Automatisierung: Algorithmische Form erforderlich Schritte: 1. Identifikation von Regeln, Vorgaben und Prinzipien für den Bauprodukt-Auswahl-Prozess. 2. Ausdrücken der identifizierten Regeln in Form von computer-lesbaren Suchkriterien. 3. Anreichern der Bauproduktinformationen mit den Datennotwendigkeiten verschiedener Anwendungen. Vergleiche SEMERGY Templates approach Alternativ: Formal Modelling - Herangehensweise

16 Methodologie Aufgaben-orientierte Datenbeschaffung : NutzerInnen sollen mit den entsprechenden Daten für eine bestimmte Anwendung ausgestattet werden (und das am besten in den erforderlichen Formaten) Automatisierung: Algorithmische Form erforderlich Schritte: 1. Identifikation der Eingabe-Daten-Anforderungen hinsichtlich Inhalt und Datenformat 2. Beschaffung der erforderlichen Information über das Bauprodukt 3. Organisation und Formatierung der gesammelten Daten in dem gewünschten / erforderlichen Format Herausforderungen: Auffinden, Formatieren und Handhabung fehlender bzw. Nicht leicht auffindbarer Daten

17 Methodologie Data retrieval process:

18 Resultate Konstruktions-Templates

19 Resultate Beispielhafter Bauprodukt- Eigenschaftsbaum (Aufgaben orientierte Datenbeschaffung)

20 Resultate Aufgaben orientierte Datenbeschaffung

21 Zusammenfassung Zusammenfassung, zukünftige Forschung & Kooperationsmöglichkeiten) Es besteht eine Große Notwendigkeit für solche Forschung Komplexe Materie, da verschiedene Domänen und Stakeholder Kompatibilität zu BIM-Entwicklungen notwendig. Datenlücken in einigen Bereichen, deren Überbrückung ebenfalls diskutiert werden muss. Im Moment: Implementation of a demo web-site (Wandaufbau zu Energy-Plus IDF-File

22 Zusammenfassung Future research Zusammenführen mit ähnlichen, internationalen Efforts. (ECPPM- Community) Aufbauen integrativer Zusammenarbeit mit der Industrie Transfer der Entwicklungen auf die gesamte AEC-Domäne Ausgiebiges Testen und Optimieren der Entwicklungen (Zuziehen von Informatikern) Kooperationsmöglichkeiten: Industrie Umsetzen eines Produktprotfolios Planer Usability Others: Wir finden eine Möglichkeit.

23 Blickpunkt Forschung: Smart Communities and Technologies, TU Wien BAU_WEB: Ontologien für automatisierte Erschließung web-basierter Bauproduktdaten für Industrie, Planer und Klienten Dr. Ulrich Pont Abteilung Bauphysik und Bauökologie (Leitung: Univ. Prof. Dr. A. Mahdavi) TU Wien Projektteam: Ulrich Pont Neda Ghiassi Mahnameh Taheri Rainer Bräuer Dawid Wolosiuk Andreas Wurm Melisa Covic Ardeshir Mahdavi