AUS FORSCHUNG UND PRAXIS. Rainer Schach. Raimar J. Scherer. Kasten Menzel. sowie 7 Mitautoren. Mobile Computing im Bauwesen

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1 AUS FORSCHUNG UND PRAXIS Rainer Schach Raimar J. Scherer Kasten Menzel sowie 7 Mitautoren Mobile Computing im Bauwesen Konzepte, Anwendungen, Potentiale Schriftenreihe des Instituts rur Baubetriebswesen der Technischen Universität Dresden Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. R. Schach expertlt(ljverlag

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort V Vorwort der Autoren VI Inhaltsverzeichnis VII Abkürzungsverzeichnis XIIT Abbildungsverzeichnis XVII Tabellenverzeichnis XIX Glossar XX Technische Grundlagen zum Mobile Computing I 1.1 Motivation ftlr Mobile Computing I Überblick Beispiellösungen rür Mobile Computing WearIT@Work MOBIKO: Mobile Kooperation im Bauwesen S IuK-System Bau Erfolgsfaktoren für Mobile Computing Einordnung und Begriffsdefinitionen Komponenten Mobiler Systeme Geschäftsprozessmodelle Mobile Endgeräte II Funknetzwerke II S Anwendungssoftware Middleware Back-End-Systeme Drahtlose Weitverkehrsnetze IS Charakteristika drahtloser Weitverkehrsnetze IS Entwicklung des Mobilfunks in Deutschland Grundlagen der zweiten Generation: GSM und GPRS Dienste Technische Angaben Weiterentwicklungen: HSCSD, GPRS und EDGE Grundlagen der dritten Generation: UMTS Dienste Technische Angaben Weiterentwicklungen: HSDPA und HSUPA Zusammenfassung Lokale und Persönliche Funknetzwerke Klassifikation Local Area Networks (LAN) Wireless Local Area Networks (WLAN) Wireless Personal Area Networks (WPAN) IrDA (Infrared Data Association) Bluetooth Digital Enhanced Cordless Telecommunication (DECT) 3\ Hiperlan/2 und HomeRF Mobile Endgeräte Klassifikation und Spezifikationen 33

3 VIn Inhaltsverzeichnis Hardware Personal Digital Assistant (PDA) Smartphones Handheld PC Tablet PC, Convertible, Subnotebook Wearable Computer Betriebssysteme Windows Mobile Palm OS Epoc I Symbian Linux 44 2 Prozessverständnis und Kontext Besonderheiten der Bauabwicklung Überblick Besonderheiten von Bauprozessen Planungs- und Produktionsprozesse Die am Bau Beteiligten Baustellenfertigung und Nutzungskriterien am Bau Vertragssichere Bauabwicklung Betreiben von baulichen Anlagen Dienstleistungen und Mobile Computing Effiziente Informationsakquisition Situationsgerechte Informationsbereitstellung Geschäftsprozessmodellierung Einführung in die Geschäftsprozessmodellierung Geschäftsprozessmodellierung und Worktlow-Management Vorgehen bei der Geschäftsprozessmodellierung ModelIierungsmethoden Unified Modelling Language - UML Integrated Computer-Aided Manufacturing Definition - IDEF Erweiterte Ereignisgesteuerte Prozessketten - eepk Werkzeuge zur Geschäftsprozessmodellierung Standards zum Prozessdatenaustausch Kontextsensitivität mobiler Softwaresysteme Vom stationären zum mobilen Computereinsatz - ein Paradigmenwechsel Vom Geschäftsprozess zum Kontext Kontextsensitivität als Forschungsgegenstand Kontextdefinition Klassifikation von Kontextinformationen Klassifikation kontextsensitiver Systeme Funktionen kontextsensitiver Systeme Kontextparameter Einführung, Prozessorientierte Sicht Organisation und Akteur Funktion und Aufgabe Zeit 90

4 Inhaltsverzeichnis IX Daten und Informationen IT-Infrastruktur und Werkzeuge Produktorientierte Sicht Bauwerksobjekte Ort Umgebungsorientierte Sicht Klima und Wetter Helligkeit Lärm und Erschütterungen Verschmutzung Geographie und Erschließung Erstellung von Pflichten- und Lastenheften Einfiihrende Problemstellung Praxisnahe Anforderungsermittlung Beschreibung von Handlungsabläufen Definition von Rollen und Verantwortlichkeiten Vertragssichere Bauabwicklung Ermittlung der betriebswirtschaftlichen Anforderungen Spezifikation der IT-Infrastruktur Grafische Benutzeroberflächen Informationsmodeliierung Informationsfluss und Informationsverarbeitung Zusammenfassung Konzepte fiir Mobile Computing im Bauwesen Kopplung von Unternehmenssoftware Software und Softwarekomponenten Besonderheiten von Unternehmenssoftware und -daten Integration von Unternehmenssoftware 11\ Integration von Unternehmensdaten Konzepte zum IT-OutsoUfcing Outsourcing der Unternehmenskommunikation Outsourcing von Verwaltungsaufgaben und Katalogdatenverwaltung Application-Service-Providing Anforderungen an die Integration mobiler Softwarekomponenten Portale Web-Portale Ausprägungen von Portalen im Bauwesen Datenaustausch Architektur und Organisation von Portalen Hardwareseitige Konzeption Datenübertragung zwischen Client und Server Softwareseitige Konzeption Anwendungsbeispiele aus dem Projekt Mobiles Bautagebuch Mobiles Mängelmanagement Mehrdimensionale Informationsmodelle Abgrenzung zu Datenbankmanagementsystemen 127

5 X Inhaltsvel7eichnis Mehrdimensionales Informationsmanagement Schemen zur n-dimensionalen InformationsmodelIierung Komponenten eines Data Warehouse Prozesse der mehr-dimensionalen Informationsverarbeitung Nutzung zur kontextsensitiven InformationsmodelIierung Beispielhafte Darstellung des Inforrnationsflusses Navigation in Informationsräumen Inforrnationspräsentation Infomlationssuche Informationssejektion Hierarchische kontextfokussierte Inforrnationsstrukturen Beispiele fiir die Datenerfassung auf der Baustelle Anforderungen an die Datenaufnahme auf der Baustelle Navigationsmodelle Umsetzung eines Navigationsmodells Validierug des Navigationsmodells Filterrnethoden fiir objektorientierte Ingenieurdaten Einfiihrungsstrategien fiir Mobile Computing im Bauwesen Technologietransfer Problemstellung Konzepte der Motivation und Teambildung Mitarbeitermotivation Teambildung Planung und Umsetzung des Technologietransfers Führungs- und Managementprinzipien Organisatorische Rahmenbedingungen Technische Unterstützung Möglichkeiten der externen Kooperation fiir KMU Nationale Forschungskooperationen Europäische Dimension Beteiligung an Ausgrundungen Auswahlkriterien fiir Funknetzwerke Problemstellung Auswahlkriterien Installation und Betrieb von Funknetzwerken Installation von Funknetzwerken Betrieb von Funknetzwerken Aufwandsabschätzung Leistungsfähigkeit Auswahlkriterien fiir Mobile Endgeräte Grundlegende Anforderungen Zielgruppen Zielgruppenspezifische Auswahlkriterien K.-o.-Kriterien Vergleiehskriterien Besondere Anforderungen an den Baustelleneinsatz Besondere Anforderungen in der Betreiberphase Projekterfahrungen "IuK-System Bau" 177

6 Inhaltsverzeichnis XI Auswertung der Feldtests Einfuhrung und Bewertung von Software Problemstellung Einfuhrungskonzepte fur Software Prozessmodelle Zusammenfassung Bewerten und Testen von Software Funktionale Bewertung Prozessorientierte Bewertung Testplanung Beispiele fur Mobile Computing im Bauwesen Einfuhrung Problemstellung Die Anwendungsfälle Bauberichtswesen und Bautagebuch Mängel- und Gewährleistungsmanagement Gewährleistungsmanagement - Chancen und Risiken Möglichkeiten und Optimierungspotentiale prozessorientierter DatenvelWaltung Integrierte Datenbeschreibung Dokumentation des Bauablaufs Problemstellung Systemarchitektur, Netzwerk- und Geräteauswahl DatenvelWaltung Nutzcrobertlächen, Kontextsensitivität Praxistests Zusammenfassung Mängel- und Gewährleistungsmanagement Problemstellung Mängelmanagement fur Generalunternehmer Mehrwert durch ein Mobiles Mängelmanagcmcnt ModelIierung der Mängelmanagementprozesse Systemarchitektur, Netzwerk- und Geräteauswahl Nutzeroberflächen, Kontextsensitivität MangeIklassifikation und Textbibliothek Bewertung durch die Baupraxis Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Ausblick 225 Anhang A - Ausgewählte Personal Digital Assistants 229 Anhang B - Ausgewählte Smartphones 231 Anhang C - Ausgewählte Convertibles und Tablet PC 233 Litcraturverzeichnis 235 Internetquellen 242 Schlagwortverzeichnis 24S Autorenverzeichnis 250