Qualitätssicherung ingenieurgeodätischer Prozesse im Bauwesen Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems Qualitätssicherung ingenieurgeodätischer Prozesse im Bauwesen Dipl.-Ing. Jürgen Schweitzer Institut für Anwendungen der Geodäsie im Bauwesen, Universität Stuttgart Geodätische Woche 2010 Session 4

Allgemeine Grundlagen: Qualitätsmodell Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems Gliederung Motivation Allgemeine Grundlagen: Qualitätsmodell Qualitätssicherung ingenieurgeodätischer Prozesse Beispiel Zusammenfassung und Ausblick 1. Motivation: … in welchem Kontext diese einzurodnen ist Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems 1. Motivation Entwicklung eines Qualitätsmodells für ingenieurgeodätische Prozesse im Bauwesen Im DFG Forschungsprojekt EQuiP (Effizienzoptimierung und Qualitätssicherung ingenieurgeodätischer Prozesse im Bauwesen) Befasst sich mit einer effizienzorientierten Integration ingenieurgeodätischer Prozesse in Bauabläufe unter Berücksichtigung qualitätssichernder Maßnahmen Notwendigkeit der Integration ingenieurgeodätischer Leistungen in den Bauprozess steigt an Equip befasst sich mit der Integration geod. Prozesse in Bauabläufe, zum einen zur effizeinzsteigerung, unter Berücksichtigung von Qualitässichernden Maßnahmen Qualitätssicherung heist in erster Linie Qualität bechreiben  QModell Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Was ist ein Qualitätsmodell? 2. Grundlagen Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems Was ist ein Qualitätsmodell? Ein Qualitätsmodell ist ein Begriffsrahmen, in dem der abstrakte Begriff Qualität stufenweise in Einzelaspekte aufgelöst und so konkretisiert wird. Verschiedne Qualitätsmodelle: Softwareentwicklung (ISO 9126) Datenmanagement (ISO 19113) Verkehrstelematik/ IAGB Merkmale (engl. Factors) Elemente (engl. elements) Merkmale Teilmerkmale (engl. Criteria) Subelemente (engl. subelements) --- Indikatoren (engl. metrics) Qualitätsmaße (engl. quality measure) Parameter Einfacher ausgedrückt soll ein Qualitätsmodell Qualität einer bestimmte Produkt bzw. Prozessgruppe beschreibbar und vergleichbar machen (ständiges) Merkmal eines Produktes oder Prozesses, das sich auf eine Anforderung bezieht. Parameter wird Qualität quantifiziert! Geodätische Woche 2010 06.10.2010

2. Grundlagen Qualitätsmodell Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Ingenieurgeodätische Prozesse im Bauwesen (Hochbau): Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems 3. Qualitätssicherung ingenierugeodätischer Prozesse Ingenieurgeodätische Prozesse im Bauwesen (Hochbau): Einrichtung eines Grundlagennetzes Laufendhaltung des Lage- und Höhennetzes Absteckung Abnahme (Kontrolle) Erfassung von Bauwerksdeformationen Absteckung Betonierung Abnahme Die Frage, welche Prozesse betrachten wir im Hinblick auf das QM? Im Projekt nur auf Hochbau spezialisiert! Prozesse s.o. und das Endprodukt ist die Geometrie des Gebäudes! Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Maßtoleranzen (Quelle: DIN 18202) Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Anforderungen an das Produkt (Gebäudegeometrie) sowie die Messprozesse Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems 3. Qualitätssicherung ingenierugeodätischer Prozesse Anforderungen an das Produkt (Gebäudegeometrie) sowie die Messprozesse Anforderungen Primäre Einhaltung der Toleranzen Einhaltung der absoluten Lage und Höhe im Raum Sekundäre Vollständigkeit der Elemente eines Bauwerkes Vollständigkeit der Messprozesse Einhaltung der Lagebeziehung der Elemente zueinander Zuverlässigkeit der Messprozesse sowie Messmittel gegeben Einhaltung der zeitlichen Vorgaben Anforderungen die sich auf ein Produkt und ein Prozess beziehen! Geodätische Woche 2010 06.10.2010

3. Qualitätssicherung ingenierugeodätischer Prozesse Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems 3. Qualitätssicherung ingenierugeodätischer Prozesse Anforderungen Parameter Merkmale Einhaltung der Toleranzen und absoluten Lage und Höhe im Raum -Standardabweichung - Toleranzkorrektheit Genauigkeit Korrektheit Einhaltung der Lagebeziehung der Elemente zueinander - Topologiekorrektheit Vollständigkeit der Elemente im Rohbau - Anzahl fehlende Elemente - Anzahl überschüssiger Elemente Vollständigkeit Vollständigkeit der Prozesschritte für ein Messprozess - Grad der Übereinstimmung mit dem Plan Zuverlässigkeit der Messprozesse sowie Messmittel - Bedingungsdichte - Kleinster aufdeckbarer Fehler - Störanfälligkeit Zuverlässigkeit Einhaltung zeitlicher Vorgaben - Zeitverzug Pünktlichkeit Produkt und Prozess Parameter Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Parameter (1) 3. Qualitätssicherung ingenierugeodätischer Prozesse Tutorial 3: Positioning and map matching - Part 3: Positioning by multi sensor systems Parameter (1) Standardabweichung (Genauigkeit): Die Standardabweichung σ ist eine statistische Kennzahl, und kennzeichnet das zufällige Streuen der Messwerte xi einer als Zufallsvariablen definierten Messgröße X um deren Erwartungswert E(X). Die Standardabweichung kann aus Wiederholungsmessungen berechnet werden oder aus Genauigkeitsangaben von Geräten abgeleitet werden Toleranzkorrektheit (Korrektheit): Die Toleranzkorrektheit Tk ist ein aus Messungen zusammengesetzter Wert, der eine Aussage über die Einhaltung der Toleranzen trifft. Ist die Toleranzkorrektheit Tk größer oder gleich Null, ist die Toleranz eingehalten. Ist Tk negativ, ist die Toleranz nicht eingehalten. Bedingungsdichte (Zuverlässigkeit): Die Bedingungsdichte B gibt an, zu welchem Prozentsatz ein gemessenes (geometrisches) Element (z.B. Punkt) überbestimmt ist: Die Standardabweichung kann aus Wiederholungsmessungen berechnet werden oder aus Genauigkeitsangaben von Geräten abgeleitet werden. Die Standardabweichung einer geometrischen Größe, die aus Messwerten abgeleitet wird, deren Standardabweichungen gegeben ist, kann mittels Varianzfortpflanzung, Ausgleichungsrechnung oder anderen Methoden (Niemeier, 2002) berechnet werden. Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Ausrichtung (Absteckung) aller Schalungselemente eines Geschosses 4. Beispiel Ausrichtung (Absteckung) aller Schalungselemente eines Geschosses 5m Ausrichtung der Schalung, indem Neigung und Höhe angepasst werden! Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Ausrichtung (Absteckung) aller Schalungselemente eines Geschosses 4. Beispiel Ausrichtung (Absteckung) aller Schalungselemente eines Geschosses Konkrete Anforderungen: Toleranz Geschosshöhe: ± 16 mm Toleranz Neigung: ± 12 mm Anzahl abzusteckender Punkte: 48 Dauer: 8 Stunden 5m Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: 4. Beispiel Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: n = 12 Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: 4. Beispiel Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: 1.1  Standardabweichung der Stationierung z.B. aus Kovarianzmatrix Geodätische Woche 2010 06.10.2010

Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: 4. Beispiel Prozessablauf für die Erstellung der Geschosswände: 1.2.1  Standardabweichung des 1. u. 2.Punktes aus 1.2.2  Standardabweichung des 2. u. 3. Punktes aus ‘‘ 1.2.3  Standardabweichung der Höhendifferenz dh und der Neigung  Bedingungsdichte bezogen auf dh sowie Neigung 1.2.4  Toleranzkorrektheit bezogen auf dh sowie Neigung Geodätische Woche 2010 06.10.2010

5. Zusammenfassung und Ausblick - Qualtätsmodell dient der Beschreibung der Qualität von ingenieurgeodätischen Prozessen im Hochbau - Prozess- und Produktparameter Nächste Schritte:  Simulation von ausgewählten Prozessen  QM in Echtzeit Geodätische Woche 2010 06.10.2010