Schwerpunktprogramm „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ (SPP 2388)
Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ (SPP 2388) beschlossen. Als Laufzeit sind sechs Jahre vorgesehen. Die DFG lädt hiermit ein zur Antragstellung für die zweite dreijährige Förderperiode.
Ziel dieses Schwerpunktprogramms ist die methodische Entwicklung einer adaptiven, intelligenten und digitalen Repräsentanz (digitaler Zwilling) von realen, physischen Objekten (Bauwerken), die durch Messdaten aus dem Bauwerksmonitoring lebensdauerübergreifend verknüpft wird und komprimierte Informationen für ein prädiktives, digitales Bauwerksmanagement zentral bereitstellt. Der digitale Zwilling fungiert als zentrales Element einer effizienten Datenorganisation, sodass eine plattformbasierte Single Source of Truth (SSoT) mit belastbaren Bauwerksinformationen entsteht. Die besondere Herausforderung besteht dabei in der weitgehend automatisierten Generierung eines digitalen Bauwerksmodells aus heterogenen Bestandsdaten, dessen Verknüpfung mit allen relevanten Informationen sowie deren Aggregation zu individuellen Zustandsindikatoren.
Das Schwerpunktprogramm setzt auf die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Bauinformatik, Baubetrieb, Konstruktivem Ingenieurbau und Ingenieurgeodäsie. Durch die enge Verknüpfung dieser Bereiche werden die methodischen Grundlagen für eine nachhaltige, digitale und prädiktive Instandhaltungsstrategie geschaffen.
In der ersten Förderperiode wurden Methoden zur Erstellung von georeferenzierten, objektbasierten 3-D-Modellen sowie zur Aufbereitung von zeitinvarianten Zustandsinformationen und deren Verknüpfung mit dem digitalen Zwilling entwickelt. In der zweiten Förderphase sollen die folgenden zwei Forschungsschwerpunkte im Fokus stehen:
- Zustandsindikatoren und Prognosemodelle: Es werden wissenschaftliche Methoden zur Auswertung von Bestands- und Zustandsinformationen, z. B. Mess-, Diagnostik- und Inspektionsdaten, sowie deren Verknüpfung mit realen Bauwerken adressiert. Das Konzept des prädiktiven Monitorings wird aufbauend auf den Erkenntnissen der ersten Förderperiode mit realen Messungen an Demonstratorbauwerken verifiziert und validiert. Besonders fokussiert werden für den Bauwerksbestand repräsentative Schadensmechanismen und -modelle sowie Degradationsprozesse von Stahlbeton-, Spannbeton-, Stahl- und Stahlverbundkonstruktionen. Die aus verschiedenen Datenquellen generierten Informationen werden verdichtet und für die Entwicklung von konkreten Zustandsindikatoren und Prognosemodellen genutzt.
- Methoden zur Ableitung von Handlungsempfehlungen: In diesem Bereich werden Methoden entwickelt, um basierend auf vorhandenen Bestands- und Zustandsinformationen Handlungsempfehlungen abzuleiten, die auf eine präskriptive Instandhaltung von Bauwerken abzielen. Von großer Bedeutung sind die systematische Verwaltung und automatisierte Auswertung historischer und aktueller Messdaten sowie Informationen zu Bauwerken. Dabei sollen die daraus resultierenden Wissensbestände mit Handlungsempfehlungen, z. B. Instandhaltungskonzepten, in einem digitalen Zwilling verknüpft und grafisch dargestellt werden. Die entwickelten Methoden zur Ableitung von Handlungsempfehlungen sollen an realen Bauwerken getestet und validiert werden.
Die Entwicklung von neuen Messprinzipien oder Sensoren ist nicht Gegenstand des Schwerpunktprogramms. Gleiches gilt für die alleinige Entwicklung von Schädigungsmodellen oder von Modellen zur Materialdegradation. Das Schwerpunktprogramm fokussiert jedoch Modelle und deren Einbindung in das Konzept des digitalen Zwillings mit dem Ziel der prädiktiven und präskriptiven Instandhaltung. Alle entwickelten Methoden sollen an realen Demonstrationsbauwerken getestet und validiert werden. Mögliche Demonstrationsbauwerke, die durch das Koordinationsprojekt zur Verfügung gestellt werden können, sind die Nibelungenbrücke in Worms (SPP 100+ Demonstrationsbauwerk) und die Forschungsbrücke openLAB des vom BMDV geförderten Projekts IDA-KI.
Die Erweiterung der Messmaßnahmen an der Nibelungenbrücke in Worms sowie die Einbindung von Messdaten oder daraus abgeleiteter Informationen in den bestehenden digitalen Zwilling ist möglich und explizit gewünscht. Aufwendungen für die benötigte Mess- und Übertragungstechnik sowie deren Installation sind im Projektantrag zu kalkulieren. Zur Integration von Messdaten oder Zustandsinformationen in den digitalen Zwilling ist im Koordinationsantrag eine separate, in ihrem Umfang streng limitierte Kostenposition vorgesehen. Die Entscheidung, welche Messmaßnahmen in den digitalen Zwilling eingebunden werden, trifft der Programmausschuss.
Um eine große Vielfalt an Projekten zu ermöglichen, wird überwiegend die Einreichung von Einzelanträgen empfohlen; Tandemanträge nur, sofern die bilaterale Zusammenarbeit in einem Projekt zwingend erforderlich ist. Darüber hinaus ist eine Zusammenarbeit aller SPP-Projekte an der Nibelungenbrücke und/oder der Forschungsbrücke OpenLAB vorgesehen, um die entwickelten Methoden zu validieren.
Reichen Sie Ihren Antrag für die zweite Förderphase bitte bis spätestens 28. November 2024 bei der DFG ein. Die Antragstellung erfolgt ausschließlich über das elan-Portal zur Erfassung der antragsbezogenen Daten und zur sicheren Übermittlung von Dokumenten. Sofern Sie beabsichtigen, einen Neuantrag einzureichen, wählen Sie bitte unter „Antragstellung – Neues Projekt – Schwerpunktprogramm“ im elektronischen Formular aus der angebotenen Liste „SPP 2388 – Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ aus.
Handelt es sich bei dem Antrag innerhalb dieses Schwerpunktprogramms um Ihren ersten Antrag bei der DFG, beachten Sie, dass Sie sich vor der Antragstellung im elan-Portal registrieren müssen. Ohne Registrierung bis zum 21. November 2024 ist eine Antragstellung nicht möglich. Bitte wählen Sie im Registrierungsformular bei den abschließenden Angaben ebenso wie bei der Antragstellung Ihr Schwerpunktprogramm aus der angebotenen Liste der Ausschreibungen aus. Die Bestätigung der Registrierung erfolgt in der Regel bis zum darauffolgenden Arbeitstag.
Antragsteller*innen, die bereits gefördert werden und einen Fortsetzungsantrag stellen wollen, müssen den Antrag über die Registerkarte „Antragstellung – Antragsübersicht/Fortsetzungsantrag“ einreichen. Hier wird Ihr in der Förderung befindliches Projekt angezeigt und Sie können Ihren Fortsetzungsantrag stellen.
Berücksichtigen Sie bitte beim Aufbau Ihres Antrags das DFG-Merkblatt 54.01 zu Sachbeihilfen mit Leitfaden für die Antragstellung und die Hinweise im Merkblatt Schwerpunktprogramm 50.05, Teil B.
Die Begutachtung des Schwerpunktprogramms wird ohne Beteiligung der Antragsteller*innen stattfinden.
Die DFG begrüßt ausdrücklich Antragstellungen von Forscher*innen aller Geschlechter und sexueller Identitäten, aus verschiedenen ethnischen, kulturellen, religiösen, weltanschaulichen oder sozialen Hintergründen, verschiedener Karrierestufen, Hochschultypen und Forschungseinrichtungen sowie mit Behinderung oder chronischer Erkrankung. Im Hinblick auf den fachlichen Schwerpunkt dieser Ausschreibung fordert die DFG insbesondere Wissenschaftlerinnen explizit auf, Anträge zu stellen.
Weiterführende Informationen
Detaillierte Informationen zum Schwerpunktprogramm und zur Nibelungenbrücke in Worms erhalten Sie im Internet unter:
Das elan-Portal der DFG zur Einreichung der Anträge finden Sie unter:
Die Merkblätter DFG-Vordruck 50.05 und 54.01 stehen unter:
Inhaltliche Fragen beantworten Ihnen:
- Herr Professor Dr.-Ing. Steffen Marx (Koordinator des Schwerpunktprogramms)
Herr Dr.-Ing. Chongjie Kang
Technische Universität Dresden, Fakultät Bauingenieurwesen
Institut für Massivbau
01062 Dresden
Tel. +49 351 463-35856, steffen.marx1@tu-dresden.d
Tel. +49 351 463-37305, chongjie.kang@tu-dresden.d
Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:
Fachlich:
- Dr.-Ing. Holger Eggemann, Tel. +49 228 885-2655, holger.eggemann@dfg.d
Formal:
- Bettina Rausch, Tel. +49 228 885-2447, bettina.rausch@dfg.d