Exklusivinterview:
Dongwon Kim, General Manager bei Hyundai Engineering & Construction Co., Ltd., Südkorea – Gewinner der Kategorie Hochbau und Statik bei den Year in Infrastructure und Going Digital Awards 2023 von Bentley Systems
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KATEGORIE: Hochbau und Statik
Dieser Artikel, verfasst von Autor Sachin R. Nalawade, wurde ursprünglich veröffentlicht in der Publikation
29. November 2023
Die Teilnahme an der Veranstaltung Year in Infrastructure and Going Digital Awards 2023 von Bentley Systems in Singapur war eine fantastische Erfahrung. Besonders aufschlussreich war das Gespräch mit Dongwon Kim, General Manager bei Hyundai Engineering & Construction Co., Ltd. aus Südkorea, dem Unternehmen, das später bei der Preisverleihung am letzten Konferenztag als Gewinner im Bereich Hochbau und Statik hervorging.
Im Rahmen unseres Gesprächs gab Dongwon Kim Einblicke in sein innovatives Projekt zum automatisierten Entwurf von Bau- und Architekturkonstruktionen mit STAAD API. Dieses Projekt veranschaulicht, wie Hyundai Engineering seine Arbeitsabläufe im Bereich Hochbau und Statik durch den Einsatz von KI-Technologie verbessert hat.
Das vollständige Interview finden Sie hier.
Können Sie uns etwas über Hyundai Engineering erzählen?
Hyundai Engineering macht sich auf den Weg in eine neue Ära und strebt eine führende Rolle im Bau- und EPC-Geschäft an, die wir mit unserer langjährigen Erfahrung und Spitzentechnologie erreichen wollen. Unser Ziel ist es, zum Wohlstand der Menschheit und zur Entwicklung unserer Nation beizutragen und dabei auch immer wieder neue Herausforderungen anzunehmen.
Seit der Gründung von Hyundai Technology Development Co., Ltd. im Jahr 1974 hat sich das Unternehmen zu einem weltweit führenden Ingenieurunternehmen entwickelt, das Korea auf der internationalen Bühne mit Stolz vertritt. Im Laufe unserer langen Geschichte haben wir uns der Entwicklung von technischen Lösungen in verschiedenen Bereichen in Korea und auf der ganzen Welt verschrieben und sind bestrebt, die Lebensqualität in Hülle und Fülle zu verbessern.
Bei Hyundai Engineering liegt der Schwerpunkt auf der Schaffung von Mehrwert für den Kunden durch vielfältige Möglichkeiten, die sich aus unserer umfassenden Erfahrung, unserer hervorragenden Technologie und unseren talentierten Mitarbeitenden ergeben. Mit unserem unerschütterlichen Engagement für herausragende Leistungen, positivem Denken, einer Leidenschaft für Innovationen und einem unermüdlichen Einsatz für kontinuierliche Verbesserungen sind wir entschlossen, als globales Ingenieurunternehmen zu wachsen und aktiv eine bessere Zukunft zu gestalten.
Wie kam es zu der Entscheidung, diese KI-Anwendung in das Projekt einzubinden? Wie lange wird die KI-Technologie schon eingesetzt?
Die Einbindung von KI in unsere Arbeitsabläufe ist relativ neu; wir haben vor etwa zwei Jahren damit begonnen. Künstliche Intelligenz (KI) hat einen tiefgreifenden Einfluss auf die globale Industrie, einschließlich Hochbau und Statik. Ihre Fähigkeiten zur Analyse umfangreicher Datensätze, zum Erkennen von Mustern und zum Treffen fundierter Entscheidungen revolutionieren die Art und Weise, wie Bauingenieure den Entwurf, die Analyse und die Optimierung von Anlagenstrukturen angehen.
Im Hochbau wird KI durch fortschrittliche Algorithmen und maschinelle Lerntechniken eingesetzt, um verschiedene Aspekte des Entwurfs- und Analyseprozesses zu rationalisieren und zu verbessern. Dadurch stehen unseren Ingenieurinnen und Ingenieuren Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sie komplexe Struktursysteme schnell und präzise analysieren, Entwürfe optimieren und die strukturelle Integrität von Infrastrukturen bewerten können.
In Anbetracht der zeitlichen Vorgaben für alle unsere Projekte, unabhängig von ihrer Größe, ist die Einhaltung von Fristen eine ständige Herausforderung im Bereich Bau- und Architekturentwurf. Die Branche steht häufig unter Zeitdruck, was die Suche nach Lösungen zur Steigerung der Effizienz unumgänglich macht. Die Automatisierung als empfohlener Ansatz bietet Vorteile in Bezug auf Zeit-, Kosten- und Ressourcenoptimierung. In jüngster Zeit hat sich künstliche Intelligenz als zentraler Bestandteil der Automatisierung herauskristallisiert, insbesondere bei der Bewältigung von Herausforderungen im Zusammenhang mit großen Projekten.
Unser KI-gestütztes Programm ist ein wertvolles Hilfsmittel, das es uns ermöglicht, fundiertere Entscheidungen zu treffen, Projektzeitpläne und -budgets zu optimieren und letztendlich die Gesamtergebnisse des Projekts zu verbessern.
Angenommen, Sie nutzen BIM, könnten Sie die einzigartigen Vorteile und den besonderen Nutzen der Einbindung von KI in diese Projekte näher erläutern?
Hyundai Engineering arbeitet an Geschäftsprojekten im Anlagen- und Baubereich und entwickelt aktiv BIM, um es bis zu 6D in den reinen Bauprojekten zu implementieren.
Bei unseren Anlagenprojekten, die Teil dieser automatisierten Programmentwicklung sind, nutzen wir separate Lösungen, die auf 3D-Modellierung basieren, wie STAAD, S3D und Tekla. Im Gegensatz zu den Bauprojekten haben wir bei den Anlagenprojekten also vorerst keine BIM-Lösungen eingesetzt. Der Schwerpunkt dieser Entwicklung liegt nicht auf BIM, sondern vielmehr auf der Nutzung von KI-Technologie zur Automatisierung von technischen Prozessen.
Das Entwicklungsprogramm beinhaltet jedoch die Integration von Entwurfsinformationen aus S3D, einem 3D-CAD, und deren automatische Verknüpfung mit STAAD.
Da Entwurfs- und Analyseinformationen integriert werden, gibt es möglicherweise einige Ähnlichkeiten mit dem Konzept von BIM.
Könnten Sie weitere Einzelheiten zu der KI-Anwendung nennen, die zur Automatisierung von Entwurfsprozessen entwickelt wurde? Handelt es sich bei dieser Anwendung um ein Add-on, das speziell für STAAD von Bentley Systems oder für eine verwandte Software entwickelt wurde?
Das Hauptziel des von uns entwickelten Programms ist die schnelle Erstellung von Modellen für Baustatik mit STAAD von Bentley. Glücklicherweise bietet STAAD eine hervorragende API namens OpenSTAAD, mit der wir schwierige Modellierungsaufgaben wie die Erzeugung von Bauteilen und Eingangslasten automatisieren können. Sobald diese automatisierte Modellierung abgeschlossen ist, können wir zahlreiche Entwurfsergebnisse in einer Datenbank sammeln, die dann für das Training der KI verwendet werden kann. Auf diese Weise konnten wir ein Programm erstellen, das ohne separate Modellierungsarbeiten Entwurfsergebnisse vorhersagen oder mithilfe von KI optimierte statische Systeme empfehlen kann.
Wie navigieren Ingenieure von Hyundai durch die 1.680 Szenarien und 27 Millionen Vorhersagemodelle, um das am besten geeignete Modell oder spezifische Szenario für ihre Anforderungen auszuwählen?
Durch die Eingabe von Variablen wie Breite, Höhe, Anzahl der Stützen und Dachart. Ingenieure können automatisch ein vollständiges statisches Modell erstellen. Mithilfe dieser automatisierten Modellierung ist es möglich, schnell 1.680 Modelle zu erstellen. Durch Training des maschinellen Lernens auf der Grundlage der Korrelation zwischen diesen 1.680 Modellierungsergebnissen und den Variablen ist es möglich, 27 Millionen Vorhersagemodelle zu generieren.
Im Wesentlichen ermöglicht dies die automatische Vorhersage optimaler statischer Systeme und Größen, ohne dass eine manuelle Modellierung erforderlich ist.
Es gibt drei aufeinander aufbauende Möglichkeiten zur Nutzung von Daten. Erstens die Erstellung von deskriptiven Modellen für die Datenvisualisierung, um Erkenntnisse zu gewinnen.
Zweitens die Verwendung von maschinellem Lernen, um die Beziehung zwischen Eingabe- und Ausgabewerten zu erlernen und so die Erstellung von Modellen zu ermöglichen, die Ergebnisse für bestimmte Eingabewerte vorhersagen.
In der dritten Phase werden schließlich Lösungen bereitgestellt, wobei ermittelt wird, welche Eingabewerte ausgeführt werden müssen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Wir haben in der dritten Stufe bereits ein Programm entwickelt, das das optimale Statiksystem empfiehlt, und wir planen, diesen Ansatz weiter zu verfeinern, um Ingenieure bei der Entwicklung der besten Entwürfe zu unterstützen.
Welche Fähigkeiten sind für die Entwicklung von KI-Anwendungen erforderlich? Wurde diese Lösung intern in Ihrem Unternehmen entwickelt und welche spezifischen Software- oder Programmierkenntnisse sind für ihre Entwicklung unerlässlich?
Wie bereits erwähnt, verwenden wir für die Modellierung die Anwendung STAAD.Pro, weil sie sehr flexibel ist. Intern haben wir ein Programm zur Automatisierung von Modellierungsaufgaben entwickelt. Bentley Systems bietet zwar eine Fülle von APIs, jedoch können nicht alle Aspekte allein durch APIs automatisiert werden. Bestimmte Komponenten erfordern eine zusätzliche Kodierung. Von Bentley haben wir Beratung zur Optimierung von Aufgaben durch APIs und Kodierung erhalten.
Zur Verbesserung der KI-Genauigkeit ist eine umfangreiche Datenbank von entscheidender Bedeutung. Wir nutzten die Automatisierung, um Tausende von Modellen zu generieren und wesentliche Entwurfsergebnisse wie Mengen und Strukturtypen zu extrahieren. Diese umfangreiche Datenbank erleichterte maschinelles Lernen und ermöglichte es uns, Eingabeparameter mit Entwurfsergebnissen zu verknüpfen. Folglich ist die Vorhersage von Entwurfsergebnissen jetzt auch ohne eine Modellierung möglich, was die grundlegenden Effekte von KI-Technologie verdeutlicht.
Mit Blick auf die Zukunft glaube ich, dass künstliche Intelligenz das Potenzial hat, Ingenieuren bei der Optimierung struktureller Konfigurationen und Materialien zu unterstützen. Dies beinhaltet die Berücksichtigung von Umweltfaktoren, die Einhaltung internationaler Vorschriften und die Gewährleistung der Einhaltung von Sicherheitsstandards, was letztendlich zur Entwicklung robuster und widerstandsfähiger Bauwerke führt.
Ist es möglich, diese KI-Lösung auf andere Projekte anzuwenden?
Sicherlich ist diese Lösung auf zahlreiche anstehende Projekte anwendbar. Bei Anlagenprojekten, bei denen es oft Gemeinsamkeiten gibt, sind die schnelle Berechnung der Kesselkosten, die Dimensionierung der Strukturen und die prompte Übermittlung von Kundeninformationen entscheidend. Unser KI-Programm geht diese Herausforderungen effektiv an und bietet schnelle Berechnungen der Entwurfsergebnisse durch geeignete Eingaben, unabhängig vom Projekttyp. Dies ermöglicht eine schnelle Projektausschreibung und einen schnellen Erfolg.
Die Vielseitigkeit unseres KI-Programms ist deutlich, denn unabhängig von den Projektvarianten bleiben die zugrundeliegenden Prinzipien der Statik und des Entwurfs konsistent. Daher können wir mit Sicherheit behaupten, dass dieses KI-Programm problemlos auf verschiedene Projekte angewendet werden kann.
Die Rolle der künstlichen Intelligenz beim Entwurf wird sich wahrscheinlich ausweiten und zur Schaffung von Bauwerken beitragen, bei denen nicht nur Effizienz im Vordergrund steht, sondern auch Nachhaltigkeit berücksichtigt wird. Dazu gehört die Einbeziehung innovativer Materialien und Bautechniken in den strukturellen Entwurfsprozess.
Welchen Ratschlag würden Sie Bauingenieuren hinsichtlich der Nutzung künstlicher Intelligenz geben?
Effizienz ist das Herzstück von Bau- und Architekturprojekten und die Automatisierung spielt dabei eine zentrale Rolle. Der Prozess beginnt mit der Automatisierung, die zu einer umfangreichen Datenakkumulation und anschließenden KI-Vorhersagen führt. Mein Rat an die Fachkollegen im Hochbau: Um die Leistung der KI zu nutzen, ist es wichtig, sich erst einmal durch Automatisierung mit einem umfangreichen Datensatz auszustatten.
Die Einführung künstlicher Intelligenz ermöglicht es Bauingenieuren, ihr Fachwissen zu erweitern, Projektergebnisse zu verbessern und aktiv an der Schaffung einer sichereren und nachhaltigeren gebauten Umwelt mitzuwirken. Die Zukunft des Bereichs Hochbau und Statik ist sehr vielversprechend, da künstliche Intelligenz den Fachbereich in eine Ära führt, die von intelligenten, anpassungsfähigen und widerstandsfähigen Bauwerken geprägt ist. Meiner Meinung nach sollten sich Ingenieure weltweit darauf vorbereiten, künstliche Intelligenz in ihre Projekte zu integrieren, Unterstützung von Bentley in Anspruch zu nehmen und sich auf die Ausbreitung von KI-Anwendungen in den kommenden Jahren einzustellen.
Ich bedanke mich bei Dongwon Kim für das aufschlussreiche Gespräch. Wenn Sie Fragen an ihn oder an DailyCADCAM haben, können Sie gerne unten einen Kommentar hinterlassen oder uns per E-Mail unter [E-Mail geschützt] kontaktieren. Wir stehen Ihnen gerne für Antworten und weitere Informationen zur Verfügung.
Vielen Dank
Sachin Nalawade, Redakteur bei DailyCADCAM
