Dec 04, 2024
Projekt „SmartBuildDesign“ gestartet
Bei dem Projekt „SmartBuildDesign“ handelt es sich um ein von der Europäischen Union kofinanziertes und durch Steuermittel auf Grundlage des vom Sächsischen Landtags beschlossenen Haushaltes mitfinanziertes Forschungsprojekt. Im Zentrum der Aktivität steht die Untersuchung einer möglichen Integration der Entwurfssoftware AUTERAS in ein datendurchgängiges Ökosystem mit Tools anderer Firmen. AUTERAS ist ein einfach bedienbares Entwurfssystem für Raumautomation. Seine KI fragt Nutzer nach ihren Wünschen und schlägt Lösungen aus konkreten Baugruppen eines Katalogs und ihrer Vernetzung vor. Diese werden auf der Baustelle sofort durch Download in das Bauwerk umgesetzt, was ca. 90% Entwurfskosten spart.
Kontext
Vernetzte IT-, IoT- und Automatisierungslösungen werden nur selten völlig neu entwickelt. Meist wählt man vorgefertigte Hard- und Software aus Bibliotheken / Katalogen aus und verknüpft sie nur kundenspezifisch („No-Code-Programmierung“). Will man das weltweit millionenfache Hardware-/Software-Angebot (HW/SW) nutzen, ist ab einem Katalogumfang von ca. 10.000 Produkten jedoch die Katalogsuche aufwändiger als eine Neuentwicklung des Produkts inkl. Test. Durch diese Produktvielfalt schlagen also die von der Wiederverwendung erhofften wirtschaftlichen Vorteile ins Gegenteil um. Ein einzelnes IoT-Produkt (z. B. Sensor oder Schalter im Smart-Building) ist zudem meist nutzlos. Erst durch Vernetzung vieler Produkte zu einer Anlage (z. B. Sensor mit Regler und Ventil im smarten Raum) erreicht man sinnvolle Gesamtfunktionen. Die Aufgabe besteht also nicht in der Suche jeweils einzelner Produkte („Component Mining“), sondern in der Suche nach Produktkombinationen („Solution Mining“), die zusammen eine gemeinsame Aufgabe (Funktion) erfüllen. Seit einigen Jahren werden (scheinbar) ähnliche Probleme durch „Generative KI“ gelöst, die durch ChatGPT derzeit einen weltweiten Hype erfährt und tatsächlich Software entwickeln kann. Für viele der o. g. Aufgaben sind deren Sprachmodelle jedoch unbrauchbar. Denn die meisten der zunächst im Katalog gefundenen Kombinationen sind praktisch gar nicht umsetzbar, weil die IoT-Komponenten an ihren Schnittstellen nicht zusammenpassen (fehlende „Multi-Vendor-Interoperabilität“). Statt einer einzelnen, linearen Suche im Katalog muss man Teillösungen also immer wieder verwerfen, was zu zahllosen Iterationen führt und den Suchaufwand extrem erhöht.
Diese Arbeit gleicht der Lösung eines Puzzles, kann von Menschen nicht zufriedenstellend erledigt werden („exponentiell komplex“) und führt zu explodierenden Such- und Entwurfskosten. Dies wurde nun durch die TUD mit Hilfe anderer Sprachmodelle und KI-Algorithmen gelöst. Diese erkennen in den Katalogen automatisch optimal zusammenpassende, dem Nutzerbedarf entsprechende HW/SW-Angebote und schlagen deren interoperable Vernetzung vor. Durch einfache Bedienoberflächen soll der Entwurf eines vernetzten Systems auch Laien möglich werden und trotzdem nur noch wenige Minuten dauern. Diese prototypische Plattform ist öffentlich kostenlos zugänglich (www.AUTERAS.de). Die Sprachmodelle wurden von der TUD in Normungsgremien eingebracht, zunächst in Deutschland (VDI 3813), 2022 in Europa (EN 17609) genormt und 2024 zur Weltnorm (ISO DIS 16484-4) erhoben. Diese Grundlagen werden durch ca. 40 Videos anschaulich erklärt, die während der Bedienung aus dem Tool heraus aufrufbar sind. Die nichtöffentliche Vollversion hat zunächst eine ähnliche Bedienoberfläche wie die o. g. kostenlose Version. Der Kunde formuliert seine Wünsche durch Anklicken von Checklisten; auf Wunsch erklärt durch Videos. Er wird dabei fortlaufend über die bereits erreichbare Energieeffizienzklasse informiert. Danach startet er den Entwurfsvorgang, der Sekunden bis zu einigen Minuten dauern kann.
Falls Lösungen gefunden wurden, wird für jede eine Liste der in ihr enthaltenen Geräte angezeigt und es können weitere Dokumente dazu heruntergeladen werden (Funktionsbeschreibungen, Ausschreibungsunterlagen usw.). Neu in der nichtöffentlichen Version ist nur der Export-Button, der alle Geräte- und Netzwerk-Konfigurationen in das weltweit einheitliche KNX-Integrationstool ETS exportiert. Damit wandert der Entwurf direkt auf die Baustelle (Inbetriebnahme durch Download).
Projektziel
AUTERAS soll in ein weltweites, aus vielen hundert Firmen bestehendes und wirtschaftlich starkes Produkt-Ökosystem integriert werden, dem jeder beitreten kann. Diese diskriminierungsfreie Verfügbarkeit der Ergebnisse von AUTERAS über KNXA, ECLASS und ISO16757 ist das Ziel.
Projektlaufzeit
Zeitraum: 01.11.2024 bis 30.04.2026
Kontakt
© Bastian Wollschlaeger
Mr Dipl.-Ing. Bastian Wollschlaeger
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
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