Design for Manufacturing and Assembly als Entwurfsprinzip für den modularen Betonfertigteilbau

Während die deutsche Baubranche bereits seit mehreren Jahrzehnten unter einem stagnierenden Produktivitätswachstum leidet, konnten andere produzierende Gewerbe ihre Produktivität mithilfe von Digitalisierung, Automatisierung und Rationalisierung von Herstellungsprozessen um ein Vielfaches steigern. Einen bedeutenden Beitrag zu diesem Produktivitätswachstum leistet das Entwurfsprinzip des „Design for Manufacturing and Assembly“ (DfMA), welches die Planung von Fertigung und Montage als integralen Bestandteil des Entwurfsprozesses versteht und deren Auswirkungen auf Zeit und Kosten von Beginn an systematisch erfasst und bewertet. Auch die Baubranche kann von den Prinzipien des DfMA profitieren und diese beispielsweise in der Gestaltung von industriell vorproduzierten Baustrukturen aus modularen Betonfertigteilen anwenden. Im DFG‐Schwerpunktprogramm 2187 „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden – Präzisionsschnellbau der Zukunft“ werden solche modulare Bauweisen in einem ganzheitlichen und interdisziplinären Ansatz vom Entwurf über die Fertigungsprozesse bis hin zur automatisierten Qualitätskontrolle und der digitalen Repräsentation untersucht. Der vorliegende Beitrag zeigt auf, wie DfMA hierbei als Prinzip für Entwurf und Gestaltung angewendet wird und welche konstruktiven Lösungen in den einzelnen Teilprojekten des SPP 2187 daraus abgeleitet wurden.

While the German construction industry has been struggling with stagnating productivity growth for several decades, other manufacturing industries have been able to significantly increase their productivity through digitalisation, automation and rationalisation of manufacturing processes. The Design for Manufacturing and Assembly (DfMA) principle, which considers the planning of manufacturing and assembly as an integral part of the design process and systematically quantifies and evaluates their impact on time and cost at an early stage, has been a major contributor to this productivity growth. The construction industry can also benefit from the principles of DfMA and apply them, for example, in the design of industrially prefabricated structures made of modular precast concrete elements. In the Priority Programme 2187 “Adaptive modularised constructions made in a flux” by the German Research Foundation, such modular construction methods are being investigated in a holistic and interdisciplinary approach, from design and production processes to automated quality control and digital representation. This article shows how DfMA is applied as a design principle in this context and which design solutions have been derived from it in the individual subprojects of SPP 2187.