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• Einführung in das Forschungsvorhaben
• Allgemeiner Hintergrund
• SDL-Modellierungsansatz
• Praktische Umsetzung
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Ziel: Nutzung von Synergien
• Bisher wird die Entwicklung von Simulationen und
Planspielen separat betrachtet.
• Reduktion...
Multidisziplinärer Forschungsansatz
Untersuchungsmethoden
Umsetzungsmethoden
- Anwendung von
vorhandenen Applikationen
- P...
Methodologie der Forschungsarbeit
Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
ALLGEMEINER HINTERGRUND
Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
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Woodhead (1973),
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Planspiele im deutschen Baubereich
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Warum es sinnvoll ist, SD im Baukontext
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PRAKTISCHE UMSETZUNG
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Ein Modell, zwei Umsetzungen
Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
Integration in eine Simulations-Software
Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
Umsetzung in ein Planspielmodell
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Construction Giant (CG)
1. Eine einzige Geräteart
1. Eigene Geräte (ohne
Abschreibung)
2. Mietgeräte
2. Vereinfachte Gerät...
Open Chameleon (OC)
1. Mehrere Gerätearten
1. Eigene Geräte (mit Abschreibung)
2. Mietgeräte
2. Detaillierte Gerätekostene...
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
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Überblick und Zusammenhänge
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Simulation Plan-
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• Neuartigen Modellierungs-Ansatz erarbeitet
• Grundstock einer SD Library aufgebaut
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Simulation und Planspiel in der Bauindustrie - Konzeption eines bausteinorientierten systemdynamischen Simulationsansatzes und prototypische Umsetzung in Forschung und Lehre

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Kurzvortrag zum Deutschen Planspielpreis 2015, Sonderpreis in der Kategorie Dissertationen, 30. Europäisches Planspielforum in Stuttgart, 18.06.2015

Komplette Dissertation online lesen (Englisch): http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-38158/Dissertation_Karl.pdf
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Presentation German Simulation And Gaming Award 2015, Special prize category PhDs, 30. European Simulation And Gaming Forum on June 18, 2015 in Stuttgart

Read the full thesis online (Englisch): http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-38158/Dissertation_Karl.pdf

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Simulation und Planspiel in der Bauindustrie - Konzeption eines bausteinorientierten systemdynamischen Simulationsansatzes und prototypische Umsetzung in Forschung und Lehre

  1. 1. Simulation und Planspiel in der Bauindustrie Konzeption eines bausteinorientierten systemdynamischen Simulationsansatzes und prototypische Umsetzung in Forschung und Lehre 30. EUROPÄISCHES PLANSPIELFORUM / Stuttgart 19. Juni 2015 Innovationen aus der Forschung (Kurzdarstellung des Dissertationsprojekts) Dr.-Ing. Christian K. Karl Sonderpreisträger Kategorie Dissertationen Universität Duisburg-Essen
  2. 2. Agenda • Einführung in das Forschungsvorhaben • Allgemeiner Hintergrund • SDL-Modellierungsansatz • Praktische Umsetzung • Zusammenfassung und Ausblick Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  3. 3. Ziel: Nutzung von Synergien • Bisher wird die Entwicklung von Simulationen und Planspielen separat betrachtet. • Reduktionismus in der Modellierung ist obligatorisch und für Lehrzwecke notwendig, jedoch schwierig, Modelle zu übertragen. • Personal- & Finanzaufwand für die Entwicklung und Umsetzung ist teilweise erheblich. • Ziel: Synergien nutzen durch eine gemeinsame Modellierungsphase. Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  4. 4. Multidisziplinärer Forschungsansatz Untersuchungsmethoden Umsetzungsmethoden - Anwendung von vorhandenen Applikationen - Programmierung neuer Anwendungen - Literaturrecherche - Empirische Studien - Modellierung & Simulation Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  5. 5. Methodologie der Forschungsarbeit Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  6. 6. ALLGEMEINER HINTERGRUND Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  7. 7. CONSTRUCTO business game, Halpin & Woodhead (1973), University of Illinois CYCLONE (CYCLic Operation Network), simulation of discrete systems, Halpin (1973), University of Illinois S&G* Pioniere in der Bauindustrie Cost Controll Simulation, Borcherding (1977), University of Texas INSIGHT (add. interface), Paulsen (1981), Stanford University INSIGHT connected with real data, Touran (1987), Stanford University CYCLONE with resource usage, Chang & Carr (1987), University of Michigan SuperBid, CONSTRUCTO combined with PM elements, AbouRizk (1992), University of Alberta SightPlan, layout of construction site facilities, Tommelein et. al. (1987), Stanford University Parade Game, business game, Choo & Tommelein (1999), University of California, Berkeley Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 * Simulation & Gaming
  8. 8. Planspiele im deutschen Baubereich • Lediglich ¼ aller Baubetrieblehrstühle nutzen ein Planspiel • ¾ von denen sind Fachhochschulen • Nordrhein-Westfalen „Hochburg“ • BA Studenten sind die Hauptzielgruppe • Die Erwartungen sind sehr hoch (learning-outcomes) • ABER: Die Anforderungen der Bauindustrie können durch die Planspiele nicht vollständig befriedigt werden (siehe zusätzliche Studien) Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin Universität Duisburg-Essen RWTH Aachen University Hochschule Wismar Hochschule Karlsruhe Hochschule für angewandte Wissenschaften (FH) München Fachhochschule Wiesbaden Fachhochschule Osnabrück Fachhochschule Münster Universität Stuttgart Technische Universität Darmstadt Hochschule Bochum Fachhochschule Köln Fachhochschule Mainz Hochschule Deggendorf Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  9. 9. SDL-MODELLIERUNGSANSATZ Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 SDL = System Dynamics Library
  10. 10. Warum es sinnvoll ist, SD im Baukontext anzuwenden? • SD-Ansatz hat sich in der stationären Industrie etabliert. • Besonderheiten der Bauindustrie: Bauprojekte sind komplexe hochdynamische Systeme mit mehreren gegenseitig abhängigen Komponenten, mehreren Feedback-Prozessen und nichtlinearen Beziehungen (John D. Sterman, 1992) • ABER: In der instationären Industrie bisher wenig verbreitet. • Es existiert bislang kein allgemeiner Ansatz, für die praktikable Erstellung von bauspezifischen SD-Modellen. Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 SD = System Dynamics
  11. 11. System Dynamics Library = 3D Modellierungsrahmen Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 Hier dargestellt: CDL = Construction Dynamics Library
  12. 12. Untersuchung eines Funktionsbereichs im Unternehmen, z.B. Forschung und Entwicklung, über alle Entscheidungsebenen Untersuchung einer Entscheidungsebene im Unternehmen, z.B. Prozesse und Organisation über alle Funktionsbereiche Untersuchung einer bestimmten separaten Einheit im Unternehmen, z.B. Betrieb und Beschaffung auf der operativen Ebene Anwendungs- beispiele Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  13. 13. Beispiel einer Komponente (Betonarbeiten) Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  14. 14. PRAKTISCHE UMSETZUNG Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  15. 15. Ein Modell, zwei Umsetzungen Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  16. 16. Integration in eine Simulations-Software Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  17. 17. Umsetzung in ein Planspielmodell Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  18. 18. Construction Giant (CG) 1. Eine einzige Geräteart 1. Eigene Geräte (ohne Abschreibung) 2. Mietgeräte 2. Vereinfachte Gerätekostenermittlung 3. Eine Mitarbeiterart 4. Projektarten 1. Öffentlicher Gebäude- & Straßenbau 2. Privater Hochbau 5. Ausschreibungsarten 1. Öffentlich, beschränkt & freihändig 6. Ereignisse 1. Projekt, Unternehmen, Markt 7. Statische Kalkulationsgrundlagen 8. Kooperationsmöglichkeiten (ARGE) Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 Details siehe: Karl, Christian K. (2015) Construction Giant - A Multi-Purpose Business Game for Education and Training in the Construction Industry, Developments in Business Simulation & Experiential Learning, Volume 42
  19. 19. Open Chameleon (OC) 1. Mehrere Gerätearten 1. Eigene Geräte (mit Abschreibung) 2. Mietgeräte 2. Detaillierte Gerätekostenermittlung 3. Mehrere Mitarbeiterarten möglich 1. Universalarbeiter 2. Betonbau / Bewehrung / Schalung 4. Projektarten 1. Öffentlicher Bau 2. Privater Hochbau 5. Ausschreibungsarten 1. Öffentlich, beschränkt & freihändig 6. Ereignisse 1. Projekt, Unternehmen, Markt 7. Dynamische Kalkulationsgrundlagen 8. Kooperationsmöglichkeiten 9. Projektkommunikation über die Online-Umgebung Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 Details siehe u.a.: Karl, Christian K. (2013): Integrative Learning - Exploring Opportunities in Business Simulations, Developments in Business Simulation & Experiential Learning, Volume 40, 48 - 57
  20. 20. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  21. 21. Überblick und Zusammenhänge Model- lierung Simulation Plan- spiel Entwicklungsrahmen (system dynamics library) Entscheidungs- dispositionen Simulatins- umgebung data Ergebnisse Planspiel- modell Simulations- modell Brett-basiert Online-basiert Entscheidungs- dispositionen Ergebnisse neue Einheiten neue Einheiten Kompetenz- orientierter Entwicklungs- rahmen Rahmen zur Simulation von dynamischen Systemen Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  22. 22. Vielfältiger Output … • Neuartigen Modellierungs-Ansatz erarbeitet • Grundstock einer SD Library aufgebaut • Vorgehensweisen entwickelt 1. zum Aufbau einer SD-Simulation, 2. zur Entwicklung von Kompetenzmodellen, 3. zur Umsetzung von kompetenzorientierten Lehrveranstaltungen, 4. zur Entwicklung von kompetenzorientierten Planspielen. • Empirische Studien 1. Status der Planspielmethode in der Bauwirtschaft, 2. Kompetenzanforderungen an Bauingenieure. • Zwei neuartige Planspiele entwickelt und umgesetzt Fazit Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  23. 23. … und Ausblick. • Construction Dynamics – Aufbau von constructiondynamics.org  Offene Datenbank – Stete Erweiterung der SD-Library … • Construction Giant – Weiterentwicklung (neuer Prototyp liegt bereits vor) – Erkenntnisgewinn durch Ergebnisauswertung … • Open Chameleon – Modulare Weiterentwicklung gem. der SD-Library – Umsetzung in Aus- und Weiterbildung (internationaler Fokus) – Analyse-Tools entwickeln um Entscheidungen zu analysieren ( Entwicklung von Softwareagenten) – ChameleonGoesMobile -> „Commuter Learning Approach“ (CLA) entwickeln … • Erfassung von weiteren Kompetenzanforderungen auf internationalem Niveau (Studie für Malaysia und Australien beendet) und einbinden in Planspielmodelle Ausblick Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015
  24. 24. https://codebits.eu/blog/imgs/2012/11/thatsallfolks.png We only see what we expect, Simulations lead us to the unexpected. own experience (2012) For more details ref. to my dissertation >> Check my website for further publications www.chkarl.de Dr.-Ing. Christian K. Karl19.06.2015 Christian.Karl@uni-due.de

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