- Die Digitalisierung macht auch vor der Baubranche keinen Halt.
- KI und Roboter können Gerüstmontageprozesse automatisieren und auswerten. Das sorgt für mehr Effizienz und Sicherheit bei gleichzeitiger Kostensenkung.
- Auch die Nachhaltigkeit und Verwendung von Ressourcen werden im Bausektor zunehmend wichtiger.
Der Einsatz von digitalen Lösungen zur Prozessoptimierung in der Baubranche
Digitale Prozesse verändern alle Bereiche unseres Lebens in rasantem Tempo. In der Baubranche entwickelt sich die Digitalisierung jedoch langsamer als in anderen Branchen. Das könnte damit zusammenhängen, dass die Errichtung von Gebäuden und die Arbeit auf dem Gerüst so analog ist. Fest steht jedoch, dass die Digitalisierung des Bausektors perspektivisch schneller voranschreiten wird und muss.
Das liegt auch daran, dass für öffentliche Infrastrukturprojekte in Deutschland seit 2020 der Einsatz der digitalen Anwendung “Building Information Modeling” (BIM) verpflichtend geworden ist. BIM ist ein digitales Informationsmanagement, das von der Bauindustrie eingesetzt wird, um die Produktivität und Qualität von Bau- und Infrastrukturprojekten zu verbessern, finanzielle Verluste während des Baus zu reduzieren und eine Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Dienstleistungen zu schaffen. Den Kern bildet ein objektorientiertes 3D-Modell mit eingebetteten Daten, die von und zwischen allen Akteuren in allen Phasen eines Projekts, vom Aufbau des Gerüsts bis zum Abschluss des Bauprojekts, gemeinsam genutzt werden können. Es wird erwartet, dass der Einsatz von BIM zu einer effizienteren Nutzung von Ressourcen und einer effektiveren Kommunikation innerhalb des Planungsteams führt, was eine größere Flexibilität und eine verbesserte langfristige Planung zur Folge hat – wovon Kunden, Projektmanager und Auftragnehmer profitieren.
Während der BIM-Ansatz ein wichtiger Enabler für die digitale Transformation im Bauwesen war, beginnt sich allmählich das Konzept von Bauen 4.0 durchzusetzen. Im Wesentlichen ist Bauen 4.0 die Version von Industrie 4.0, der vierten industriellen Revolution, für den Maschinenbau und die Bauindustrie. Im Grunde spiegelt Bauen 4.0 eine Entwicklung hin zu mehr Digitalisierung und Automatisierung wider. Dazu gehören Technologien wie 3D-Druck, virtuelle Realität, Drohnen, Sensoren oder Roboter für sich wiederholende oder gefährliche Prozesse, beispielsweise beim Auf- und Abbauen eines Gerüstes oder der Beurteilung der Baustellensicherheit.
Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung
Künstliche Intelligenz (KI) sorgt zunehmend für mehr Effizienz und Sicherheit am Bau bei gleichzeitiger Kostensenkung – sowohl in der Planung als auch auf der Baustelle. Maschinelles Lernen ermöglicht es IT-Systemen, sich selbst zu verbessern, indem sie mithilfe statistischer Methoden selbstständig aus Daten “lernen”. Die dabei eingesetzten mathematischen Methoden der Mustererkennung ermöglichen es der Maschine, immer mehr Wissen über ihr Tätigkeitsfeld zu erlangen und dieses effektiver umzusetzen. KI wird in vielen Bereichen, die heute noch schwer zu beherrschen sind, völlig neue Möglichkeiten eröffnen. So kann beispielsweise durch den Einsatz von Robotern der Gerüstmontageprozess automatisiert und eine digitale Datenplattform in die Baustelle eingeführt werden. Es ist sogar denkbar, beliebig große Gerüste fast doppelt so schnell aufbauen als bisher.
Einer der grundlegendsten, aber kritischsten Aspekte im Zusammenhang mit der Bauindustrie ist das Kostenmanagement und die Arbeitsplanung. Die Bauunternehmer müssen sicherstellen, dass die Gesamtkosten des Projekts unter dem geschätzten Budget liegen, und sie müssen das Arbeitstempo so festlegen, dass das Projekt pünktlich fertiggestellt wird. Das alles bedeutet, dass diese Branche mit fortschrittlicher Technologie unterstützt werden muss – dies ist jedoch kostspielig und nicht für jedes kleine Unternehmen der Baubranche ohne weiteres zu realisieren. Die richtige strategische Beratung, um diese Herausforderungen zu bewältigen, sollte daher unbedingt genutzt werden.
Cloud Computing etwa kann unzählige Vorteile für die Baubranche generieren. Baustellen sind oft durch unwegsames Gelände und ohne die optimalen Bedingungen gekennzeichnet, die Computer benötigen. Der Einsatz von Software, für deren Bedienung nur Smartphones oder Tablets erforderlich sind, kann die Produktivität auf der Baustelle erheblich verbessern. Indem es den Zugriff auf kritische Dokumentation von jedem tragbaren Gerät aus ermöglicht oder die Aufgaben auf der Baustelle vereinfacht, bringt Cloud Computing Dynamik in den Arbeitsablauf des Unternehmens und ermöglicht es den Bauexperten, sich auf ihre Kernaufgaben zu konzentrieren und die Zeit für weniger wertvolle Aufgaben zu reduzieren.
Lean Construction Management
Die Lean-Methodik wurde von Taiichi Ohno, einem Wirtschaftsingenieur bei Toyota, entwickelt, um Prozesse zu verbessern und Verschwendung zu minimieren. Lean basiert auf dem Respekt vor dem Kunden und auf kontinuierlicher Verbesserung. Die Lean Construction-Methodik konzentriert sich auf spezifische Werkzeuge und Routinen, um sicherzustellen, dass die auf der Baustelle geplanten Aktivitäten durchführbar sind. Sie zielt auch darauf ab, die Kommunikation und Problemlösung zwischen der Baustelle und der Verwaltung zu verbessern. Das Ziel ist es, die Planstabilität auf der Baustelle zu erhöhen, um die Projekte im Zeit- und Kostenrahmen zu halten. Dies umfasst etwa wöchentliche Baustellenbesprechungen zwischen dem Bauleiter, dem Bereichsplaner und dem Polier, um die Baustellenaktivitäten zu planen und die Aktivitäten der nächsten Woche vorzubereiten. Weiterhin ist das Ziel auch die Leistungsüberprüfung und Fortschrittsaktualisierung zur Analyse von Planfehlern und zur Entwicklung wöchentlicher Betriebsziele.
Nachhaltiges Bauen
Im Bausektor sind die digitalen Lösungen, die entwickelt werden, oft auf bestimmte Bauprojekte oder innerhalb bestimmter Unternehmen beschränkt. Dabei liegt ein großes Potenzial in der Optimierung von Prozessen und Ressourcenverbrauch durch Wissen aus Daten und die Entwicklung der richtigen digitalen Werkzeuge. Der Fokus dieser Herausforderung liegt auf der Nutzung digitaler Möglichkeiten für einen nachhaltigeren und effizienteren Bausektor.
Gebäude werden oft ohne Rücksicht auf einen späteren Rückbau geplant und ausgeführt. Es kann zu einer unnötigen Verschwendung von Ressourcen beim Umbau und Abriss bestehender Gebäude kommen. Ein größeres Wissen über die Baumaterialien und die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft können potenziell flexiblere Gebäude schaffen und eine bessere Ressourcennutzung bei Umbau und Abriss gewährleisten.
Gleichzeitig kann eine detailliertere Planung mit Fokus auf die Materialauswahl dazu beitragen, Materialabfälle während der Bauphase zu reduzieren. Digitale Lösungen können zu einer besseren Planung des Baus und einer optimalen Materialauswahl beitragen. Eine detaillierte Datenbank von Baumaterialien mit Kenntnissen über Maße, Eigenschaften und Recyclingfähigkeit eines Materials und seiner Alternativen, auf die einfach zugegriffen werden kann und die direkt in einem BIM-Modell verwendet werden kann, könnte eine Lösung sein.