Illustration: Dirk Linke
Zukunft Unternehmen Arbeitswelt

Digitalisierung der Baubranche

In der Baubranche schreitet die Digitalisierung unaufhaltsam voran. Wo können künstliche Intelligenz, additive Produktion, Augmented Reality, autonome Maschinen oder die Block­chain wirklich neue Möglichkeiten eröffnen? Und wie wird sich das für die Auftraggeber auszahlen? David Koch, Chief Risk, Organization and Innovation Officer der Unternehmensgruppe ACS HOCHTIEF, erläutert im Kundenmagazin Concepts die Pläne des Unternehmens, eines Vorreiters bei der Digitalisierung des Bauens.

Erstveröffentlichung: concepts.hochtief.com, Ausgabe 02/18

Herr Koch, warum startet HOCHTIEF jetzt mit einer Initiative zur digitalen Transformation?

Die Bauindustrie steht vor einer grund­legenden Neustrukturierung. Ebenso wie im Handel und anderen Industriezweigen wer­den neue technische Hilfsmittel auch bei uns zunehmend die Produkte, Dienstleistungen und Abläufe verändern. Die enormen Chancen, die sich daraus ergeben, wollen wir nutzen.

HOCHTIEF ist eine globale Gruppe von Unternehmen. Gibt es gemeinsame Entwicklungsanstrengungen?

Die Technologie­-Initiative wird im Verbund der Gruppen ACS­ HOCHTIEF durchgeführt und bezieht alle Unternehmen beider Gruppen ein. Die Entwicklungen ein­zelner Anwendungsbeispiele werden, natür­lich lokal angepasst, allen zugutekommen. Auch Best­-Practice-­Ansätze einzelner Unternehmen sollen innerhalb der Gruppen geteilt und bei Bedarf angewendet werden. Wir wollen HOCHTIEF von innen heraus zu einem noch leistungsfähigeren Unter­nehmen entwickeln. Dies wird ein konzern­weiter Wandel sein, eine Transformation, die all unsere Geschäftsbereiche, Gesell­schaften und Systeme betreffen wird. Wir setzen uns mit Technologien und Pro­grammiermethoden auseinander, die einen ganz anderen Konzern erzeugen werden. HOCHTIEF wird in Zukunft ein IT­-basiertes Bauunternehmen sein.

Welche Vorteile erwartet HOCHTIEF vom Einsatz neuer Technologien?

Der Einsatz digitaler Umgebungen – also von künstlicher Intelligenz, Automati­sierung und vernetzten Geräten – wird die Qualität der Projektabwicklung verbessern und unsere Prozesse optimieren. Dadurch werden wir die operativen Risiken reduzie­ren und vor allem auch bessere Arbeitsbe­dingungen für unsere Mitarbeiter schaffen.

Wie genau können neue Technologien „operative Risiken“ reduzieren?

Wenn unsere Entscheidungsfindung auf besseren Analysemethoden beruht und wir in der Lage sind, vorausschauende Ent­scheidungen auf Basis von Echtzeitdaten zu treffen, wird unser Geschäft deutlich siche­rer und effizienter werden. Wir brauchen außerdem Systeme, die unsere Nachunter­nehmer und Zulieferer vollständig einbezie­hen. Wir orientierten uns da an anderen Industrien, in denen vieles bereits automati­siert und optimiert ist. HOCHTIEF ist zwar ein Großkonzern, besteht aber gleichzeitig auch aus 1000 Firmen. Jedes Projekt bildet eine eigene Einheit mit eigenem Personal, Verträgen, Beschaffung und so weiter.

Welche Vorteile werden Auftraggeber aus der digitalen Transformation ziehen?

Um ein Beispiel zu nennen: Wir entwi­ckeln gerade eine Software für die automa­tische Aufnahme von Erdbewegungen bei Linienbaustellen, mit der sich Erdarbeiten später auch optimieren lassen. Bislang muss unser geometrisches Team rausfahren, wenn ein Terrain zu vermessen ist, und Höhenlinien setzen. Ein enormer Aufwand. Mittlerweile gibt es eine spezielle Technik, bei der ein Laserstrahl ausgesendet und reflektiert wird. Die Zeitdifferenz gibt dann die geometrische Lokalisierung des Punktes an. Unser Ziel ist es, eines Tages daraus ein Realtime­-Monitoring-­System zu bauen, bei dem wir Konflikte sofort erkennen und schnell lösen können. Würde man das dann mit einer Blockchain und Smart Contracts verbinden, hätte der Kunde eine unstrittige Dokumentation und alle Nachunternehmer bekämen automatisch ihr Geld, sobald eine Aufgabe erledigt ist. Viele alltägliche Kon­flikte könnten dadurch vermieden werden. Alle, auch der Auftraggeber, erhielten eine enorme Transparenz.

Wie weit geht denn das Szenario, an dem Sie arbeiten? Werden künftig Roboter für uns bauen?

Viele stellen sich bei einem Roboter eine dem Menschen ähnelnde Figur mit Armen vor, die herumläuft. Ein Roboter kann aber auch jede Maschine sein, die intelligent gesteuert wird. Der erste Bereich, in dem wir schon in relativ kurzer Zeit tei­lautonome Baustellen sehen werden, dürf­ten Linienbaustellen sein, also Straßenbau­stellen mit kilometerlangen Erdbewegungen. Dort werden selbstfah­rende Maschinen die Arbeiten erledigen. Thiess in Australien ist der größte Minen­dienstleister der Welt und setzt bereits voll­ automatische Vehikel ein. Am Steuer dieser Kipper sitzt niemand mehr. Diese Rie­sen­-Trucks werden befüllt und fahren dann einfach vor und zurück. Alles ganz selbst­ständig. Trotzdem wird es immer spezielle Dinge geben, für die wir Handwerker benö­tigen. Aber die Arbeitsprofile werden sich verändern. Diese Entwicklung erfasst alle Industrien.

Welcher internationale Markt wird zuerst die neuen technologischen Möglichkeiten nachfragen oder ermöglichen? Wo ist die Bereitschaft zu Innovation am deutlichsten erkennbar?

Die Verbreitung neuer technologi­scher Lösungen schreitet mit ungesehener Geschwindigkeit voran. In China können sie in den Ballungszentren fast ausschließlich mit ihrem Mobiltelefon bezahlen, Kreditkar­ten gelten als veraltet. In den USA wird das autonome Fahren in weitem Ausmaß getes­tet. In Europa ist man etwas zurückhalten­der, arbeitet jedoch sehr gründlich an den Grundlagen zukünftiger Lösungen.

Illustration: Dirk Linke

BIM

Building Information Modeling (BIM) kombi­niert und erfasst alle relevanten Bauwerks­daten digital und bildet das Bauwerk als virtuelles Modell (3D) ab. Weitere Dimen­sionen sind der zeitliche Ablauf des Planungs­ und Bauprozesses (4D), die Kos­tenplanung (5D) und Lebenszyklus­-Infor­mationen (6D).

Die HOCHTIEF­-Gesellschaft ViCon ist seit 2008 ein führender Anbieter im Bereich des Virtuellen Bauens. BIM wird in allen Berei­chen im gesamten HOCHTIEF­-Konzern ein­gesetzt. Viele zukünftige Innovationen wer­den an diese Basis andocken.

3D-Druck

Additive Produktionsweisen werden immer mehr perfektioniert. 3D-Druck ist bislang bei kleinen Produktionsmengen, Prototypen oder bei hochindividualisierten Produkten im Einsatz. Die Idee, ganze Gebäude zu drucken, wird zwar in Forschungsvorhaben erkundet, das „Haus aus dem Drucker“ ist aber noch weitgehend Fiktion. An vielen Stellen erleichtert 3D-Druck aber bereits heute die Arbeit der Ingenieure.

HOCHTIEF erkundet aktuell mögliche Einsatzgebiete von 3D-Druck-Techniken. Ein Forschungsfeld ist zum Beispiel das Herstellen von Betonbauteilen vor Ort, ohne sie transportieren zu müssen. Aber auch das Herstellen von Bauteilen mit besonderen Eigenschaften oder bionischen Strukturen, die auf anderem Weg nicht oder nur mit deutlich größerem Aufwand zu produzieren wären, kann in Zukunft von Bedeutung sein.

Augmented and Virtual Reality

Der Einsatz erweiterter oder virtueller Realität ist ein Baustein der Industrie 4.0. Informationen, Hilfestellungen oder Projektionen, die über Datenbrillen in echte oder virtuelle Räume integriert werden, kommen bereits vielfach zum Einsatz. Komplexe Bauwerke, gerade im Infrastrukturbereich, werden zukünf­tig auch mit Hilfe dieser Technik gebaut werden.

Möglicherweise dauert es gar nicht mehr so lange, bis die Bauleiter von HOCHTIEF mit einer Datenbrille durch den Rohbau gehen und dank eingespiegelter Konstruktionsdaten prüfen, ob sich alle Teile des Bauwerks am vorge­sehenen Platz befinden.

Illustration: Dirk Linke

Blockchain

Eine Blockchain ist eine dezentrale Datenbank, die Transaktionen chronolo­gisch und sicher aufzeichnet. Sogenannte Distributed­-Ledger­-Technologien (Transaktionsdatenbanken) wie die Blockchain gelten als wegweisend für das Verwalten von Daten im Internet ohne proprietäre Plattformen. In der Bauindustrie könnten sich hierdurch neue Formen des Projektmanagements, des Vertragswesens und der Einbindung von Dienstleistern durchsetzen. Smart Contracts, die auf der Blockchain basieren, ermöglichen automatische Verträge, die bei bestimmten Ereignissen in Kraft treten. Erkennt das digitale Projektmanagement (siehe auch Big Data), dass eine Leistung erbracht ist, wird eine Zahlung ausgelöst. HOCHTIEF sieht hier in Zukunft große Möglich­keiten, um Projekte sicher und für alle transparent zu managen.

Big Data

Technische Systeme und Nutzer produzieren immer größere Datenmengen, aus denen sich Erkenntnisse, aber auch neue Anwendungen und Geschäfts­modelle gewinnen lassen. Durch Analysemethoden und Echtzeitdaten erhalten Unternehmen eine objektivere Basis für ihre Entscheidungsfindun­gen. HOCHTIEF beschäftigt sich zum Beispiel mit der Frage, wie Baufortschrit­te digital dokumentiert werden können, etwa durch Drohnenaufnahmen. „Advanced Monitoring Tools“ liefern automatisierte Auswertungen, die Bau­stellen für alle Beteiligten transparenter machen und das Projektmanagement objektivieren.

(Teil-)Autonome Maschinen

Intelligente Maschinen werden dem Menschen mechanische Arbeiten abneh­men oder ihn dabei unterstützen, besondere Herausforderungen zu meistern. Exoskelette zum Heben schwerer Gegenstände oder Fahrzeuge, die sich selbstständig durch ein Baustellenareal navigieren – die Robotik kann auch in der Bauindustrie viele Arbeiten sicherer machen, erleichtern und neue Lösungen ermöglichen.

Bis ganze Linienbaustellen wie Straßen oder Bahngleise von (teil­)autono­men Maschinen gebaut werden, wird es noch etwas dauern. Die australische Konzerngesellschaft Thiess, der größte Minendienstleister der Welt, hat jedoch bereits vollautomatische Trucks im Einsatz. Im Fokus von HOCHTIEF stehen derzeit Lösungen, die Menschen bei besonderen Arbeiten unterstüt­zen oder Herausforderungen bewältigen, die vorher nicht möglich waren.