Weiterentwicklung der digitalen Gebäude

Worin liegen die Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung in der Baubranche?

Es gibt mittlerweile zahlreiche Beispiele, welche Vorteile die Digitalisierung ganzer Wirtschaftszweige bringen kann – die Baubranche wird dabei keine Ausnahme sein. Einer der Hauptgründe sich digital neu aufzustellen ist für viele Unternehmen die deutlich erhöhte Produktivität im digitalisierten Betrieb – auf allen Ebenen vom Architekten über die Bauausführung bis hin zum Betrieb. In einer kürzlich durchgeführten Studie von Autodesk konnten wir etwa im Tiefbau feststellen, dass für 50 Prozent der befragten Unternehmen dieser Effizienzgewinn der Grund für die Einführung von BIM-Workflows ist. Aber auch die Qualität kann sich dank eines digitalisierten Prozesses deutlich verbessern. So sind zum Beispiel optimierte Designs oft besser auf die Bedürfnisse der Kunden angepasst, der Bau selbst bleibt öfter im Zeit- und Budgetplan, und die entstehenden Gebäude sind von vorn herein auf Wartung und Betrieb optimiert.

Gerade im öffentlichen Bereich, in dem Projekte aus Steuergeldern finanziert werden, besteht dabei einiges an Optimierungsmöglichkeiten. Die öffentliche Hand erhält, einfach ausgedrückt, mehr für ihr Geld. Nicht zuletzt ist eine digitalisierte Branche auch immer deutlich attraktiver für junge Talente – sie wirkt weniger „verknöchert“ und profiliert sich als zukunftsorientierter Arbeitgeber.

Nichtsdestotrotz bringen Digitalisierungsprojekte auch einiges an Herausforderungen mit sich: In der Baubranche beobachten wir etwa oft, dass einzelne Vorteile der Digitalisierung verklingen, weil sie nur von wenigen Unternehmen und in wenigen Situationen genutzt werden. Auch traditionelle Vertragsgestaltungen sind häufig auf Wettbewerb statt auf Zusammenarbeit ausgelegt – obwohl die Digitalisierung eigentlich ein Paradebeispiel für Kollaboration ist.

Das Thema Kosten wird oft ebenfalls als Herausforderung gesehen, beschränkt sich aber meistens auf die initialen Einführungskosten, die sich durch Einsparungen im Betrieb leicht amortisieren. Die vielleicht interessanteste Herausforderung ist es aber, eher traditioneller eingestellten Mitarbeitern und Entscheidern die Vorteile der neuen Lösung nahezubringen, und sie zu ermutigen, neue Wege zu gehen und die vielen Vorteile einer digitalisierten Baubranche zu überzeugen.

Das Zukunftsmodell der Digitalisierung in der Baubranche ist ein digitales Gebäudemodell. Es soll das Bauwerk über den gesamten Lebenszyklus begleiten. Wo stehen wir in der Baubranche auf dem Weg zu diesem Modell?

Wir bezeichnen dieses digitale Gebäudemodell auch als „digitalen Zwilling“. Um diesen optimal nutzen zu können, müssen wir Informationen aus einer Vielzahl von Quellen zusammenführen – etwa das Gebäudemodel, Spezifikationen, Herstellerspezifikationen, Bauprozesse, GIS, ERP, Sensorik und andere Systeme.

Dabei müssen wir ein durchgängiges Verständnis für Asset-Hierarchien, Datenklassifikationen, sowie ein Bewusstsein für die Korrektheit und Anwendbarkeit der Informationen entwickeln. Die große Herausforderung für Eigentümer und die Branche insgesamt ist es, dieses Ziel zu erreichen. Aktuell arbeiten Standardisierungs- und Forschungsinstitute daran, einen Konsens auf lokaler, internationaler und branchenweiter Ebene zu finden. Einige Eigentümer haben bereits durchgängige Klassifikationen und Datenhierarchien, die sie etwa für das Asset-Management, ERP oder GIS-Lösungen einsetzen, und die sofort angewendet und in der Zulieferkette eingesetzt werden können.

Grundvoraussetzungen für die Digitalisierung

Was muss passieren, dass die Digitalisierung das gesamte Bauwesen erreicht und die Beteiligten die Scheu vor ihr verlieren?

Damit die Digitalisierung nicht in einigen wenigen Unternehmen verbleibt, sondern branchenweit Anwendung findet, müssen ein paar Grundvoraussetzungen erfüllt werden: Standards, und deren Anwendung (etwa ISO 19650) bieten eine gute Grundlage, und sollten weiter entwickelt und angewendet werden. Auch die Ausbildung neuer Fachkräfte ist essenziell – ob an weiterführenden Schulen, Universitäten oder den Berufsschulen. Den dritten Faktor bildet eine offene Kommunikation – die Gelegenheiten und Vorteile der Digitalisierung müssen noch bekannter werden.

Das Vereinigte Königreich ist ein gutes Beispiel für eine branchenweite Verbreitung von BIM. Es gab einen gewissen „Pull“-Effekt durch Regierungsinitiativen, die BIM bei öffentlichen Aufträgen verlangten- dies lässt sich auf nationaler Ebene mit dem BIM-Stufenplan für Infrastruktur der Bundesregierung vergleichen. Gleichzeitig manifestierte sich ein „Push“ der Branche, um Kunden und anderen involvierte Parteien die Vorteile der neuen Technologie nahe zu bringen.

Die Initiative Planen Bauen 4.0 legt hier in Deutschland die Grundlagen für die Digitalisierung der deutschen Baubranche. Durch die branchenübergreifende Zusammenarbeit des Programms kommen Unternehmen aus verschiedenen Sektoren und Größen zusammen – eine Gruppe, die die Vielzahl der Anforderungen der Digitalisierung exzellent repräsentiert. Auch Unternehmen wie die Deutsche Bahn investieren deutlich in die digitale Baubranche, was dem Thema einen zusätzlichen Schub verleiht, weil durch die Zulieferkette dieser großen Unternehmen ein Kaskadeneffekt entsteht. Insgesamt sind wir in Deutschland also auf einem guten Weg.

Digitale Standards auf der Baustelle

Derzeit prägt BIM das Bild der Digitalisierung im Bauwesen. Aber ist BIM derzeit schon Standard auf den Baustellen und in den Bauprojekten?

Die BIM-Nutzung in Deutschland steigt kontinuierlich – auch dies ist eines der Ergebnisse unserer Studie zu diesem Thema, wir sehen mittelfristig auch weiter steigende Anwenderzahlen. Schon jetzt ist BIM in vielen Projekten zu finden. Aktuell ist dies aber meist noch bei den „informierten Eigentümern“ der Fall, wie der öffentlichen Hand oder der deutschen Bahn, die aus eigener Initiative nach BIM-Projekten anfragen.

BIM ist nach wie vor in einer Entwicklungsphase. Oft sehen wir Projekte in Silos, mit Implementierung in einer oder zwei Firmen. Aktuell ist BIM außerdem noch oft ein Thema der Designer, und seltener bei Bauunternehmen zu finden. Die Eintrittsbarriere ist hier oft die Komplexität. Oft lassen Technologieführer das Thema unabsichtlich komplexer aussehen als es ist, was neue Marktteilnehmer abschreckt. Komplexe Fachsprache verhindert das Verständnis, rigide Standards und Datenformate wirken verwirrend, manche Regularien sind nicht nötig. Dies führt dazu, dass manche BIM-Einführungen scheitern und die Nutzer wieder in alte Muster verfallen. Bei unserer Studie konnten wir jedoch feststellen, dass die User, die BIM bereits für Projekte genutzt haben, deutlich überzeugt sind, und die Lösungen sehr positiv bewerten. Die Technologie überzeugt.

Was kommt nach BIM und was wird 2025 Standard auf der Baustelle sein?

BIM ist eine Grundtechnologie – sie kann zu weiteren Standards und Prozessen führen, die erst durch die Grundlagen von BIM möglich werden. Das ist doppelt positiv zu bewerten: Im neuen Umfeld gibt es eine größere Konsistenz und gleichzeitig eine Vielzahl neuer Denkweisen und Möglichkeiten. Wir werden auf der Baustelle der Zukunft viele Neuerungen sehen: Von der papierlosen Baustelle, über die Verwendung von Modellen und automatisierten Maschinen zur akkurateren Ausführung und mehr vorgefertigte Teile, die auf der Baustelle lediglich zusammengebaut werden. Eine der wichtigsten Neuerungen ist aber auch eine deutlich höhere Arbeits- und Betriebssicherheit. Bessere Designs und Bausimulationen, aber auch das Monitoring von Baustellen in Echtzeit kann Arbeiter und Eigentümer vor potenziellen Gefahren warnen und die Sicherheit auf Baustellen noch weiter verbessern.

Digitale neue Normalität

Die Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen machen ein Bauprojekt effizient. Aber welche Potenziale der Digitalisierung werden die Baubeteiligten in Zukunft noch nutzen können?

Digitalisierung ist keine Frage von „Ganz oder gar nicht“, genau so wenig, wie sie für alle Unternehmen und Projekte gleich aussehen kann. Einzelne Unternehmen werden verschiedene Lösungswege und Prozesse für sich finden und entwickeln müssen. Ein Weg zu mehr Digitalisierung ist kein „Umkrempeln“ des gesamten Unternehmens von heute auf morgen – er kann sehr graduell sein und etwa über Pilotprojekte funktionieren, in denen das Unternehmen aus Fehlern und Erfolgen gleichermaßen lernt und seine Fähigkeiten und das Vertrauen in die neuen Methoden langsam steigert.

Die Technologien, die uns heute bereits zur Verfügung stehen – Mobilgeräte für das Ansehen und die Arbeit an Designs, etwa – sollten sich weiterverbreiten und zur neuen Normalität werden. Es wird natürlich auch neue Technologien geben, die wir heute noch nicht vorhersehen können. Wenn wir zurückdenken an die Erfindungen der Vergangenheit, können wir sehen, wie sich die Baustelle schon verändert hat – kabellose Werkzeuge machen kleinere Generatoren neben jedem Arbeiter unnötig, das Mobiltelefon hat die Erreichbarkeit deutlich verändert. Veränderungen dieser Art wird es immer geben – und sie werden die Baustelle auch weiterhin nachhaltig verändern.

Welche innovativen Bauprozesse werden den Alltag im Bauprojekt in der Zukunft prägen und welchen Herausforderungen muss sich gestellt werden?

Wie für viele andere Branchen auch, werden Daten zu einem zentralen Faktor in der Baubranche. Alle Beteiligten an einem Projekt werden ihren Umgang damit professionalisieren und deutlich ausbauen – ob für die Planung oder die Ausführung. Es wird für die Branchen sehr wichtig werden, sich auf Prozesse zu verlassen und eine hohe Datenqualität zu pflegen, etwa damit die Planungsdaten aus allen Projektphasen von Architektur bis zu Ausführung und Betrieb kohärent bleiben und nicht von der Realität abweichen. Das digitale wird dabei so wichtig werden wie das physische Objekt – und damit müssen sich alle Projektbeteiligten ihre Verantwortung klarmachen.

Dabei sollten wir nicht vergessen – es handelt sich dabei keinesfalls um eine lästige Fleißarbeit. Alle Beteiligten können Vorteile aus dieser neuen Datenbasis ziehen, und zudem gemeinsam die Branche voran bringen.

Werden alle am Bau Beteiligten – große und kleine Unternehmen – bei der Digitalisierung mithalten können und welche Chancen ergeben sich für die Beteiligten?

Wie wir schon festgestellt haben, gibt es keine wirklichen Eintrittshürden für einzelne Unternehmen bei der Digitalisierung. Unternehmen können ihren Einstieg so groß oder klein wie für sie passend wählen. Die Größe oder Rolle der Unternehmen in der Baubranche sind dabei lediglich die Gelegenheiten, die aus der Nutzung digitaler Prozesse und Technologien gezogen werden können. Die Geschwindigkeit, mit der sich Unternehmen auf die Digitalisierung einlassen, ist dabei abhängig von vielen Faktoren – initialen Investitionen, den Fähigkeiten der eigenen Mitarbeiter, dem Bedarf nach Training und Ausbildung, aber auch dem Potenzial und dem Bedarf von Kunden und anderen Projektbeteiligten.

Alle Unternehmen sollten sich genau anschauen, welche Technologien und Prozesse sie jetzt schon, und ohne große Anpassungen, für sich nutzen können. Sie sollten das Vorteilspotenzial genau analysieren sich einen Plan für Pilotprojekte und eine weitere Einführung überlegen.

Kein Unternehmen kann heute noch die Augen vor der Digitalisierung verschließen. Auch in der Baubranche wird sie immer wichtiger – und wird zum „must have“ statt „nice to have“. Das Risiko, im Markt zurückgeworfen zu werden, ist zu groß – und gleichzeitig die Chancen auf deutliche Wettbewerbsvorteile zu hoch als dass Unternehmen die Digitalisierung auf die leichte Schulter nehmen sollten.

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