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Digitale Baustelle: Innovationen auf der digitalBAU 2024

Bauroboter, Künstliche Intelligenz, BIM und Blockchain: Die digitale Baustelle bietet ungeahnte Chancen, wirkt dem Fachkräftemangel entgegen und macht Unternehmen zukunftsfähig.

Als führende Fachmesse für digitale Lösungen in der Baubranche thematisiert die digitalBAU alle Aspekte des modernen Bauens und der digitalen Baustelle – von Planung, Bau und Betrieb bis hin zu Bewirtschaftung, Umnutzung, Rückbau und Wiederverwendung. Die Digitalisierung der Baubranche gilt als Schlüssel für klimaverträgliches Bauen und ist damit Teil der Digitalstrategie Deutschland. Auf der digitalBAU erfahren Sie, wo die Branche heute steht, welche digitalen Methoden bereits zur Anwendung kommen und welches Potenzial innovative Baustellen-Software, Künstliche Intelligenz, Big Data und Blockchain im Bau bieten. Die Zukunft des Bauens hat begonnen – seien Sie dabei!

Die Zukunft ist digital: Baustellen im Wandel

Die Digitalisierung hat die Art wie wir leben und arbeiten revolutioniert. Smartphones und Tablets haben den Weg in unseren Alltag gefunden und der schnelle Zugang zu Informationen über digitale Medien hat unsere Kommunikation für immer verändert. In praktisch allen Wirtschaftszweigen brachte der digitale Wandel in den vergangenen Jahren neue Produkte und Dienstleistungen hervor. Auch in der Baubranche hat die Digitalisierung Einzug gefunden: Häuser aus dem 3D-Drucker, Robotik, Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data sind keine Zukunftsszenarien mehr – aber auch noch kein Alltag. Der rasante Wandel bietet Bauunternehmen bisher unbekannte Möglichkeiten.

© Messe München

Digitalisierung im Bauwesen hat Nachholbedarf

Vergleichsweise schleppend kam bisher die Digitalisierung im Bausektor zur Anwendung. Dies hatte vor allem mit den spezifischen Anforderungen beim Bauen zu tun. Architektur ist eine Disziplin, in der Kreativität und individuelle Gestaltung kulturell verankert sind. Zwar gab es immer wieder innovative Ideen, die auch zu effizienteren Prozessen führten, etwa bei der Modulbauweise und im seriellen Bauen. Dennoch bleibt das Bauen in großen Teilen ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Disziplinen mit vielen Akteuren.

Auch die hohe Fragmentierung der Baubranche in Deutschland stand der Digitalisierung bisher im Wege. 2022 lag der Anteil der Unternehmen mit weniger als 20 Beschäftigten im Bauhauptgewerbe bei 88 % (Quelle). Diese Branchenstruktur steht damit im Kontrast zur Fertigungsindustrie, die im großen Stil auf Serienproduktion hin optimiert wurde.

Doch um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen auch Unternehmen aus dem Baugewerbe ihre Systeme und Prozesse an den fortschreitenden Wandel anpassen. Der Markt bietet inzwischen zahlreiche Lösungen für die digitale Baustelle. Laufend kommen neue technologische Entwicklungen hinzu, die ebenso auf der digitalBAU 2024 im Fokus stehen.

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Digitaler Wandel als Chance

Die Digitalisierung fordert die Baubranche heraus, bringt aber gleichzeitig viele neue Chancen mit sich. Unternehmen, die den Wandel mitgehen, bleiben wettbewerbsfähig und sparen Kosten. Viele Tätigkeiten lassen sich auf der digitalen Baustelle automatisiert, einfacher, effizienter und qualitätsvoller als zuvor erledigen. Von digitalen Aufmaßen und Bauprojektmanagement-Software bis hin zu mobilen Apps für Arbeitsvorbereitung, Monitoring, Kommunikation und Datenaustausch – mit digitalen Tools können alle Unternehmen ihre Effizienz steigern, Fehlerquellen minimieren und so Kosten senken.

Darüber hinaus ist die Digitalisierung im Bauwesen eine mögliche Lösungsstrategie, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Laut einer 2021 durchgeführten Umfrage unter 1900 Bauunternehmen in Europa, den USA und China haben 44 % der Unternehmen Schwierigkeiten, geeignete Fachkräfte zu finden (Quelle). Ein Weg, um diesen Mangel abzufedern, liegt etwa in der Automatisierung, u.a. von Standardprozessen auf der digitalen Baustelle. Auch Roboter können zunehmend Aufgaben auf dem Bau übernehmen und helfen, Personallücken zu schließen.

Die digitale Baustelle ist attraktiv für Nachwuchskräfte

Einer der Gründe für den dramatischen Mangel an Arbeitskräften ist, dass in vielen Handwerksbetrieben der Nachwuchs fehlt. Automatisierungstechnologien und ein digitales Baustellenmanagement können dazu beitragen, Bauberufe für junge Menschen attraktiver zu gestalten. Denn die „Generation Z“, die nun in den Startlöchern zum Berufsleben steht, ist nicht nur sehr viel versierter im Umgang mit digitaler Technik. Für viele ist die Möglichkeit, digitale Tools zu nutzen vielmehr ein essenzielles Kriterium bei der Wahl ihres Ausbildungs- oder Arbeitsplatzes.

Das Thema Sicherheit am Arbeitsplatz gewinnt ebenfalls immer mehr Relevanz bei der Berufswahl: Rund 100.000 Arbeitsunfälle ereignen sich jedes Jahr auf deutschen Baustellen (Quelle). Automatisierungssysteme, optimierte Logistikprozesse und Robotik erhöhen auf der digitalen Baustelle die Sicherheit und machen die Branche attraktiver für Arbeitssuchende. Zum Beispiel können Bauroboter große und schwere Lasten bewegen oder in gefährlichen Bereichen eingesetzt werden.

© Messe München GmbH

Intelligente Technologien auf der digitalen Baustelle

Moderne Roboter sind in der Lage, komplexe Tätigkeiten selbständig auszuführen, zu kontrollieren und wenn nötig zu korrigieren. Der Einsatz von Robotern auf der digitalen Baustelle bietet daher enormes Potenzial zur Steigerung der Produktivität. Dabei lassen sich heute verschiedenste Aufgabe mit Hilfe der Robotik bewältigen: Die Vorfertigung von Bauelementen, die Erstellung modularer Häuser, robotergestütztes Schweißen oder der roboterbasierte 3D-Druck sind nur einige der Beispiele, die auf großen Baustellen bereits Anwendung finden.

Mit der Robotik einher geht die künstliche Intelligenz (KI). Sie bietet ein enormes Potenzial für die Digitalisierung der Baubranche. Von automatisierten Planungstools über die Qualitätssicherung zur Arbeitssicherheit auf Baustellen – KI kann dazu beitragen, Fehlerquellen zu reduzieren und Projekte effizienter zu gestalten.

KI dämmt Gefahren ein

Auf der digitalen Baustelle kann mit künstlicher Intelligenz zudem die Sicherheit erhöht werden. Sensoren zur Objekterkennung können Gefahrzonen identifizieren, etwa fehlerhaft aufgebaute Gerüste. Das Vermessen an riskanten Stellen oder die Warnung vor bevorstehenden Kollisionen mit Fahrzeugen oder Maschinen sind weitere Beispiele. 3D Scanning reduziert die Notwendigkeit von manuellen Inspektionen und erhöht die Genauigkeit der erfassten Daten.

© Messe München GmbH
Stand 111, Computer Works

Auch im Gebäudebetrieb bewähren sich KI-Systeme. Sie lernen etwa bei Heiz- und Kühlanlagen selbstständig aus dem Nutzerverhalten, oder reagieren flexibel auf Umwelteinflüsse.

In Zukunft werden Bauunternehmen auch abseits der digitalen Baustelle von KI profitieren: Bei der Suche nach Fachkräften, bei der Erfassung von Arbeitszeiten oder der Verwaltung von Gehaltsabrechnungen. Nicht zuletzt sehen Experte neben den Aspekten Produktivität und Effizienz auch ein großes Potenzial darin, mit KI die Nachhaltigkeit von Bauprojekten zu steigern.

Mithilfe von KI kann außerdem ein virtuelles Abbild des Bauwerks analysiert werden – der digitale Zwilling. Potenzielle Probleme oder Planungsfehler lassen sich so frühzeitig erkennen und teure Nachbesserungen vermeiden.

BIM und digitale Zwillinge

BIM (Building Information Modeling) und digitale Zwillinge eröffnen hilfreiche neue Möglichkeiten auf der digitalen Baustelle. Mit der Planungsmethode BIM lassen sich virtuelle Abbilder eines Bauprojekts im Kontext der Umgebung schaffen. Digitale Zwillinge basieren auf BIM und bilden die gebaute Realität, ergänzt um aktuelle Informationen, ab. Ein digitaler Zwilling erlaubt somit die Betrachtung des Bauprozesses als Gesamtsystem, wobei die Informationsdichte und -tiefe weit über die eines klassischen 3D-Modells hinausgehen.

Dafür werden digitale Zwillinge über Sensoren und Drohnen laufend mit Echtzeit-Informationen ergänzt, um den aktuellen Status des Bauvorhabens darzustellen. Die Daten dieses digitalen Abbilds liefern wertvolle Einblicke in das Projekt – und das nicht nur auf der digitalen Baustelle: Digitale Zwillinge ermöglichen sowohl während der Planung als auch im Betrieb und bis zur sortenreinen Trennung und dem Recycling von Rohstoffen bei einem späteren Rückbau eine bessere Entscheidungsfindung. Die Möglichkeiten sind dabei nahezu endlos: Optimierte Konstruktionen, geringer Energieverbrauch, Senkung der Betriebskosten und vieles mehr sind hier zu nennen.

Vor allem bei komplexen Bauaufgaben bieten digitale Zwillinge enorme Vorteile für alle Projektbeteiligten. Durch den besseren Einblick und die umfangreichen Informationen, die das digitale Modell bereitstellt, ist die umfassende Betrachtung über den gesamten Lebenszyklus überhaupt erst möglich. Die hochgradige Digitalisierung bietet der Baubranche nicht zuletzt die perfekten Rahmenbedingungen für ressourcenschonende, nachhaltige und energieeffiziente Bauweisen, die den gesamten Gebäudelebenszyklus berücksichtigen.

Blockchain auf der digitalen Baustelle

Im Zuge der Digitalisierung im Bauwesen entdecken immer mehr Unternehmen auch die Blockchain-Technologie für sich. Blockchain bietet im Bau transparente und sichere Möglichkeiten für Verträge und Transaktionen. So lassen sich beispielsweise die Daten zur Dokumentation verbauter Materialien, zu CO2-Kosten sowie eventueller Kompensationsmaßnahmen manipulationssicher speichern.

Bauwerke, die auf der Blockchain dokumentiert sind, haben sich zudem als attraktiv für Investoren erwiesen. In Zukunft sollen vor allem Cloud-Speicher vermehrt mit Blockchains zusammenarbeiten. Denn überall, wo Überprüfungen, Verschlüsselung und Transparenz eine wichtige Rolle spielen, können Blockchain-Lösungen punkten.

Big Data im Bau als Wettbewerbsvorteil

Digitale Baustellendokumentation und Planung, BIM, digitaler Zwilling und die Vielzahl weiterer digitalisierter Prozesse beim Bauen führen naturgemäß zu einer großen Menge an Daten. Die vielfältigen Informationen aus Bauplänen, Wetterdaten, ERP-Systemen, Sensoren, Drohnen usw. gilt es zu sammeln, zu analysieren und die gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen.

Big Data, also die Menge und Vielfalt an Daten der digitalen Baustelle, ist für viele jedoch herausfordernd. Unternehmen, die den Wert ihrer Daten erkennen und zu nutzen wissen, werden in der Lage sein, Potenziale für Wachstum zu identifizieren, ihre Prozesse zu optimieren und so langfristig bessere Ergebnisse erzielen.

Digitalisierung der Baubranche: Die Zukunft des Bauens ist jetzt

Die Digitalisierung kann im Bauwesen einen wesentlichen Betrag leisten, um Unternehmen durch herausfordernde Zeiten zwischen wirtschaftlicher Unsicherheit und Fachkräftemangel zu bringen. Dank digitaler Planung lassen sich Bauwerke optimieren, Energieverbrauch und Rohstoffeinsatz minimieren, Kosten senken und vieles mehr. Der Einsatz innovativer Technologien auf der digitalen Baustelle wie die Vorfertigung oder der Robotik können zu Qualitätssteigerung und mehr Effizienz beitragen.

Die digitale Transformation verändert das Planen und Bauen und stellt die Baubranche vor großen Herausforderungen. Auf der Fachmesse digitalBAU 2024, einem der wichtigsten Branchenevents, ist die „digitale Baustelle“ daher eines der Leitthemen. Hier werden die neuesten Entwicklungen und Technologien vorgestellt, die die Zukunft des Bauwesens prägen. Um die Digitalisierung nachhaltig in Unternehmen der Baubranche umzusetzen, braucht es den Austausch und Know-how-Transfer aller Beteiligten. Die digitalBAU bietet eine Plattform für diesen Austausch, für Information, Diskussion und Innovation.