Digitalisierung in der Baubranche: Die wichtigsten Trends im Überblick

Digitale Prozesse verändern mit rasanter Geschwindigkeit alle Bereiche unseres Lebens. Die Digitalisierung in der Baubranche entwickelt sich jedoch langsamer. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss die Digitalisierung auf der Baustelle und in den Büros für Planung sowie Verwaltung schneller voranschreiten. Wir haben für Sie eine Übersicht wichtiger Trends zusammengetragen, die Sie als Bauexperte kennen sollten.

Digitalisierung in der Bauwirtschaft: Von Automatisierung bis 3D-Druck

• Machine Learning

Für mehr Effizienz und Sicherheit im Bauwesen und eine Senkung der Baukosten – sowohl in der Planung als auch auf der Baustelle – sorgt zunehmend Künstliche Intelligenz (KI). Zu diesem Teilgebiet der Informatik gehört das maschinelle Lernen: Computersysteme programmieren sich selbst, indem sie aufgrund statistischer Methoden eigenständig aus Daten „lernen“. Die hierfür genutzten mathematischen Methoden der Mustererkennung lassen die Maschine immer mehr Kenntnis von ihrem Aufgabenbereich erlangen und diese besser umsetzen.

• Künstliche Intelligenz

Überhaupt wird Künstlichen Intelligenz (KI) alle Bereiche der Bauindustrie positiv verändern. In vielen Bereichen, die heute noch wenig steuerbar sind, wird KI vollkommen neue Chancen eröffnen. Mit neuen Methoden der Datenanalyse wird das Bauen transparenter und vorausschauender. Auch, weil das Wissen aller Projektbeteiligten einbezogen wird.

Für eine automatisierte Bauplanung kann ein maschinell vollzogener Vergleich ähnlicher Projekte zu software-generierten Empfehlungen für Entscheidungen im gegenwärtigen Bauprozess führen. Und einbezogene aktuelle Wetterdaten oder Liefertermine von Bauteilen beeinflussen die Tagesplanung. Auch die Sicherheit auf dem gefährlichen Arbeitsplatz „Baustelle“ – mit einer fünfmal höheren tödlichen Unfallrate als in jeder anderen Branche – wird steigen.

• Automatisierung

Die Digitalisierung in der Baubranche führt zu mehr Automatisierung, sei es in der Verwaltung oder direkt auf der Baustelle. Dort lockt die erhöhte Leistungsfähigkeit beispielsweise von Robotern. In absehbarer Zeit sind im Baugewerbe möglicherweise rund 46 % der Stellen gefährdet, etwa 930.000 Arbeitsplätze könnten von Robotern besetzt werden. In der Verwaltung stehen bessere Planung und Effizienzsteigerung im Vordergrund der Automatisierungs-Technologien, die hier auch zu wertvollen Innovationen führen.

• 3D-Druck

Im Jahr 2004 gelang an der University of South Carolina erstmals der Bau einer Wand im 3D-Druck-Verfahren – heute kann ein Haus in 20 Stunden gedruckt werden. Damals hat ein Roboterarm Beton- statt Kunststoffschichten aufgetragen. Die Vorteile: Reduzierung von Kosten und Ausschuss, schnellere Baugeschwindigkeit, Reduzierung von Unfällen, Bau von komplexen architektonischen Formen und vieles mehr.

• Robotik

Höhere Qualität durch Automatisierung: Mit Baustellenrobotern wird bereits seit den 1970er-Jahren experimentiert. Und in Japan sowie Korea sind diese bereits seit den 1980er-Jahren tatsächlich im Hochbau aktiv. Mittlerweile können Robotik-Systeme ganze Wolkenkratzer aus dem Boden wachsen lassen. Die Forschung geht weiter – und autonome Roboter für nicht-standardisierte Bauaufgaben sind keine Zukunftsmusik mehr.

• Internet of Things (IoT)

Das Internet of Things (IoT) bzw. Internet der Dinge verändert im Prozess der Digitalisierung der Baubranche insbesondere den Bereich der Mitarbeitersicherheit. RFID-Lösungen warnen beispielsweise vor gefährlicher Annäherung rückwärtsfahrender Maschinen. Und Wearables überwachen Herzfrequenz sowie Körpertemperatur der Mitarbeiter, vermeiden Überanstrengung und liefern Handlungsempfehlungen.

Doch auch das gesamte Management von Baustellen wird durch die Ausstattung von Baustellenanlagen mit IoT-Sensoren vereinfacht. Vor allem werden Kosten gesenkt durch vorausschauende Wartung und effizienter gesteuerte Anlagen.

• PropTech

PropTech-Unternehmen (PropTechs, Property Technology) sind häufig Startups in der Baubranche, die Produkte und Dienstleistungen für die Immobilienwirtschaft entwickeln oder optimieren, inklusive Bau und Verwaltung. Mit neuesten Informations- und Kommunikationstechnologien werden Geschäftsprozesse und Geschäftsmodelle effizienter gestaltet oder ganz neue entwickelt. Sie zielen auf eine höhere Leistungsfähigkeit ab, die zu mehr Kosteneffizienz führt.

Die Dienstleistungen und Produkte von PropTechs erstrecken sich über den kompletten Lebenszyklus einer Immobilie: von der Finanzierung und Realisierung bis zum späteren Betrieb und der Verwertung durch Vermietung oder Weiterverkauf.

Neue Tools für die Digitalisierung auf der Baustelle

• BIM im Bauunternehmen: digital vorausschauend planen

Gebäude planen, entwerfen, konstruieren und verwalten – digital, schnell, vorausschauend und daher effektiv wie nie: Das gelingt mit dem Building Information Modeling (BIM). Der Effekt des Bauens 4.0 sind erheblich reduzierte Kosten und Risiken bereits während der Planung und dem Bauprozess; weil vom Sandkorn bis zum fertigen Wolkenkratzer sämtliche Schritte im Bauprozess miteinander verknüpft und in einer digitalen Kette abgebildet werden. So lassen sich bereits bei einem digitalen Zwilling des geplanten Bauvorhabens mögliche Probleme und Konflikte erkennen, die folglich sofort digital gelöst werden. Diesen Fehler können auf der tatsächlichen Baustelle somit gleich vermieden werden.

BIM führt von der ersten Phase an alle beteiligten Gewerke zusammen, die anhand eines gemeinsam genutzten digitalen 3D-Modells miteinander kommunizieren und alle Projekt-Fortschritte in Echtzeit verfolgen. Vom Architekten über das Bauunternehmen bis hin zum Eigentümer, greifen alle gleichzeitig auf identisch aktuelle Daten und Zeichnungen zu, von denen auch noch später mit dem Erhalt des Gebäudes befasste Dienstleister profitieren.

Noch schrecken viele Büros vor den hohen Kosten der BIM-Software zurück. Doch zeitnah werden die Vorteile überwiegen. Zudem sind öffentliche Auftraggeber Treiber dieses Verfahrens: Im bereits 2015 vorgelegten Stufenplan „Digitales Planen und Bauen“ hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) das Ziel formuliert, bei zukünftigen Infrastrukturprojekten des Bundes BIM flächendeckend zu nutzen.

• Automatisierung auf Baustellen und in der Vorfertigung

Während BIM in Bauunternehmen eher hinter den sichtbaren Kulissen eine Rolle spielt, wird die Digitalisierung der Baubranche auch zu ganz neuen sichtbaren Szenarien führen: Baustellen mit selbstfahrenden Maschinen, 3D-Druckern und teilautomatisierten Betonverteilern. Zudem wird die Vermessung auch schwer zugänglicher Stellen mit Drohnen und kleinen Satelliten erleichtert. Und digital vernetzte Geräte, Bauteile sowie Frühwarnsysteme sorgen für effiziente Tagesabläufe.

Auch die Vorfertigung von Gebäude-Elementen steht ganz im Zeichen der Digitalisierung in der Bauindustrie. Damit die Integration der Haustechnik in Wand und Decke perfekt gelingt, arbeiten Fachleute aller Disziplinen zusammen und produzieren komplexe Bereiche eines Gebäudes bereits vollständig in der Fabrik.

• 3D-Druck für ganz neue Verfahren

Seit den Anfängen im Jahr 2004 hat sich viel getan. Heute existieren mehrere Verfahren, die beispielsweise einen Mix aus Beton und Glasfasern verwenden und womöglich gleichzeitig einen polymeren Schaum für die Isolation auftragen. Auch der Ausdruck von stabilen Metallstrukturen aus Edelstahl, Bronze, Aluminium und Inconel-Legierungen ist möglich.

Teil der international forschenden Experten ist ebenfalls ein Team der Technischen Universität Dresden. Dieses Team arbeitet im Rahmen des Projekts «Beton-3D-Druck» an einer Technologie, mit der Frischbeton schalungsfrei direkt auf der Baustelle angewendet werden kann. Aufgrund der zahlreichen vielversprechenden Entwicklungen dürfte der Betonmarkt für 3D-Druck in 2021 voraussichtlich 50 Millionen Euro erreichen.

• Mit VR (Virtuelle Realität) die Zukunft schon heute visualisieren

Große Erleichterung gleich auf mehreren Ebenen verschaffen Technologien wie Virtual Reality oder Augmented Reality. Sie ermöglichen Visualisierungen, die mehr Transparenz bringen. Schon während der Planungsphase eines Bauprojekts zeigt eine VR-Brille die Auswirkungen des Vorhabens auf die Umwelt unter realen Bedingungen. So können Anwohner bereits vor der Fertigstellung des Bauvorhabens die Zukunft erleben. Das erhöht Transparenz und Akzeptanz.

• Mit Künstlicher Intelligenz Unfälle verhindern

Weil Baustellen so gefährliche Arbeitsplätze sind, ist Künstliche Intelligenz, die über Machine Learning Gefahrenquellen erkennt, ein hoffnungsvoller Trend. Das Ziel: Unfälle prognostizieren und so vermeiden. Dafür wertet das System mit einem speziellen Deep-Learning-Algorithmus Baustellenfotos und Unfallaufzeichnungen aus. Mit diesem Wissen ausgestattet, beobachtet das System das Arbeitsgeschehen und warnt, sobald sich eine gefährliche Situation abzeichnet. Das beginnt bei einem fehlenden Schutzhandschuh oder bei potenzieller Berührung zwischen Arbeitern und Maschinen. Die ersten Erfolge sind vielversprechend.

Digitalisierung in der Bauindustrie: Software für das Baugewerbe

• Elektronisches Rechnungswesen

Moderne Rechnungsprogramme vereinfachen den Ablauf vom Angebot bis zur Rechnungsstellung. Hat Ihr Kunde das Angebot angenommen, wandelt es das Programm nach Fertigstellung des Projekts gleich in eine Rechnung um. Und: Das Programm weist Sie darauf hin, welche Rechnungen fällig sind und generiert bei Bedarf gleich die Zahlungserinnerung.

• Elektronische Schließanlagen

Digitalisierung in der Baubranche geht einher mit Dematerialisierung, wodurch die Flexibilität erhöht wird. Beispiel Schließanlagen: Es ist eine immense Herausforderung, in größeren Gebäuden Schließzylinder und Schlüssel so aufeinander abzustimmen, dass über die Schlüsselvergabe die Zugangsberechtigungen geregelt werden. Ist hingegen bei einem Schließsystem mit elektronischer Identifikation der Schlüssel digital, werden Zutrittsberechtigungen ganz bequem online verwaltet und an jede sich verändernde Situation angepasst, ohne dass neue physisch vorhandene Schlüssel herstellen werden müssten.

• Ausschreibungsplattformen

Software-gestützte Ausschreibungsplattformen setzen neue Maßstäbe hinsichtlich optimierter Prozesse. Auch hier spielt Künstliche Intelligenz die entscheidende Rolle. Die verschiedenen Interessentengruppen im Baugewerbe müssen lediglich ihre Anforderungen an die Projekte kommunizieren, dann erhalten sie automatisiert von der Software relevante Projekte. Zu den digitalen Plattformen, die Projektinitiatoren und Zulieferer sowie Dienstleister mittels KI zusammenführt, gehört Building Radar. Dieses Tool für die automatisierte Projekt-Recherche füllt dank individualisierbarer und somit sehr präzise justierbarer Filterfunktionen die Postbox der Suchenden – die darin nur noch die eingegangenen Projekte sichten und auswählen müssen. So gelingt die entscheidende frühzeitige Kontaktaufnahme mit minimalem Aufwand.

• Ausschreibungs-Management

Bauprojekte sind komplex – ausgefuchste Software vereinfacht und beschleunigt die Prozesse. So auch bei der Teilnahme an Ausschreibungen. Das Spektrum reicht vom Erstellen der Kostenschätzung und dem Leistungsverzeichnis, bis hin zu Prozessen der späteren Auftragsvergabe und des laufenden Projekts. Dadurch wird ermöglicht auf allen Ebenen ein smartes Kostenmanagement praktizieren zu können. Das funktioniert zum Beispiel mit der AVA Software ORCA AVA, mit der Sie beliebig viele Bauprojekte jeder Größenordnung und mit Kostenplanung nach DIN 276-2018 begleiten.

• IT-Infrastruktur

Digitalisierung in der Bauwirtschaft fußt selbstverständlich auf einer ausgeklügelten IT-Infrastruktur. Diese besteht aus aufeinander abgestimmter Hard- und Software, die in eine Netzwerkumgebung integriert sind. Die IT-Infrastruktur bildet das Fundament für die Software-Applikationen.

• IT-Sicherheit

Daten sind das neue Gold. Deswegen verlangt die IT-Infrastruktur wiederum nach hohen Sicherheitsstandards. Datendiebstahl und -manipulation, aber auch Erpressung durch das Blockieren von IT-Systemen sind lukrative Geschäftsmodelle. Daher zielt IT-Sicherheit als sehr wesentlicher Bestandteil der Digitalisierung in der Baubranche darauf ab, die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Informationen sicherzustellen. Damit ist gemeint Computer und ganze Netzwerke vor unbefugtem Zugriff oder Manipulation zu schützen. Das IT-Sicherheitsmanagement folgt den international gültigen ISO/IEC-27000-Normreihen. In Deutschland regelt zudem der IT-Grundschutz viele Aspekte der Sicherheit von IT-Systemen.

• Cloud Computing

Cloud Computing bedeutet, dass Daten von jedem Standort aus verfügbar sind. Das vereinfacht Arbeitsprozesse ortsunabhängig und abteilungsübergreifend erheblich. Wenn dann auch noch Programme, Laufzeitumgebungen und Hardware-Ressourcen je nach Bedarf temporär als Dienstleistung erworben werden können, ist das ein Flexibilitäts-Booster. Basis dafür ist das „Cloud Computing“. Beispiel BIM im Bauunternehmen: Bei dieser Anwendung werden sehr große Datenmengen ausgetauscht und gespeichert. Erst die Cloud ermöglicht diese kollaborativen Prozesse, wie bei der Lösung Autodesk BIM 360.

Herausforderungen in der digitalen Transformation

Vor uns liegen aufgrund der Digitalisierung in allen gesellschaftlichen Bereichen Entwicklungen, die nicht vorhersehbar sind. Diese Transformation ist komplexer als vermutlich alles vorher auf diesem Planeten Geschehene. Während Politik und Wirtschaft diesen Prozess anscheinend unisono mit Hochgeschwindigkeit verfolgen möchten, existieren auf Seiten der Beschäftigten deutliche Ängste vor dem Verlust von Arbeitsplätzen durch Automatisierung.

Für eine erfolgreich und zum Wohle aller verlaufende Digitalisierung bedarf es künftig einer aufmerksamen Begleitung durch Information, die alle Menschen erreicht. Diese Aufgabe sollte jedes Unternehmen intern ausführen, um die eigenen Mitarbeitenden dafür zu gewinnen, kreative Mitgestalter dieses Prozesses zu sein. Ergreifen auch Sie diese große Chance.

• Digitalisierung in Deutschland im Vergleich

Zwar hat die Digitalisierung in Deutschland an Tempo zugelegt und die notwendigen Investitionen steigen. Auch werden Geschäftsprozesse zunehmend digitalisiert. Trotzdem besteht, im Vergleich zu anderen Branchen, noch viel Luft nach oben. Doch der mittlerweile unverkennbare Zwang zur Digitalisierung geht einher mit dem bereits sichtbar zu erwartenden „Lohn“: Der Bedarf an guten Wohnungen und Häusern war selten so groß wie jetzt und dennoch steht viel zu wenig bezahlbarer Wohnraum zur Verfügung. Immer mehr Menschen ziehen in die Ballungszentren, während Menschen mit niedrigem Einkommen aus den Innenstädten an die Stadtränder vertrieben werden.

Mit ihren aktuellen Verfahrens- und Arbeitsweisen kommt die Baubranche nicht hinterher. Eine Baubeschleunigung durch Effizienzsteigerung löst folglich viele Probleme und steigert die Gewinne der beteiligten Unternehmen. Auch hier gilt: Für Ihr Unternehmen bestehen mehr Chancen als Risiken. Sobald Sie auf dem systemisch bereits begonnenen Weg die Rolle des Hinterherlaufenden überwinden und vielmehr zum Gestalter werden. Vielleicht sogar zum Scout, dem gefolgt wird. Mit dieser Rolle gelingt Ihnen womöglich sogar der Sprung hin zum Branchenprimus.

• Anforderungen an Unternehmen

Unternehmen des Baugewerbes können ihre Wettbewerbsfähigkeit künftig nur noch über den Weg der Digitalisierung sicherstellen. Und wie gesagt: Was viele heute noch eher als Bedrohung empfinden, birgt tatsächlich ungeahntes Potenzial. Die Scheu vor Investitionen in digitale Technologien nehmen günstige Förderkredite. Und weil digitale Prozesse viel teure Arbeitszeit einsparen, amortisiert sich eine Investition schnell.

Ganz gleich, ob firmeninterne Abläufe optimiert werden, gesetzliche Vorschriften Digitaltechnik verlangen oder die Ansprüche von Kunden an die Ausstattung ihrer Gewerbeobjekte und Wohnimmobilien die Digitalisierung erzwingen: Wir befinden uns bereits inmitten eines kontinuierlich verlaufenden Prozesses, der immer weiterlaufen wird.

Allerdings wird dieser Weg der Digitalisierung in der Bauindustrie entlang von Abzweigungen führen. Um zu erkennen, welche davon für welches Unternehmen bedeutsam ist, bedarf es einer kontinuierlichen Evaluation und Analyse: Technische Dienstleister können über das klassische Monitoring von Servern Daten zur Auslastung bestimmter Geschäftsbereiche liefern, mobile Erfassungsgeräte oder Apps liefern Daten über Kundenverhalten oder Mitarbeitereffektivität. Praktizieren Sie Analyse und Anpassung unbedingt in kurzen Zyklen.

Doch vernachlässigen Sie dabei diesen äußerst wichtigen Faktor niemals: Die sorgfältige Entwicklung Ihrer Unternehmenskultur und -organisation im Dialog mit allen Beteiligten. Auch dieser Prozess des Change Managements ist komplex und langwierig – doch zwingend notwendig und fruchtbar.

• Wettbewerbsvorteil Digitalisierung

Die Digitalisierung in der Baubranche wird alles verändern: Prozesse, Strukturen, Denk- und Sichtweisen – hierarchieübergreifend und bis tief hinein in die analogen sowie digitalen Strukturen von Unternehmen.

Das geht einher mit einer Radikalität, vor der viele noch zurückschrecken. Zu viel Umstellung auf einmal wird als Gefahr gesehen. Allerdings sind mittlerweile zahlreiche Software-Lösungen bereits seit Jahren erprobt und für alle Branchen und Geschäftsmodelle geeignet. Und: Wenn erste Kosteneinsparungen und Zeitvorteile der digitalen Welt gegenüber bisherigen Arbeitsabläufen erkennbar werden, gewinnen die neuen Abläufe auch im operativen Umfeld an Akzeptanz.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf dem Building Radar Bau-Blog. Building Radar entwickelt Inhalte rund um führende Technologie für messbaren Vertriebserfolg in der Bauindustrie. Sie sind neugierig auf Building Radar, dann testen Sie die Lösung des Unternehmens kostenlos.