Automatisierungstrends im Überblick

Neues Bauen – neue Produktivität

Die Baubranche automatisiert sich. Das beschleunigt Prozesse, macht sie transparenter und sicherer. Daneben steigern neue Technologien die Wettbewerbsfähigkeit und setzen dem Fachkräftemangel etwas entgegen. Welche Trends auf dem Vormarsch sind und inwiefern die Robotik der Branche mehr Attraktivität verleiht, nehmen wir heute unter die Lupe.

Die Industrie hat in der vergangenen Dekade bewiesen, dass sich die allgemeine Produktivität massiv steigern lässt, wenn automatisierte Prozesse zum Einsatz kommen. Auch die Baubranche mischt mit innovativen Lösungen und Technologien mit. Das bringen neue Anforderungen an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, aber auch an Aspekte wie Wohn- und Lebensqualität quasi „automatisch“ mit sich. Ohne professionelle Software scheint es kaum mehr möglich zu sein, ein Gebäude zu planen, zu bauen und zu betreiben. Ein Beispiel sind softwaregestützte Bauwerksinformationsmodelle (BIM) die – abhängig von ihrer Programmierung – Gesamtlebenszyklen eines Bauwerkes abbilden und allen Beteiligten Änderungen an Plänen sowie Ausstattungskomponenten transparent aufzeigen. Auch „Kollege Roboter“ ist in der Bauindustrie längst ein gern gesehener Mitarbeiter, erste Baustellenroboter sollen nun auch die Automatisierung der Baustelle selbst voranbringen

Entwicklungen wie BIM, Bausoftware, Robotik, Virtual Reality, Blockchain, Künstliche Intelligenz oder 3D-Druck sind starke Buzzwords, die häufig in einem Atemzug mit der Zukunft der Baubranche genannt werden. Klar, möglich ist vieles. Doch ist es auch realistisch? Welche Trends haben das Potenzial, um sich langfristig zu etablieren und welche Vorteile bieten sie?

Sechs Trends, die die Baubranche verändern

1. Bausoftware

Vorteile:

  • Sichere, verknüpfte & an einem Ort gebündelte Dokumentation (Baudokumentation, Mängelmanagement, Bestandsaufnahmen etc.)
  • Transparenter, effizienter & sicherer Datenaustausch/ Informationsübermittlung in Echtzeit
  • Diverse Möglichkeiten zur Datenauswertung (Trends, Probleme & Muster auf einen Blick erkennbar)
  • Vereinfachtes Berichtswesen

Status & Potential:

  • Software bildet einen wichtigen Baustein für die Digitalisierung der Baubranche
  • Umfragen bestätigen signifikante Zeitersparnis, was Prozesse auf der Baustelle & im Büro betrifft

2. BIM – Building Information Modeling

Vorteile:

  • Reduzierung von Materialkosten, Zeitaufwand, Fehlerquoten
  • Einfachere Visualisierung von Projekten
  • Flexibilität bei Prozessen
  • Nutzbarkeit über den gesamten Gebäudelebenszyklus hinweg

Status & Potential

  • BIM-Einsatz bei Baufirmen/ Unternehmen steigt (Status Verbreitung: DACH-Region 10% – 15%, USA 72 %, in GB müssen seit 2016 alle staatlich finanzierten Bauprojekte BIM Level 2 implementieren, in FR sieht die Regierung seit 2017 den Einsatz von BIM für eine halbe Mllion Haushalte im Wohnungssektor vor, in ES ist BIM seit 2019 in Infrastrukturprojekten obligatorisch, DE hat den Einsatz seit 2020 in allen Infrastrukturprojekten implementiert.)

3. K. I. (Künstliche Intelligenz)

Vorteile:

  • Probleme werden rascher identifiziert (eine trainierte K.I. durchforstet tausende Bilder innerhalb von Sekunden, und identifiziert so zum Beispiel dunkle Flecken auf Wänden, die auf einen Schaden hindeuten können).
  • K.I. dient als Unterstützung oder Grundlage für andere digitale Lösungen am Bau: Der Einsatz autonomer Maschinen setzt Software zur Steuerung voraus. Damit selbstfahrende Bulldozer keine Gefahr darstellen, muss die Software störungsfrei funktionieren und Muster richtig erkennen. „Machine Learning“ schafft hier Abhilfe.

Status & Potential:

  • Die Entwicklung von K.I.-Lösungen macht große Fortschritte, immer mehr Anbieter drängen ins Bauwesen, da auch hier mit immer größeren Datenmengen gearbeitet wird.

4. 3D-Druck

Vorteile:

  • Schnelle Errichtung von Gebäuden/Gebäudeteilen
  • Weniger Materialverbrauch (weniger Abfall, weniger Kosten)
  • Ausgefallene, flexible Designlösungen

Status & Potential

  • Mit ersten nachhaltigen, skalierbaren Lösungen für die konkrete 3D-Modellierung können ganze Wohnhäuser zeiteffizient und optimal ausgerichtet errichtet werden
  • Vielen Unternehmen scheint der Einsatz der Technologie auf der Baustelle zu umständlich. Wahrscheinlicher wird die Technologie in der Vorfertigung von Gebäudeteilen zum Einsatz kommen.

5. Drohnen

Vorteile:

  • Einfache Inspektionen des Baugeschehens
  • Nachvollziehbare Visualisierung und Überwachung des Baufortschritts
  • Unkomplizierte Vermessung von Baustellen

Status & Potential:

  • Laut Schätzungen haben ca. 20 % der Bauunternehmen Drohnen im Einsatz – Tendenz steigend.

6. Robotik

Vorteile:

  • Schnellere, genauere Prozesse, effizientere Abläufe
  • Geringeres Verletzungsrisiko (keine Ermüdung bei wiederholenden Aktionen)
  • Geringere Personalkosten
  • Steigert Attraktivität der Bauberufe

Status & Potential

  • 2020 haben Bauunternehmen weltweit rund 1,4 Milliarden US-Dollar in Robotik investiert

Neue Qualifikationen für das neue Bauen?

Bauexperten sind sich einig: Um die Produktivität zu steigern, müssen Bauprojekte stärker als bisher automatisiert werden. Im Kern geht es darum, Erstellungskosten zu senken, Arbeit zu beschleunigen und Bauprojekte effizienter als bisher abzuschließen. Das bringt eine neue Art der Interaktion zwischen Mensch und Maschine sowie zwischen Maschinen untereinander mit sich – ein neues Maß an Geschwindigkeit und Genauigkeit wird möglich. Manch einem liegt dabei die Frage nach der entsprechenden Qualifikation auf der Zunge.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Möglichkeiten wie sie die Vorfertigung, die automatisierte Fertigung modularer Bauelemente jenseits der Baustelle sowie robotergestützte Tätigkeiten mit sich bringen, generell eine Aufwertung der eigenen Arbeit darstellen: Die körperliche Belastung sinkt, geistige Fähigkeiten werden durch höhere Genauigkeit und Qualität sowie modernere Bauverfahren gefördert.

Ein weiteres Pfund: Neue Arbeitsmethoden tragen dazu bei, dem antiquierten Image der Branche etwas entgegenzusetzen und Bauberufe per se wieder attraktiver zu gestalten. Kaum jemand mag heute noch repetitive, riskante und körperlich schwere Arbeiten ausführen. Das muss auch niemand, Robotik sei Dank.

Schon gewusst?

Der Begriff Roboter stammt vom slawischen „Robota“ (Arbeit) ab. Ein Roboter ist ein „maschineller Arbeiter“, der eine komplexe Abfolge von Tätigkeiten selbständig ausführen, kontrollieren und bei Bedarf auch korrigieren kann. Man unterscheidet drei Arten:

  1. Semiautonome, ferngesteuerte Bauroboter
  2. Mit Sensoren ausgestattete, programmierbare Bauroboter, die weitgehend selbstständig handeln
  3. KI-gestützte Bauroboter, die autonom arbeiten und z.T. auch unvorhergesehene Ereignisse bewältigen

Mit Robotik Zukunft wagen

Ob bei der Herstellung von Bauprodukten, der Montage von Schalelementen, der Bewehrung von Betonbauteilen, Holzständer- oder Fachwerkkonstruktionen – in der Bauindustrie und in den Werkstätten unterschiedlicher Gewerke sind Roboter längst im Einsatz. Sie bewegen große und schwere Lasten, arbeiten in gefährlichen Bereichen und machen neue, sicherere Bauverfahren erst möglich. Angetrieben von einem Bewusstsein für Gesundheit, Sicherheit und Nachhaltigkeit steigen entsprechende Investitionen massiv – und das müssen sie auch. Immerhin ist die Bauindustrie zunehmend auf Roboter angewiesen, um mit den Herausforderungen der Urbanisierung und des Klimawandels Schritt zu halten.

Auch auf den Baustellen selbst entpuppen sich Neuentwicklungen wie Multifunktionsroboter zunehmend als wahre Alleskönner: sie reißen ab, messen auf, mauern, bohren, schweißen, verlegen Pflaster und Fliesen, verputzen Wände und Decken und streichen. In Form von 3D-Druckern bauen die digitalen Kollegen sogar komplette Häuser.

Indem schwere und zeitintensive Arbeiten an Roboter übertragen werden, lässt sich Personal nicht nur effektiver einsetzen, sondern auch leichter rekrutieren. Die Automatisierung entspricht – ebenso wie digitale Verfahren und der Einsatz innovativer Technologien wie 3D und Co. generell – der Lebenswirklichkeit und den Erfahrungen der nächsten Generation von Handwerkern, Architekten, Planern und Ingenieuren.

Eine Win-Win-Situation. Während Betriebe mit moderner Technologie beim Nachwuchs punkten, ist dieser die erste Adresse, um neue Einsatzmöglichkeiten von beispielsweise Robotern im eigenen Unternehmen auszuloten. Planern wiederum erschließen Roboter neue, kreative Freiräume. So lassen sich beispielsweise mit 3D-Druckern bisher nicht oder nur mit großem Aufwand produzierbare Formen und Strukturen erstmals wirtschaftlich realisieren.

Die Baurobotik und ihre Vorteile – ein Fazit

In Kombination mit dem Einsatz moderner, teilweise KI-gestützter Automatisierungssysteme könnte die Baurobotik für eine Image-Steigerung und eine höhere Attraktivität von Bauberufen sorgen und dem aktuellen Fachkräftemangel somit ein Stück weit entgegenwirken.

Denn Roboter:

  • arbeiten in stets gleichbleibender Qualität,
  • werden nie müde oder krank,
  • können sich selbstständig im Raum orientieren,
  • erledigen ihre Arbeiten völlig autonom oder per Fernbedienung (gesteuert von Programmen, CAD- oder BIM-Planungsdaten),
  • brauchen keine Pläne,
  • übertragen Konstruktionsdaten 1:1 direkt auf die Baustelle, digital und ohne Medienbruch,
  • machen Bauprozesse rationeller und wirtschaftlicher,
  • sorgen für mehr Präzision und weniger Fehler und
  • entlasten Bauarbeiter von eintönigen, körperlich anstrengenden und gefährlichen Arbeiten, die häufig zu Arbeitsunfällen führen.

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