Die Zukunft des Bauprojektmanagements
Wie digitale Lösungen das Projektmanagement 2023 und darüber hinaus verändern werden
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Eine Drohne kommt in Sicht und schwebt über Ihrer Baustelle. Augenblicke später scheinen auf Ihrem Tablet mehrere Beobachtungen auf, die eine künstliche Intelligenz über die Kamera der Drohne gemacht hat: Ein Arbeiter in Abschnitt B trägt seinen Helm nicht. Vier Ihrer Bagger sind nicht ausgelastet. Ein dunkler Fleck Erde in Abschnitt D deutet darauf hin, dass die Feuchtigkeit auf dem Areal zunimmt. KI im Bauwesen soll derartige Informationen sammeln, verarbeiten und aufbereiten. Wir klären über die Potenziale auf.
Das Thema künstliche Intelligenz ist 2023 in aller Munde. Bis vor Kurzem noch begrenzt auf Kreise leidenschaftlicher IT-Experten und Expertinnen, Science-Fiction-Fans und innovativen Start-ups, bahnte sich der KI-Trend über die letzten Monate in den Mainstream. Doch was ist KI überhaupt und was bedeutet es für das Bauwesen?
Dieser Artikel vermittelt Ihnen einen Überblick der verschiedenen Technologien und deren Chancen sowie Risiken für die Baubranche.
Inhalt
- KI im Bauwesen – was bedeutet das?
- 5 Anwendungsfälle für KI im Bauwesen
- Können Baufirmen von Künstlicher Intelligenz profitieren?
- Wie beeinflusst KI die Planung, das Design und die Ausführung von Bauprojekten?
- Welche Hürden bestehen 2023 für KI im Bauwesen?
- PlanRadar kostenlos testen
KI im Bauwesen – was bedeutet das?
Künstliche Intelligenz bedeutet, dass Maschinen „trainiert“ werden, um menschliche kognitive Funktionen nachzuahmen – zum Beispiel das Erkennen von Mustern, aus Erfahrungen lernen oder Bilder verstehen. K.I. im Bauwesen bedeutet den Einsatz dieser Technologie, um Baustellen sicherer zu machen, Abfall zu reduzieren und die Effizienz zu steigern.
Ein komplett neues Konzept ist KI nicht. Bereits im Jahr 1748 spielte der französische Gelehrte Julien Offray de La Mettrie in seinem Werk L’Homme Machine mit der Idee des mechanischen Denkens. Mit dem Aufkommen moderner Computer im 20. Jahrhundert war die Grundlage für KI geschaffen. Mittlerweile ist Künstliche Intelligenz weit mehr als eine abstrakte philosophische Überlegung, sondern eine Realität, welche Wirtschaft und Gesellschaft im Sturm erobert.
Eine der vielen Bereiche, welche KI in den nächsten Jahren revolutionieren dürfte, ist das Bauwesen. Die selbstlernende Natur von künstlicher Intelligenz kann komplexe Probleme lösen, Prozesse überdenken und die Art, wie wir Planen und Bauen neu definieren. Theoretisch gibt es kaum einen Bereich auf dem Bau, der nicht durch KI beeinflusst werden könnte; die Branche ist daran zu entdecken, wie vielfältig KI eingesetzt werden kann – es herrscht eine regelrechte Goldgräberstimmung.
Doch welche sind die populärsten Anwendungsmöglichkeiten für Künstliche Intelligenz in der Baubranche 2023 und den folgenden Jahren?
5 Anwendungsfälle für KI im Bauwesen
Die folgenden Beispiele geben einen Einblick in die mögliche Verwendung von KI im Bauwesen.
1. Generatives Design
Eine der größten Stärken von künstlicher Intelligenz ist die Fähigkeit, viele verschiedene Variationen eines Modells zu untersuchen, um die beste Option zu finden – die Bezeichnung dafür ist „generatives Design“. Generatives Design wird bereits mit Erfolg in der Fertigung eingesetzt und Unternehmen wie Alice Technologies arbeiten daran, es auch im Bausektor zu etablieren.
Ein möglicher Anwendungsbereich liegt in der Kombination mit BIM. Mittels KI werden BIM-Modelle auf tausende mögliche Designänderungen untersucht, um ein Design stabiler oder billiger zu machen. Wofür ein Mensch Monate benötigen würde, erfolgt dank künstlicher Intelligenz in Stunden.
LESETIPP: BIM – Building Information Modeling in Deutschland unter der Lupe
2. KI im Bauwesen als Unterstützung für das Projektmanagement
Bauprojekte verzögern sich häufig oder es kommt zu Kostenüberschreitungen – selbst wenn sie von qualifizierten Projektmanager:innen überwacht werden. Forschungsprojekte zu KI-Prognosealgorithmen zeigen, dass sich die Technologie bei der Schätzung von Kostenüberschreitungen bei Projekten äußerst genau erweist.
Projektmanager:innen dürften in Zukunft KI-gestützte Software für das Projektmanagement verwenden, um zum Beispiel Verzögerungen im Projektablauf frühzeitig zu erkennen.
LESETIPP: IoT am Bau: Was sind die Vor- und Nachteile?
3. Bauteil- und Materialanalyse
Bereits heute setzt die Industrie Künstliche Intelligenz zur Analyse von Produktionsabläufen und Materialqualität ein. Ein auf das Bauwesen bezogenes Beispiel hierfür ist die KI-gestützte Herstellung von Fertighäusern oder einzeln vorgefertigten Gebäudekomponenten. Doch auch direkt auf der Baustelle dürfte KI in Zukunft zur Bauteil- und Materialanalyse eingesetzt werden.
Bei der automatischen Identifizierung von Mängeln in Baumaterialien und Bauteilen birgt KI enormes Potenzial. Mithilfe von spezifisch geschulten Algorithmen können KI-Systeme darauf spezialisiert werden, bestimmte Muster und Abweichungen von Standards zu erkennen. Gelingt das, ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis solche KI-Systeme Bilder oder andere Daten vollautomatisch analysieren und Abweichungen von Standards erkennen.
Experten und Expertinnen gehen zudem davon aus, dass KI-Systeme in der Lage sein werden, Materialien und Bauteile auf molekularer Ebene zu analysieren. Vergleichbare Ansätze bestehen 2023 beispielsweise bereits mit der KI-gestützten Mikrostrukturanalyse in der Metallographie. Durch den Einsatz von Deep Learning-Technologien registrieren KI-Systeme komplexe Zusammenhänge zwischen Materialstruktur und -eigenschaften und treffen auf dessen Basis genauere Vorhersagen als jedes herkömmliche Computerprogramm.
Nicht nur hilft Künstliche Intelligenz die Bauteil- und Materialanalyse schnell und präzise durchzuführen, sondern KI übernimmt diese Aufgaben zudem so kosteneffizient wie keine andere Technologie.
4. Entsorgungs- und Recycling-Management
Im Jahr 2023 wie auch in den kommenden Jahren dürften KI-basierte Technologien immer häufiger eingesetzt werden, um nachhaltigere Prozessabläufe auf dem Bau zu schaffen. Verbesserungspotenzial gibt es vor allem bei den Bauabfällen. Allein in Deutschland geht das Umweltbundesamt von rund 200 Millionen Tonnen an Abfällen aus, die das Bauwesen jährlich produziert. Besonders besorgniserregend: Die Anzahl mineralischer Bauabfälle, die auf speziellen Deponien entsorgt werden müssen, nimmt Jahr für Jahr merklich zu.
Künstliche Intelligenz in der Baubranche präsentiert sich als vielversprechender Lösungsansatz, welcher über die Möglichkeit verfügt, das Entsorgungs- und Recycling-Management von Bauabfällen zu optimieren. Durch die Analyse von Daten wie Materialkosten, Recyclingmöglichkeiten und Umweltauswirkungen können KI-Systeme autonome Entscheidungen darüber treffen bzw. Empfehlungen abgeben, ob ein bestimmtes Material wiederverwendet, recycelt oder entsorgt werden soll. Dadurch lassen sich Materialien effizienter wiederverwenden, Kosten senken und den ökologischen Fußabdruck reduzieren.
In einem weiteren Schritt könnten sogenannte Trashbots direkt auf oder neben Großbaustellen installiert werden, um Abfälle automatisch zu identifizieren und zu sortieren. Dadurch können manche Materialien direkt auf dem Bau wiederverwendet werden, die ansonsten auf einer Deponie gelandet wären.
5. KI-verbesserte Drohnen
Sowohl die künstliche Intelligenz, als auch Drohnen, sind moderne Techniken, welche in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewannen. Beide Technologien haben große Vorteile und erlauben eine effizientere, schnellere und flexiblere Arbeitsweise. Im Gegensatz zur künstlichen Intelligenz werden Drohnen heute auf dem Bau schon in einem viel breiteren Stil eingesetzt.
KI hat allerdings das Potenzial, den Einsatz von Drohnen intelligenter und produktiver zu gestalten. Innovative Software-Unternehmen trainieren mittels künstlicher Intelligenz Drohnen, um zu „verstehen“, was sie sehen. Die Anwendungsmöglichkeiten der intelligenten Drohnen sind vielfältig. Die Beispiele reichen vom Erkennen gefährlicher Aktivitäten bis hin zur Überwachung des Produktivitätsniveaus. Intelligente Drohnen können dabei helfen, Planungsarbeiten, Baustellen und Gebäude in allen Phasen besser zu managen.
LESETIPP: Drohnen auf der Baustelle: Der große Leitfaden
Können Baufirmen von Künstlicher Intelligenz profitieren?
Obwohl KI an sich kein komplett neues Konzept ist, befindet sich dessen Integration ins Bauwesen noch in Kinderschuhen. Mit Stand 2023 setzen die meisten Bauprojekte noch nicht im großen Stil auf künstliche Intelligenz.
Wie in anderen Branchen auch, beginnt sich dies jedoch zu ändern. Über die letzten Monate und Jahre gewann KI einen noch nie zuvor gesehenen Zuwachs an Popularität. Der KI-Trend steigert sich gerade zu einem regelrechten Hype, der auch die Baubranche im Sturm erobert. Doch ist KI eine Eintagsfliege oder kann sich die Bauwirtschaft langfristig konkrete Vorteile erhoffen?
Der Grundstein der KI wurde längst gelegt und allem Anschein nach wird uns KI in Zukunft nicht so schnell verlassen – im Gegenteil, Experten und Expertinnen vermuten, dass der Einfluss der KI exponentiell zunehmen wird. Bezogen auf KI-Technologien ist 2023 ein bedeutendes Jahr. Die Spielregeln ändern sich gerade und innovative Bauunternehmen haben jetzt die Möglichkeit, davon zu profitieren. Sei es generatives Design, Unterstützung für das Projektmanagement, Bauteil- und Materialanalyse, Entsorgungs- und Recycling-Management oder KI-verbesserte Drohnen; das Einsatzgebiet scheint momentan grenzenlos zu sein.
Wie beeinflusst KI die Planung, das Design und die Ausführung von Bauprojekten?
Noch ist KI in der Baubranche ein Randphänomen, das sich gerade erst entwickelt. Mit dem rapiden Zuwachs technologischer Lösungen auf dem Gebiet des maschinellen Lernens, dürfte KI bald eine bedeutende Auswirkung auf die Planung, das Design und die Ausführung von Bauprojekten haben.
Phase 1: Planung
KI-Programme erleichtern die Planung von Bauprojekten, indem sie Daten wie Bodenbeschaffenheit, Topografie, Umweltauswirkungen und Verkehrsströme analysieren. Die gewonnenen Daten lassen sich dazu verwenden, Prognosen über die Kosten und den Zeitplan des Projekts zu treffen und Risiken zu minimieren.
Phase 2: Design
Bereits heute ein populäres Anwendungsgebiet von KI ist die Erstellung digitaler Modelle. KI-generierte Modelle können automatisch optimiert und den Anforderungen des Projekts entsprechend individuell angepasst werden. Ferner lässt sich mit solchen Modellen eine erhöhte Energieeffizienz designen, indem KI automatisch die besten Standorte für Solarpaneele und andere energiesparende Einrichtungen vorschlägt.
Phase 3: Ausführung
Weniger bekannt ist, dass KI-basierte Technologien auch während der Bauphase interessante Möglichkeiten bieten. Zum Beispiel können Drohnen und Roboter eingesetzt werden, um die Baustelle zu überwachen und automatisch Daten wie Fortschritt und Qualität zu erfassen.
Welche Hürden bestehen 2023 für KI im Bauwesen?
Künstliche Intelligenz hat schon heute das Potenzial, den Baufirmen viele Prozesse abzunehmen und diese durchzuführen. Dabei stützt sich die KI nicht nur auf automatisierte Prozesse, sondern sie ist in der Lage, selbstständig zu lernen und komplexe Aufgaben zu übernehmen. Momentan kann die KI allerdings auf eigene Faust noch kein Haus bauen.
Auf langfristige Sicht kann Künstliche Intelligenz allerdings immer mehr Aufgaben selbstständig übernehmen. Besonders niederschwellige und repetitive Arbeiten werden damit früher oder später zunehmend durch KI automatisiert. Mit KI ändert sich der Schwerpunkt von herkömmlichen Planungs-, Administrations- und Bauarbeiten hin zu einem informationstechnologischen Ansatz. In Anbetracht des dringenden Fachkräftemangels ist dies jedoch nicht zwingend ein Nachteil. Unternehmen werden ihren Personalaufwand reduzieren und gleichzeitig die Effizienz der Belegschaft steigern.
LESETIPP: Fachkräftemangel am Bau: Wege aus der Krise
Wirft man einen Blick auf den Arbeitsmarkt der Zukunft, dürften in Bezug auf Bauberufe Fertigkeiten in Bereichen wie Datenanalyse und -Interpretation, Robotik, Sensorik, IT, Kollaboration und Kommunikation an Relevanz gewinnen.
Daten generieren
Eine KI-Technologie ist nur so gut wie die Daten, mit denen sie arbeitet. Sowohl zum Training von Künstlicher Intelligenz als auch im tagtäglichen Einsatz müssen zuverlässige Daten vorliegen, damit die KI wie gewünscht funktioniert.
Korrekte Daten in ausreichender Menge bereitzustellen, ist 2023 eine der größten Herausforderungen für KI im Bauwesen. Wie können Bauunternehmen also sicherstellen, dass sie die richtigen Daten zum Trainieren und Optimieren von KI-Modellen sammeln und analysieren?
Eine der ersten Maßnahmen ist die Identifizierung der geplanten Anwendungen der KI innerhalb des Unternehmens. Wenn eine Baufirma beispielsweise KI-basierte Technologien zur Überwachung von Baustellen einsetzen möchte, muss sie zwingend sicherstellen, dass sie alle relevanten Datenquellen ausfindig macht.
Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Entwicklung einer Datenstrategie. Diese Strategie definiert, welche Arten von Daten das Unternehmen sammeln und analysieren möchte, wie die Daten gesammelt und welche Tools und Technologien zur Analyse der Daten verwendet werden. Dazu gehört es auch, die notwendige Infrastruktur zu beschaffen, um die Daten effektiv zu sammeln und zu analysieren.
Eine beliebte Möglichkeit hierfür ist professionelle Bau- und Immobilien-Software wie PlanRadar. Von der Planung über die Bauphase, bis hin zur Mängelbehebung und einem geradlinigen Facility-Management; die PlanRadar Plattform bietet zahlreiche wertvolle Funktionen über den ganzen Lebenszyklus einer Liegenschaft hinweg.
LESETIPP: Mit Change Management die Digitalisierung am Bau 2023 vorantreiben
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Die Baubranche der Zukunft wird nicht ohne digitale Lösungen auskommen. Noch ist das Konzept der Künstlichen Intelligenz wenig verbreitet auf dem Bau. Die Technologie verbreitet sich allerdings rasant und 2023 bietet die perfekte Gelegenheit, sich den Innovationen der Zukunft gegenüber zu öffnen. Eine Möglichkeit, die digitale Transformation so reibungslos wie möglich zu gestalten und mit der Automation interner Prozesse durchzustarten, bildet PlanRadar.
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