Bauwirtschaft soll dank KI effizienter und ressourcenschonender werden

Bauprojekt der Hamburger Hafencity

Die neue, intelligente Datenplattform SDaC soll die zahlreichen Prozesse komplexer Bauvorhaben optimieren und mithilfe Künstlicher Intelligenz die Digitalisierung der Bauwirtschaft vorantreiben.

Autor RESET , 03.02.20

Bei vielen Bauprojekten in Deutschland kommt es zu Verzögerungen und Verteuerungen – prominente Planungs- und Kostendesaster wie die Großprojekte BER oder Stuttgart 21 sind nur die Spitze des Eisbergs. Auch kleinere Bauprojekten sind nicht vor Problemen gefeit. Denn die Planungs-, Produktions- und Betriebsprozesse eines Bauprojektes sind komplex und erfordern die Zusammenarbeit und Abstimmung vieler verschiedener Stakeholder. Auftretende Verzögerungen und Fehlentscheidungen entstehen häufig durch mangelnde Kommunikation, sind Ursache fehlender Transparenz oder sie sind der Unzugänglichkeit und Fragmentierung vorhandener Informationen geschuldet. Diese Missstände könnten durch die Digitalisierung und Vernetzung der Bauwirtschaft erheblich gemindert und der Einsatz von Ressourcen so effizienter gestaltet werden.

In Deutschland sollen die Akteure in der Bauwirtschaft bei diesem digitalen Transformationsprozess durch die intelligente Datenplattform SDaC (Smart Design and Construction) sowie konkrete KI-Anwendungen unterstützt werden. Hinter dem SDaC-Projekt steht ein Konsortium aus mehr als 40 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Geleitet wird das Forschungsprojekt vom Institut für Technologie und Management im Baubetrieb des Karlsruher Instituts für Technologie (TMB/KIT).

Erfahrungen als Ressource: Lernen vom Kollektiv

In den kommenden Jahren sollen auf der Grundlage der neuen Plattform konkrete Anwendungen entwickelt werden, die auf Methoden der Künstlichen Intelligenz und der Datenanalyse basieren. Das Bauen soll so künftig transparent und vorausschauend gestaltet und das Wissen aller Projektbeteiligten einbezogen werden. Beispiel: Auf Grundlage aktueller Wetter- oder Lieferdaten von Bauteilen könnte die Projektplanung automatisch gesteuert werden – oder die Baupläne vergleichbarer Projekte könnten durch eine Software analysiert werden, um Entscheidungen im Bauprozess zu verbessern.

Nach der technischen Entwicklung der Plattform sollen dort umfangreiche Datensätze aus mehr als 16.500 abgeschlossenen Bauprojekten eingespeist werden. Breitgestellt werden sollen diese Daten von den Partner-Bauunternehmen der SDaC-Plattform, wie Svenja Oprach, wissenschaftliche Mitarbeiterin des TMB/KIT, gegenüber RESET erklärte. Die Aufbereitung der Daten solle durch eine KI erfolgen, sodass keine manuelle Aufbereitung notwendig sei. Auch um den Datenschutz gewährleisten zu können, werde laut Oprach der neueste Stand der Technik angewandt: „Die Rohdaten werden in den Baufirmen bleiben, lediglich über den Austausch von Metadaten können Bauunternehmen voneinander lernen.“

Defragmentierung mithilfe von KI

Künstliche Intelligenz solle dabei helfen, „neue Wege zu erkunden, um mit der hohen Fragmentierung in der Baubranche umzugehen und das Datenmanagement zu verbessern“, heißt es in einer Pressemitteilung des KIT. „So sollen heterogene und dezentrale Daten maschinell lesbar gemacht und über Unternehmensgrenzen hinweg verknüpft werden.“ Die Projektleitenden erhoffen sich davon nicht nur neue datengetriebene Anwendungen, sondern auch neue Geschäftsmodelle für die Bauwirtschaft.

Profitieren sollen davon vor allem kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die 99,9 Prozent aller Bauunternehmen in Deutschland ausmachen. Diese haben oft nicht die Möglichkeit, neueste Technologien einzusetzen bzw. gar selbst zu entwickeln. Nur etwa fünf Prozent der KMU setzen laut KIT überhaupt digitale Modelle wie BIM (Building Information Modeling, deutsch: Bauwerksdatenmodellierung) ein. Laut Svenja Oprach wären bei KMU vor allem Datenformate wie PDF, Excel, Bilddateien oder MS Project zu finden. „Die resultierenden Medienbrüche und fehlenden Standards in der Dokumentation führen zu langen Suchzeiten, manuellen Prozessen zur Datenaufbereitung und zu vielen nicht wieder verwendeten Informationen“, heißt es vom KIT.

Eine erste Fallstudie in der TGA-Planung (Technische Gebäudeausrüstung) konnte nach Angaben von Oprach bereits „enorme Potenziale von KI im Bauwesen“ zeigen. Eine Bilderkennungs-KI wurde in dieser Fallstudie eingesetzt, um die Schnitte eines Bauwerks automatisch zu analysieren und dabei Ähnlichkeiten zu bestehenden Bauwerksplanungen zu identifizieren. „Der Planer wurde extrem entlastet und kann sich so mehr auf kreative Arbeiten konzentrieren“, so Oprach.

Vom Forschungsprojekt in die Praxis

Der Kick-off des Forschungsprojektes im Rahmen eines Innovationswettbewerbes des BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) war im April 2019. Laut Oprach sollen ab April 2020 und für die Dauer von drei Jahren acht Anwendungsfälle von KI im Bauwesen realisiert werden, von der Bauwerksplanung, über die Ausführungsplanung bis zur Realisierung. Manuelle Aufgaben könnten automatisiert, einfache Ablaufprozesse in Algorithmen transformiert, technische Warnungen gesendet oder auf planerische Konflikte hingewiesen werden. Repetitive Aufgaben oder das zeitintensive Zusammensuchen von Informationen könnten durch den Einsatz von KI-Anwendungen reduziert und somit mehr Freiraum für kreatives Arbeiten geschaffen werden.

Gefördert wird der Aufbau der SDaC-Plattform vom BMWi mit 6,4 Millionen als Teil der „Strategie Künstliche Intelligenz der Bundesregierung“, die KI als „Markenzeichen für Deutschland“ etablieren will. Die Projektpartner steuern  insgesamt 2,6 Millionen Euro bei.

Wie kann KI im Umwelt- und Klimaschutz wirkungsvoll eingesetzt werden? Welche spannenden Projekte gibt es? Was sind die sozial-ökologischen Risiken der Technologie und wie sehen Löungen aus? Antworten und konkrete Handlungsempfehlungen geben wir in unserem Greenbook(1) „KI und Nachhaltigkeit – Können wir mit Rechenleistung den Planeten retten?“.

Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Künstliche Intelligenz – Können wir mit Rechenleistung unseren Planeten retten?“. Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier KI

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung“ erstellen.


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