Wer digitalisiert, gewinnt

 

 

Als führendes Bau- und Baudienstleistungsunternehmen der Schweiz strebt Implenia an, eine Vorreiterrolle in der Digitalisierung einzunehmen. Im Rahmen ihrer Digitalisierungs–
strategie pflegt Implenia unter anderem intensiv den Kontakt zu Experten dieses Fachs. Wo stehen Implenia und die Baubranche in der Schweiz? 


Martin Fischer,
Professor of Civil and Environmental Engineering and Computer Science an der renommierten Stanford University


Martin Beth,
Head of Digitalization bei Implenia

Wer digitalisiert, gewinnt. Wer nicht digitalisiert, verliert. Ist es so einfach?

Ja, wer sich der Digitalisierung, also dem effektiven Einsatz neuer Technologien, annimmt, wird gewinnen. Das gilt auch für Implenia. Die Digitalisierung ist für die Baubranche eine riesige Chance. Durch den Einsatz neuer Technologien werden vorhandene Geschäftsmodelle angepasst und neue kommen hinzu.

Die Tatsache, dass die Baubranche besonders komplex ist – jeder Bau ist schliesslich ein Unikat –, erschwert den Digitalisierungsprozess. Die Chancen der Digitalisierung, zum Beispiel dank produktspezifischer Strategien differenzierter anbieten und gezielter auf Kundenwünsche eingehen zu können, sollte Implenia auf jeden Fall beim Schopfe packen.  

Dass die Digitalisierung kommt, ist unbestritten. Wie viel Zeit bleibt Implenia, um sich digital noch fitter für die Zukunft zu machen?

Bei führenden Unternehmen, darunter Implenia, ist dieser Umschwung bereits im Gange. Der Umschwung, und die damit verbundene Digitalisierungsstrategie, basiert auf dem Wissen, was eine Firma heute wirklich kann und was man in Zukunft mit welcher Technologie verbessern kann. Die Strategie beinhaltet die Massnahmen zur Aneignung der Fähigkeiten, die die Firma in Zukunft haben muss, um erfolgreich auf dem Markt zu bestehen.

Wer neue Technologien zu früh und in zu grossem Umfang adaptiert, zahlt einen hohen Preis; wer zu spät agiert, ebenfalls. Der Digitalisierungsgrad ist in der Schweizer Baubranche in begrenztem Umfang fortgeschritten. Dies, weil viele Kernprozesse noch wenig digitalisiert waren. Building ­Information Modeling (BIM) digitalisiert nun genau diese. Nach Lösen dieses Bremsklotzes können wir die Digitalisierung insgesamt auf ein höheres Level bringen.

Sie sprechen von Bremsklötzen. Worin bestehen denn die Abhängigkeiten?

Vieles hängt von den Rahmenbedingungen wie Technologien, Vorgaben, Normen und Gesetzen ab. Aber auch von den am Bau beteiligten Partnern wie Kunden, Lieferanten und Subunternehmern. Letztere müssen zumindest einen Teil der neuen Technologie mittragen und mitgestalten, damit der Umstieg nachhaltig gelingt. Nun gilt es die Rahmenbedingungen und Partner zur richtigen Zeit auf das richtige Niveau zu bringen.

Das klingt nach einer Mammutaufgabe. Wird Implenia ihrer angestrebten Digitalisierungs-Vorreiterrolle gerecht werden?

Implenia setzt auf ein schlankes und schlagkräftiges Technical Center, welches innovativ neue Methoden und Techniken entwickelt und diese in den Implenia Geschäftseinheiten und Projekten länderübergreifend einführt. Das Thema BIM wird bei Implenia schon seit Jahren bewirtschaftet und es werden damit bereits die ersten Erfolge in Projekten erzielt. Neu zählt zum Technical Center das Competence Center Digitalization, um dem ­Thema Digitalisierung die erforderliche Wertschätzung zu geben. Weiterhin besteht eine enge Kooperation mit Hochschulen und Universitäten, darunter mit der ETH Zürich und der Stanford University. Diese Erkenntnisse in Zusammenarbeit mit Technologieunternehmen werden letztendlich den gewünschten Erfolg bringen.

Den dringendsten Handlungsbedarf sehe ich in der Rekrutierung und produktiven Einbindung von jungen, qualifizierten Fachkräften, die mit den neuen Technologien vertraut sind. Solche, die lieber direkt Auto fahren während andere noch einige Jahre länger Kutsche fahren möchten. Die besten Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Jungen mit den erfahrenen Mitarbeitenden zusammenspannen. Es ist unabdingbar, diese jungen Talente heute zu akquirieren, bevor andere Firmen dies tun und es womöglich schaffen, dieses Personal über Jahre hinweg erfolgreich an sich zu binden. Matchentscheidend für die Steigerung der Margen und die Minimierung von Risiken wird ausserdem sein, wie stark sich Projektteams austauschen, integriert arbeiten und voneinander lernen. Und in welchem Masse in einem Unternehmen über das eigene Können reflektiert und wie mit konstruktiver Kritik umgegangen wird. Es ist sicher der richtige Anspruch, den Implenia hier an sich selbst hat: eine Vorreiterrolle in der Digitalisierung in der Schweiz einzunehmen. 

Dank Virtual Reality wird ein Projekt bereits vor Baubeginn simuliert und so für alle am Bau Beteiligten erlebbar.


Der Einsatz von BIM führt zu einer hohen Planungssicherheit, da Planungsfehler im virtuellen Modell frühzeitig erkannt und beseitigt werden.

Herr Fischer, Sie sagten es eben: Die Digitalisierung setzt Mitarbeitende voraus mit Kompetenz im Umgang mit den digitalen Technologien. Deshalb die Frage an Herrn Beth: Wie stellt Implenia sicher, dass auch bestehende Mitarbeitende über diese Kompetenz verfügen?

Das Enablement der Implenianer basiert auf einem Schulungs- und Unter­stützungskonzept mit dem der Umgang mit den neuen Technologien vorbereitet und auf einem hohen Niveau gehalten wird. Es wird aber auch notwendig sein, zusätzlich Spezialisten zu akquirieren. Ich bin davon überzeugt, dass Implenia gutes Personal hat und weiteres finden wird, denn die Gruppe ist eine attraktive Arbeitgeberin. Sie bietet moderne sowie mit aktuellster Software ausgestattete Arbeitsplätze und zeitgemässe Arbeitsbedingungen in einem angenehmen Arbeitsumfeld.

BIM ist als Stichwort mehrfach gefallen. Was versteht man unter BIM?

Building Information Modeling ist die modellbasierte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Bauobjekten. Die Bauobjekte werden virtuell geplant, dargestellt und mit allen relevanten Informationen versehen.  

BIM ist DAS Hilfsmittel schlechthin, um alle Informationen über ein vom Kunden gewünschtes Produkt zu sammeln und abzubilden. Erst der Einsatz von BIM ermöglicht es, dass entlang der Wertschöpfungskette eines Projekts alle am selben Strang ziehen.

Und das heisst konkret?

Ein virtuelles Modell eines Bauwerks wird nach und nach entwickelt. Das anfängliche Modell ist sehr rudimentär und enthält nur wenige, wichtige Informationen. Zeitlich fortschreitend wird das Modell immer präziser und mit mehr Details angereichert. Den Elementen im Modell werden Termine, Kosten, bauphysikalische Eigenschaften und weitere Parameter zugewiesen.

Was bringt das für Vorteile?

Um nur einige zu nennen: Mit dem Einsatz von BIM wird die Planungsphase intensiviert und viele Planungs- und Ausführungsfehler werden früh erkannt und beseitigt. Diese hohe Planungssicherheit resultiert in Termin- und Kostensicherheit, wovon alle am Bau Beteiligten und natürlich der Kunde direkt profitieren. 

Die vierte industrielle Revolution ist klar technologiegetrieben. Welche Technologien, neben BIM, stehen im Vordergrund?

Virtual Reality eignet sich hervorragend dazu, im Detail in Erfahrung zu bringen, was der Kunde sich wünscht. Zeigt man einem Kunden sein Bauprojekt in der Virtual Reality, steigert dies die Feedbackkultur bereits in der Entwurfsphase ungemein.

Richtig, denn Virtual Reality ermöglicht das Darstellen auf dem Computer von noch nicht erstellten Bauobjekten in der Zielumgebung. Diese virtuellen Bauobjekte sehen inzwischen sehr realistisch aus. Die Robotik ist ein Wissensgebiet, welches sich mit der Realisierung und Anwendung von ­Robotersystemen befasst, mit dem Ziel den Menschen zu unterstützen. 

Nicht nur den Menschen zu unterstützen, sondern auch die Qualität, Sicherheit und Genauigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus ermöglicht es Robotik, Daten zu sammeln, z.B. darüber, wie lange ein gewisser Produk­tionsschritt gedauert hat. 

Und Big Data steht für den Umgang mit grossen Datenmengen hinsichtlich dem Sammeln, deren Aufbereitung, Analyse, Nutzung und Weiterverwendung. 

Das ist vor allem vor dem Hintergrund wichtig, dass man künftig vermehrt von den Erfahrungen / Daten anderer lernen und nicht nur auf seine eigenen Erfahrungswerte zurückgreifen kann. Grossprojekte dauern oft Jahre, so dass ein Projektleiter in seiner gesamten Berufstätigkeit nicht zwingend Erfahrung bei vielen Projekten sammeln kann. Implenia hingegen wickelt Tausende von Projekten parallel ab, von denen dank Big Data bald alle lernen können.

Das Internet der Dinge ist eine Technologie zur Vernetzung der physischen mit der virtuellen Welt. Immer mehr Sensoren liefern Informationen, die wir zusammen mit neuen Technologien gewinnbringend einsetzen können.

Auch Cloud Computing gilt es hier zu erwähnen. Der Begriff meint das günstige Erwerben von temporären Computerkapazitäten in der Cloud. Mit Cloud Computing verfügt man also rasch über die notwendige IT-Infra­struktur, um auf sich verändernde Gegebenheiten zu reagieren und entsprechende Lösungen zu erarbeiten. Des Weiteren ist Mobile Technology wichtig und dient der Verbesserung der Kommunikation zwischen den Mitarbeitenden im Büro und auf den Baustellen. Last, but not least, fallen unter den Begriff Location Technologies u.a. Laserabtastung und ­Positionsbestimmung; sprich alle Technologien, die dazu dienen, dass alles am richtigen Ort gebaut bzw. eingebaut wird. Wenn man sich vorstellt, was man dank des Einsatzes aller dieser Technologien zusammen auf dem Bau erreichen kann, dann ist das begeisternd!

Diese Technologien können viel bewegen. Wo besteht auf der Baustelle das grösste Digitalisierungspotenzial?

Ich sehe das grösste Potenzial in vier Bereichen: Erstens, Digitalisierung gewährleistet, dass jeder auf der Baustelle die aktuellsten Informationen hat, was in besserer Planung, Koordination und Kommunikation resultiert. Zweitens, dank Digitalisierung können Feedback und Daten gesammelt werden, mit denen Soll-Ist-Vergleiche gezogen werden können. Drittens besteht Potenzial bei der Automatisierung, sowohl bei der Vorfertigung als auch auf der Baustelle. Hier kommt die Robotik ins Spiel. Und viertens gibt es beim Thema Ergonomie noch Handlungsbedarf. In Kalifornien hat jüngst eine Firma Exoskelette gekauft, die ihren Mitarbeitenden dabei ­helfen sollen, ihre Arbeit ergonomischer zu verrichten.

Es gibt einen sehr alten Spruch «Zeit ist Geld», der auch auf das Thema Digitalisierung auf der Baustelle zutrifft. Mit den neuen digitalen Möglichkeiten werden eine grössere Transparenz geschaffen und Fehler vermieden, was letztlich dazu führt, dass die Arbeit strukturierter, effizienter und schneller geleistet wird.

Roboter statt Bauarbeiter auf der Baustelle. Wird diese Vision Realität werden?

Mit der Einführung von Maschinensteuerungen für Bagger hat die Robotik auf der Baustelle Einzug gehalten. Dieser Trend wird sich schrittweise fortsetzen, aber nur in gewissen Bereichen. Weitere Baumaschinen wie Strassenfertiger und Walzen werden autonom funktionieren. 

Die Forschung geht einen Schritt weiter und entwickelt neuartige Baumaschinen wie Drohnen und Roboter. Universitäten befassen sich mit Schwarmintelligenz, Termitenrobotern und vielem mehr, deren Ergebnisse sich gewinnbringend auf die Baustellen auswirken werden. Der Robotik auf dem Bau sind allerdings Grenzen gesetzt: Kundenspezifische Anforderungen und Änderungen werden immer nach flexiblem Handeln und einer flexiblen Bereitstellung von handwerklichen Kapazitäten verlangen.

Und ist das Bauen von Häusern mit dem 3D-Drucker bald normal? In Amsterdam ist auf diese Weise bereits ein Grachtenhaus entstanden.

Konventioneller Bau und 3D-Produktionsmethoden werden bald neben einander existieren. Der Trend geht in diese Richtung. 3D-Methoden sind bereits heute vorteilhaft, weil sie oft nur einen Bruchteil des Materials benötigen im Vergleich zum konventionellen Bau und sogar stabiler sind. Bislang sind sie aber noch teurer und brauchen mehr Zeit.

Nicht nur in Amsterdam ist ein Haus mit dem 3D-Drucker entstanden. Ein chinesischer Bauunternehmer ist heute in der Lage, an einem Tag mehrere Häuser auszudrucken. Auf der BAUMA, der weltweit bedeutendsten Messe der Baumaschinen- und Bergbaumaschinenbranche, wurde im vergangenen Jahr ein 3D-Betondrucker vorgestellt, der sogar die für die Statik notwendige Bewehrung einbringt. In diesem Jahr soll in Amsterdam eine Metallbrücke mit zwei Robotern direkt auf der Baustelle gedruckt werden. 

Die Digitalisierung macht vielen Menschen Angst, könnten doch diverse Berufe automatisiert werden. Braucht es uns Menschen noch?

Natürlich braucht es den Menschen noch. Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz dient dazu, den Menschen bei seiner Arbeit zu unterstützen und wird dazu führen, dass in Zukunft einige Arbeiten automatisiert ablaufen. Damit verändern sich auch die Berufsfelder, doch die Mitarbeitenden werden weitergebildet und neu qualifiziert. In Verbindung mit anderen neuen Technologien entsteht ein unglaubliches Potenzial. Wie bislang jede industrielle Revolution, wird auch die anstehende vierte industrielle Revolution der Gesellschaft mehr Wohlstand bringen.

Der technologische Fortschritt zwingt uns dazu, genauer zu überlegen, worin der Mensch gut ist und worin die Maschine oder der Computer besser ist. Rechnen kann der Computer schneller und deshalb wird zum Beispiel die Mengenermittlung künftig von Computern übernommen. Erstaunlicherweise setzen wir die Technik heute noch nicht überall ein, wo man sie bereits einsetzen könnte. Der Mensch ist jedoch nicht wegzudenken. Drei Arten von Tätigkeitsfeldern für Menschen werden in der Baubranche immer bestehen bleiben: Erstens sind IT-Experten gefragt, die Computersysteme erarbeiten, testen und à jour halten. Zweitens muss es Mitarbeitende mit starken Bau-Fachkenntnissen geben, die sich Spezialfällen annehmen und mit Computersystemen zusammenarbeiten können. Und drittens braucht es Manager, die fähig sind, ein komplexes Projekt oder eine übergeordnete Strategie wie ein Puzzle zusammensetzen.  

Lassen Sie uns zum Abschluss einen Blick in die Zukunft wagen: Wie gestaltet sich in zehn Jahren ein Bauprozess im Vergleich zu heute?

Kunden werden standardmässig BIM einfordern und es werden bereits in der Akquisephase sehr viele Details besprochen und festgelegt. In der Planungsphase werden alle Gewerke eingebunden und Unklarheiten sowie Probleme am virtuellen Modell besprochen. Simulationen unterstützen den Planungsprozess. In der Bauausführung werden statt Plänen die BIM-Modelle als Basis herangezogen. Viele Lieferanten und Subunternehmer können mit BIM umgehen und stellen ihre Daten entsprechend zur Verfügung.
Auf der Baustelle sieht man autonome Maschinen, punktuell Roboter und der Einsatz von Drohnen zur Bauüberwachung und -dokumentation ist fester Bestandteil der täglichen Arbeit. Das Internet der Dinge bietet vielerlei Informationen und erleichtert die Arbeit auf der Baustelle. Augmented Reality liefert den Bauarbeitern nützliche Informationen und gibt Arbeitsanweisungen. Diverse administrative Prozesse sind automatisiert und mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz vereinfacht. Implenia bereitet sich heute intensiv auf diese und weitere spannende Veränderungen vor. 

Wir verstehen den Kunden besser, wissen, was er wirklich will, und bieten ihm genau diese Leistung an. Dies mit kompromissloser IT-Unterstützung von A bis Z. Durch eine Mischung von BIM-Planung mit starker Involvierung des Kunden, Vorfertigung, 3D-Printing und Installation ist es möglich, ein grosses, komplexes Gebäude innerhalb weniger Monate zu bauen. Neben dem Bauprozess hat sich auch die Unternehmenskultur verändert. Aufgabe des Managements ist vermehrt, ein offenes Ohr zu haben und ­stetig Impulse zu geben, um Innovation zu fördern. Ich bin optimistisch und gespannt, was eine Gruppe wie Implenia auf dem Gebiet der Digitalisierung erreichen wird.