Neue Technologien im traditionellen Umfeld - Digitalisierung der Baustellenorganisation

Lücken-Analyse zur Priorisierung der Optimierungsaktivitäten

Die mehrschichtige Lücken-Analyse schaffte die Basis für die weitere Vorgehensweise zur digitalisierten Gebäudenachverdichtung. Im ersten Schritt wurde mit einem Check der aktuelle technologische Reifegrad bei verschiedenen Prozessen durch die TCW-Berater analysiert. Hierbei war es wichtig den standardisierten Fragebogen zu verbreiteten Lösungsansätzen der Digitalisierung mit den individuellen Anforderungen der Wohnungsbaugesellschaft zu erweitern. Die Einordnung des nach verschiedenen Anwendungsbereichen differenzierten Reifegrads diente als Grundlage für die weitere Projektvorgehensweise, da Problemstellungen identifiziert wurden und eine Priorisierung für die weitere Vorgehensweise vorgenommen werden konnte. Die Bewertung der einzelnen Technologien erlaubte die Bezifferung von finanziellen Potenzialen durch die Implementierung der digitalen Technologien.

Neue Technologien für die digitale Baustellenorganisation

Die Herausforderung bestand darin, ein ganzheitliches Konzept zum effektiven Technologieeinsatz zu entwickeln und in Abhängigkeit der vorherrschenden Rahmenbedingungen zu optimieren, um so neue Technologien in unterschiedlichen Baustellensituationen einsetzen zu können. Je nach Problemstellung (vgl. Abbildung 1) wurden unterschiedliche Technologien auf ihre Einsatzfähigkeit hin untersucht. Um erhöhte und ungeplante Kosten auf der Baustelle zu vermeiden wurde die Digitalisierung sämtlicher Baustellenprozesse durch eine durchgängige Verknüpfung der Prozessdaten sowie einer Eliminierung von Prozessbrüchen analysiert und bewertet. Der Einsatz von Ultraschall-Drohnen ermöglicht dabei die Aufnahme der Baustelle. In der Bausoftware können so fotorealistische und frei begehbare 3D-Modelle erstellt werden, die eine Planung und Gestaltung sämtlicher wertschöpfenden Prozesse von der Baustellenpräparation bis zur Gebäudeeinrichtung erlauben.

Baustellenprozesse werden virtuell modelliert und mit Hilfe der Erkenntnisse aus der Simulation optimiert. Um unklare Kommunikation zu reduzieren, bietet das Building Information Modeling verschiedene Ansätze und Werkzeuge zur Optimierung. Dabei werden geometrische Informationen festgelegt und in einem integralen Planungsprozess mit allen beteiligten Planern sukzessive mit den relevanten alphanumerischen Informationen angereichert und verknüpft. Um auf der Baustelle ungeregelte Materialflüsse zu reduzieren, können Material- und Informationsströme durch RFID-Tags oder elektronische Lesegeräte gebündelt werden.

Auswertung von Baustellendaten über intelligente Sensorik als grundlegende Basistechnologie. Bei der physischen Umsetzung der Aktivitäten auf der Baustelle ergeben sich durch digitale Technologien Optimierungspotenziale. Insbesondere im Bereich Sensorik und Augmented Reality zeigt die Substitution von Hardware durch Software bereits heute deutliche Verbesserungsmöglichkeiten. Auch durch die Anwendung von Robotik sowie den Einsatz von additiver Fertigung ergeben sich Chancen. Dem immerwährenden Wettlauf in Bezug auf die Verfügbarkeit von ausreichend qualifiziertem Personal und dem sinkenden Produktivitätsniveau auf der Baustelle kann so Einhalt geboten werden.

Nutzen- und Kosten-Bewertung der neuen Technologien für das Unternehmen

Entscheidend zum Projekterfolg beigetragen hat die durchgängige Bewertung der Einsparungseffekte und der Produktivität in Kennzahlen. Durch die hohe Transparenz, welche bei der Entscheidung zur technologischen Umsetzung während des Einführungsprozesses und nach der Implementierung bestand, waren die Mitarbeiter und die Geschäftsführung zu jeder Zeit über den Status quo informiert. Die Nutzen-Kosten-Bewertung garantierte, dass Technologien mit einem geringen Quotienten nicht umgesetzt wurden. Dies sprach beispielsweise für den Einsatz von Baustellenrobotern oder Smart Glasses für Monteure (Augmented Reality). Die Bewertung der zu erwartenden Einsparungseffekte bei der modularen Nachverdichtung wurde durch die TCW-Berater gemeinsam mit dem unternehmensinternen Controlling erarbeitet und nach der Umsetzung überprüft, um das Vertrauen der Belegschaft zu garantieren.

1 + 1 > 2 : Mehr Produktivität durch Digitalisierung der Baustellenorganisation

Im Rahmen der Umsetzungsbegleitung wurde im gesamten Unternehmen eine stufenweise Qualifizierung der Mitarbeiter entsprechend der TCW-Qualifizierungspyramide für neue Technologien durchgeführt. Dies bedeutet, dass einzelne Mitarbeiter des Bau-Unternehmens durch die TCW-Berater geschult wurden, um selbstständig die Umsetzung der digitalen Technologien voranzutreiben. Für einen Großteil der Mitarbeiter war das Ziel nicht die Führung oder die direkte Mitwirkung bei der Technologieeinführung, sondern lediglich das Schaffen eines notwendigen Grundverständnisses für die Möglichkeiten von Industrie 4.0 bei der modularen Gebäudenachverdichtung. Der richtige Einsatz der Technologien hat positive Auswirkungen auf betriebswirtschaftliche Kennzahlen der Baustelle. So lassen sich die Zielgrößen Zeit, Qualität und Kosten durch die Digitalisierung der Baustellenorganisation optimieren (vgl. Abbildung 2).

Beratungsleistungen

• Modularisierung im Hausbau
• Innovationsroadmap
• Nachhaltige Produktivitäts- und Qualitätssteigerung

Publikationen

• Modularisierung im Hausbau
  Studie
• Modularisierung im Hausbau
  Bezahlbarer Wohnraum durch modulares und serielles Bauen
• Modularisierung 4.0
  Leitfaden zur modularen Gestaltung von Organisation, Produkten, Produktion und Services
• Organisation und Steuerung von Baustellenprozessen in der modularen Gebäudenachverdichtung zur Optimierung von Kosten, Zeit sowie Ressourceneffizienz

Praxisbeispiele

• Modularisierung 4.0 - Produkte, Produktion und Dienstleistungen
• Produktkonfigurator für den modularen Hausbau
• Vorteile der Modularisierung der Baustellenorganisation