Zukunft braucht Forschung
Ein Blick in die Zukunft: Perspektiven und Trends im
Bausektor
07.05.2015
Zukunftswerkstatt: Fachkräfte- und Bildungsbedarf im Bausektor
© Fraunhofer Italia Research
Agenda
Perspektiven und Trends im Bausektor
Donnerstag, 07. Mai 2015
 Kurzvorstellung Fraunhofer Italia
 Ausgangslage und Herausforderungen
 Vision und Innovationstrends
 Projektbeispiele
 Ausblick
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© Fraunhofer Italia Research
Fraunhofer Italia Research
Kurzvorstellung
• Eröffnung
24. September 2010
• Leitung
Prof. Dr.-Ing. Dominik Matt
Dipl.-Ing. Daniel Krause (stv.)
• Interdisziplinäres Team
20 Mitarbeiter + 10 Studenten
Architektur
Bauingenieurwesen
Elektrotechnik
Maschinenbau
Mechatronik
Wirtschaftsingenieurwesen
Wirtschaftswissenschaften
Umweltingenieurwesen
• Forschungsbereiche
1. Process Engineering in Construction
2. Automation and Mechatronics Engineering
3. Business Model Engineering
Unser Auftrag:
1. Wir unterstützen Südtiroler Firmen bei angewandten Forschungs- und Entwicklungsprojekten.
2. Wir sind Schnittstelle zum breiten Fraunhofer Netzwerk in Deutschland.
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Die Grenzen unseres Planeten sind erreicht
Megatrend Endlichkeit der Ressourcen
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Herausforderung: Steigende Komplexität von Bauprojekten
Energieeffizienz als technologischer Treiber
Entwicklung der Energieeffizienz von Gebäuden
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Effizienzhaus plus, Berlin
Herausforderung: Ineffiziente, veraltete Prozessstrukturen
Fehlende Kommunikation und Transparenz
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Herausforderung: Ineffiziente, veraltete Prozessstrukturen
Fehlende Kommunikation und Transparenz
Fraunhofer Studie “Schlanke Prozesse in Baunetzwerken”:
Die häufigsten Probleme in der Projektierungs-Phase
mangelnde Kommunikation innerhalb des Baunetzwerks
65%
späte Integration der Projektbeteiligten in den Planungsprozess
63%
mangelnde Transparenz innerhalb des Baunetzwerks
44%
fehlende Standarddetails in der Planung
43%
fehlende IT-Anwendungen zur Koordination der Unternehmen im
Baunetzwerk
16%
andere
11%
CAD-Schnittstellenprobleme
* Bis zu fünf Nennungen möglich
10%
0%
10%
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20%
30%
40%
50%
60%
70%
Herausforderung: Ineffiziente, veraltete Prozessstrukturen
Fehlende Kommunikation und Transparenz
Qualität
Kosten
Zeit
Drastische Produktivitäts- und
Qualitätsverluste durch
ungenügende Koordinierung und
Informationsbereitstellung
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Konsequenz: Entwicklung der Arbeitsproduktivität
Unterschiede zwischen Industrie und Bau
Produzierende Industrie
Potentiale 12%
Produktivitäts-Gap
wertschöpfend
15%
Bauwesen
wertschöpfend
Potentiale 57%
Produzierende Industrie
Bauwesen
Source: Construction Industry Institute (2004)
Source: ISTAT, (2011)
Bis zu 30% der Baukosten sind auf Ineffizienzen, Fehler, Verzögerungen und schlechte
Kommunikation zurückzuführen.
Source: The Economist - Construction and the internet (2000)
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Konsequenz: Bauqualität entspricht nicht der Planung
Alltägliche Realität im Bauwesen
http://www.pfuschambau.net/bild/dave
ca. 52 % der Bauschäden sind auf unsachgemäße bzw.
mangelhafte Ausführung zurück zu führen.
(Institut für Bauforschung e.V.: Feuchteschäden durch fehlerhafte Bauwerksabdichtung)
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Bundesregierung verkündet Innovationsoffensive am Bau
Bund und Bauwirtschaft planen nationale Plattform für Digitales Bauen
»Die Digitalisierung des Bauens bietet Chancen, Bauprojekte im Zeit- und
Kostenrahmen zu realisieren. Dadurch können Zeitpläne, Kosten und Risiken
früher und präziser ermittelt werden. […] Um die Digitalisierung des Bauens in
Deutschland voranzubringen, werde ich Pilotprojekte ins Leben rufen.«
»Bei der Digitalisierung hinkt die Baubranche anderen Bereichen hinterher.
Um Innovationspotenziale zu erschließen und vor allem auch international
nicht abgehängt zu werden, müssen wir hier aufholen. «
Alexander Dobrindt, Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur,
Reformkommission Großprojekte , Berlin, Mai 2014
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Vision: Industrialisierung der Bauerstellung
Übertragbare Zielstellungen von „Industrie 4.0“ (Digitalisierung u. Vernetzung)
Ziel: Die intelligente Fabrik (entspricht: intelligente Baustelle)
 Flexibilisierung der Produktionsprozesse
 Vorantreiben der Informatisierung der Fertigungstechnik
 Integration von Partnern und Kunden in Wertschöpfungsprozesse
 Abgleich Planung und Realität in Echtzeit (Cyber-physische Äquivalenz)
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Vision: Industrialisierung der Bauerstellung
Übertragbare Zielstellungen von „Industrie 4.0“ (Digitalisierung u. Vernetzung)
Ziel: Die intelligente Fabrik (entspricht: intelligente Baustelle)
 Flexibilisierung der Produktionsprozesse
 Vorantreiben der Informatisierung der Fertigungstechnik
 Integration von Partnern und Kunden in Wertschöpfungsprozesse
 Abgleich Planung und Realität in Echtzeit (Cyber-physische Äquivalenz)
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Innovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
Vernetzung durch 5D-Planung
Building Information Modeling (kurz: BIM; deutsch: Gebäudedatenmodellierung)
beschreibt eine Methode der optimierten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von
Gebäuden mit Hilfe von Software.
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Innovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
Datenbankbasiertes Planen
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Innovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
Nutzen und Vorteile

Jede Veränderung für alle sichtbar

Planlesen für den Kunden einfach
gemacht!

‘Clash Detection’ – software-gestützte
Kollisionskontrolle

Identifikation und Klärung von Konflikt- und
Kollisionspunkten während der Planung
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
Frühzeitige Simulation des Gebäudes:
Energetisch, Thermisch, Wind Tunnel Tests,
Sonnenstandstudien, Tageslicht-Simulation,
Belichtung

Weitergabe Information an das AVA Programm

Ausschluss Fehler bei der Massenermittlung

Automatische Erstellung von
Leistungsverzeichnissen
Innovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
BIM kommt!
 In den USA, UK, Skandinavien und Singapore ist BIM bereits
heute Standard bei öffentlichen Ausschreibungen
 Viele realisierte Projekte belegen den konkreten Nutzen für alle
Beteiligte
 Das restliche Europa zieht nach: die Europäische Kommission
empfielt die Einführung von BIM als Standard für öffentliche
Ausschreibungen ab 2016
 ABER: verschiedene Fragen sind noch nicht gelöst!
 Wie lassen sich die Prozesse auf der Baustelle optimieren?
 Wie kommt BIM auf die Baustelle?
 Wie funktioniert BIM beim Bauen im Bestand?
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Projektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Am Beispiel Krankenhaus Bozen
F&R
Stahlbau Pichler
Bietergemeinschaft (ATI)
F&R 51%
Stahlbau Pichler 49%
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Projektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 1: Planung der Bauausführung
Regelmäßige Bauteam Workshops der Beteiligten
Wertstromlandkarte Leistungsprozess Bau
Planungsteam
-
Moderator
-
Bauherr
-
Architekt
-
Fachplaner
-
Ausführung
-
Ggf. Zulieferer
1. Prozesslandkarte für Gesamtablauf
2. Aufteilung Arbeitsgänge und Bauabschnitte auf Tages- oder Wochenbasis basierend
auf Projektbudget  Taktung der Baustelle
3. Rollierende Planung Look-Ahead Planung (5-7 KW)
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Projektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 2: Zentraler Bauleitstand
PLANUNG – BAULEITER (1x pro Woche)
RÜCKMELDUNG – MONTAGETEAM (täglich)
Montag KW 50
1-A-O-9
1-A-O-10
1-A-O-6
NM HD
9
9
1-A-O-8
I1
1-A-O-6
WestfassadeB
1-A-O-3
DA RM
9
9
1-A-O-5
H1
1-A-O-2
WestfassadeA
1-A-O-4
PP LM OJ PP1
9
9
9
9
1-A-O-3
J
1-A-O-1
OstfassadeA
1-A-O-2
LW
18
2-A-O-10
I3
2-A-O-8
OstfassadeA
2-B-W-6
MH
5,4
2-A-O-1
I2
2-B-W-5
OstfassadeA
2-B-W-4
MH
6,75
2-B-W-3
I
3-A-W-5
OstfassadeA
Bauabschnitte
3-A-W-4
F
3-A-W-3
OstfassadeA
1-A-O-1
Truppe 1
RM
9
3-A-W-2
Ag
3-A-W-1
Fassade und Flügel
 Visualisierung und Erfassung von leicht verständliche Kennzahlen
(Baufortschritt/Budget, Auslastung der Montagetruppe, Effizienzsteigerung durch
Lernkurve)
 Erhöhung der Prozesstransparenz
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Projektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 3: Einführung von KVP-Arbeitskreisen auf der Baustelle
 Identifikation von Problemfeldern
 Entwicklung von Strategien für die Effizienzsteigerung
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Projektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 4: Synchronisierung Baustelle-Produktion
VORFERTIGUNG - FABRIK
ZWISCHENLAGER BAUSTELLE
MONTAGE - BAUSTELLE
 Just-in-time Materialbereitstellung, um verschwenderische Baunebenzeiten zu
vermeiden (Baustopps oder Suchzeiten)
 Abgleich der Produktionsleistung mit der Bau-Montageleistung
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Projektbeispiel: ACCEPT
Prozess- und Montageoptimierung durch IT-Assistenzsysteme
H2020-Verbundforschungsprojekt zur
Entwicklung von Bau-Apps zur Prozessund Montageoptimierung auf der Baustelle.
Angestrebte Ergebnisse:
•
•
Qualitätssicherung: präzise Anweisung
über mobile Assistenz und ARVisualisierung), Dokumentation der
Ausführung auf Basis von
Sensortechnologien (Soll-/Ist-Abgleich)
Steigerung der Effizienz: Kontrolle und
Koordination der Gewerke,
Reduzierung der nicht-wertschöpfenden
Zeit (Virtueller Projektleitstand)
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Projektbeispiel: ACCEPT
Prozess- und Montageoptimierung durch IT-Assistenzsysteme
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Ausblick: Konsequenzen und Perspektiven für die Bauwirtschaft
Mitarbeiterqualifikation ist zentrales Erfolgselement
•
Neben dem üblichen Fachwissen wird
zusätzliches IT-Verständnis sowie eine hohe
Kommunikations- und Managementfähigkeit
notwendig
•
Weiterbildungen und steter Austausch über
neue Erkenntnisse, Software/ITEntwicklungen, Standards etc.
•
hohe Kommunikationsleistungen im Team,
enge Abstimmungen unter den
Fachdisziplinen
•
Langfristig: Kulturwandel in der
Bauwirtschaft
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Kontakt
Daniel Krause
Tel. +39 3929659261
[email protected]
Fraunhofer Italia
Innovation Engineering Center
Schlachthofstraße 57 | Via Macello 57
39100 Bozen | Bolzano
http://www.fraunhofer.it
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