Digitalisierung von Bauprozessen! Planen - Bauen - Betreiben

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1 Digitalisierung von Bauprozessen! Planen - Bauen - Betreiben Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerald Goger Interdisziplinäres Bauprozessmanagement Technische Universität Wien 1

2 Innovative Ansätze? Abenteuer Change Management; Höfler, Bodingbauer, Dolleschall, Schwarenthorer, u.a.; Frankfurter Allgemeine Buch, 2014 (5. Auflage) 2

3 Trends im Bauwesen! Digitalisierung der Bauprozesse - vernetzte Baustelle Neue Partnerschafts- und Kooperationsmodelle Nachhaltigkeit - Ressourcenschonung über den Lebenszyklus Smart Cities und Smart Buildings - flexible Nutzungskonzepte 3

4 IBPM - Struktur Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement Forschungsbereich: Industriebau und Interdisziplinäre Bauplanung Forschungsbereich: Bauwirtschaft und Baumanagement Forschungsbereich: Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik Prof. Achammer Prof. Kropik Prof. Goger 4

5 IPBM - Forschung Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik Modellierung, Digitalisierung und Optimierung von Bauprozessen Wissensmanagementsysteme zur Auswahl von Bauverfahren und Baumethoden Tunnel-, Hohlraum- und Kraftwerksbau Forschungskooperation Institut für Softwaretechnik und Interaktive Systeme 5

6 Innovation anno 1960! 6

7 Innovation heute! 7

8 Der Begriff Baubetrieb! Der Baubetrieb ist verantwortlich für die planmäßige Zusammenführung der Produktionsfaktoren (menschliche Arbeitsleistung, Betriebsmittel, Werkstoffe) durch dispositive Tätigkeiten (Führung, Planung, Organisation und Überwachung) zur Errichtung von Bauwerken und zugeordneten Dienstleistungen. Davon umfasst ist die Baudurchführung in ihrer Gesamtheit von der planerischen Vorstellung bis zur Realisierung des Bauwerks. 8

9 Interdisziplinarität! Komplexe Bauvorhaben werden arbeitsteilig von verschiedenen Fachdisziplinen geplant, ausgeschrieben, ausgeführt und betrieben! Der Teamgedanke muss in jeder Projektphase im Vordergrund stehen, Experten der jeweiligen Fachdisziplinen (Baubetrieb, Baubetriebswirtschaft und Recht) bringen ihre Erfahrungen und Berufskenntnisse in den Abwicklungsprozess ein. Moderner Baubetrieb erfordert Interdisziplinarität! 9

10 Informationsmanagement? Quelle: Endbericht Reformkommission Bau von Großprojekten, Herausgeber Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Juni 2015 [Seite 83] 10

11 Digitalisierung am Bau! Ein moderner Baubetrieb 4.0 baut auf einem digitalen Bauablaufmodell auf. Planung mit 3D-Gebäudemodellen und Sicherstellung, dass alle Informationen zu Planung, Bau und Betrieb in einer Datenbank über den Lebenszyklus des Bauwerkes erfasst werden. Digitale Verknüpfung der Bauprozesse durch Building Information Modeling, also Vernetzung der Planung (3D) mit der Terminplanung (4D) und der Kostenplanung (5D) bis hin zur Nachhaltigkeitsplanung (6D) und zum Facility Information Management (7D). Modernes Bauen: Erst virtuell und dann real bauen! 11

12 Der Leitgedanke! Baubetriebliche Produktivität Prozessmodellierung und Prozessplanung (Entscheidungshilfesysteme) Smart Site Bauprozessabwicklung (Konnektivität) Die einzige dauerhafte Form irdischer Glückseligkeit liegt im Bewusstsein der Produktivität! Carl Zuckmayer 12

13 Der smarte Ansatz! Der Zufall soll ausgeschaltet werden, er kostet zu viel Zeit. Wir werden in Zukunft nicht nur durch Erfahrung, sondern durch Simulation und Prognose lernen. Reale Erfahrungen alleine (wie wir sie gewohnt sind und bisher als Lehrmeister betrachtet haben) sind im Hybrid-Zeitalter zu langsam, um mit der Geschwindigkeit der Veränderung mithalten zu können. Klausnitzer: Das Ende des Zufalls, Ecowin Verlag 13

14 Building Information Modeling (BIM)? 14

15 BIM - Die smarte Baustelle! Quelle: 15

16 Smart Site - Was ist das? Digitale Vernetzung von Mensch und Maschine zur Erhöhung der Prozessqualität im Baubetrieb! 3D-UTS-Tachymetersteuerung von Erdbaugeräten (Mobile Mapping) Logistik im Straßenbau (Wertschöpfungskette Mischwerk - Transport - Einbau) Gleisinstandsetzung (Gleismessvorwagen und maschinelle Gleisstopfmaschine) Neue, smarte Baustoffe 16

17 Internet of Things? Quelle: Fotomaterial der Swietelsky Baugesellschaft mbh (Abteilung Bahnbau) und Plasser & Theurer 17

18 Forschung & Digitalisierung Beispiele für IBPM-Forschungsprojekte 1. Betriebsstoffverbrauch von Baumaschinen als Faktor einer ökoeffizienten Bauprozessoptimierung 2. Entwicklung eines drahtlosen Monitoringsystems für den Baubetrieb im Tiefbau 3. Studie: Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen 18

19 Forschungsprojekt Betriebsstoffverbrauch von Baumaschinen als Faktor einer ökoeffizienten Bauprozessoptimierung Zeitraum 11/ /2016 Dipl.-Ing. Dr.techn. Christoph WINKLER 19

20 Themenschwerpunkte Betriebsstoffverbrauch in der Kalkulation Digitalisierung von Baumaschinenprozessen Bau(maschinen)prozessoptimierung 20

21 Digitalisierung von Baumaschinendaten durch Telematik Erkennung Optimierungspotentiale vereinfachte Disposition digitales Baumaschinentagebuch baubetriebliche Funktionen Einsatzzeitennachweis Nachweisführung bei Verrechnung Nachweisführung bei Leistungsänderungen Dokumentation Umschlagsleistung systematische Wartungsplanung Plausibilitätskontrollen Winkler C. (Dissertation): Betriebsstoffverbrauch von Baumaschinen als Faktor einer ökoeffizienten Bauprozessoptimierung, 2017, TU Wien 21

22 Reduktion von Motorleerlaufprozessen Aktivierung automatischer Motorabschaltung Standheizung (Marktreife) / Standkühlung (Prototyp) Fahrerbriefing 22

23 Forschungsprojekt Projektbegleitung bei der Entwicklung eines drahtlosen Monitoringsystems für den Baubetrieb im Tiefbau Zeitraum 01/ /2017 Univ.Ass. Dipl.-Ing. Leopold WINKLER Technische Universität Wien / Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerald GOGER 23

24 Digitales Datenmanagement in drei Stufen Datenfluss 1. Messung 2. Speicherung 3. Analyse Methode Methode Methode 1. analog analog indirekt Protokolle indirekt 2. teilweise digital 3. digital digital / analog digital / Maske direkt / indirekt einzelne Datasets direkt / indirekt direkt Datenbank direkt --- Entwicklungsstufen Tabellenkalkulation proprietäre Software Echtzeitanalyse Export- Importfiles direkt vgl. Winkler L. et al.: Cooperative knowledge management systems for grouting works at tunnel sites,

25 Erste Resultate verdeutlichen Potenziale Optimierung im Datenfluss durch Beseitigung von indirekten Schnittstellen Reduktion von Prozesszeiten Genauigkeit von Abrechnungsdaten durch konsistente Datenbanken Fehlerpotential aufgedeckt Datenabhängige Visualisierung vgl. Winkler L. et al.: Cooperative knowledge management systems for grouting works at tunnel sites,

26 Forschungsprojekt Studie: Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen Zeitraum 10/ /2017 Univ.Ass. Dipl.-Ing. Melanie PISKERNIK Technische Universität Wien / Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerald GOGER 26

27 Roadmap - Konzept Erstellung eines strategischen Plans zur Umsetzung von Digitalisierungs- und Vernetzungsprozessen in den Projektphasen des Planens, Bauens und Betreibens Entwicklung von Forschungsfragen im Sinne von Innovation im Bauwesen Unter Einbezug der wesentlichen Stakeholder und Experten werden Langzeitziele und Zukunftsszenarien für digitales Bauen erarbeitet 27

28 Was immer sie produziert, eine Organisation ist in erster Linie eine Fabrik von Einschätzungen und Entscheidungen! Daniel Kahneman, Nobelpreisträger für Wirtschaft [2002] 28

29 Potentiale für die Digitalisierung im Bauwesen: Nutzerbedarf in der Frühphase exakt definieren! Klare Projekt- und Schnittstellenorganisation! Lebenszykluskostenbetrachtungen! Silo-Denken durch Interdisziplinarität ersetzen! Software-Insellösungen mit durchgängigen Datenaustauschformaten aufbrechen! Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter_innen! 29

30 Plattform Schriften 30

31 Forschung wirkt! Die Bauwirtschaft steht zukünftig vor enormen Herausforderungen! Forschung, Entwicklung und Innovation sind für die Zukunft der Bauwirtschaft von entscheidender Bedeutung! Das Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement ist ein fachkompetenter Partner für gemeinsame Forschungsprojekte! 31

32 Abenteuer Change Management; Höfler, Bodingbauer, Dolleschall, Schwarenthorer, u.a.; Frankfurter Allgemeine Buch, 2014 (5. Auflage) 32