Ein Blick in die Zukunft: Perspektiven und Trends im Bausektor - Zukunft braucht Forschung
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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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© Fraunhofer Italia Research
Die Grenzen unseres Planeten sind erreicht
Megatrend Endlichkeit der Ressourcen
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© Fraunhofer Italia Research
Herausforderung: Steigende Komplexität von Bauprojekten
Energieeffizienz als technologischer Treiber
Entwicklung der Energieeffizienz von Gebäuden Effizienzhaus plus, Berlin
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© Fraunhofer Italia Research
Herausforderung: Ineffiziente, veraltete Prozessstrukturen
Fehlende Kommunikation und Transparenz
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© Fraunhofer Italia Research
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
16%
Baunetzwerk
andere 11%
CAD-Schnittstellenprobleme 10%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
* Bis zu fünf Nennungen möglich
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© Fraunhofer Italia Research
Herausforderung: Ineffiziente, veraltete Prozessstrukturen
Fehlende Kommunikation und Transparenz
Qualität
Kosten Zeit
Drastische Produktivitäts- und
Qualitätsverluste durch
ungenügende Koordinierung und
Informationsbereitstellung
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© Fraunhofer Italia Research
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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© Fraunhofer Italia Research
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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© Fraunhofer Italia ResearchBundesregierung 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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© Fraunhofer Italia ResearchVision: 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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© Fraunhofer Italia ResearchVision: 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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© Fraunhofer Italia ResearchInnovationstrend: 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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© Fraunhofer Italia ResearchInnovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
Datenbankbasiertes Planen
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© Fraunhofer Italia ResearchInnovationstrend: Building Information Modeling (BIM)
Nutzen und Vorteile
Frühzeitige Simulation des Gebäudes:
Jede Veränderung für alle sichtbar Energetisch, Thermisch, Wind Tunnel Tests,
Planlesen für den Kunden einfach Sonnenstandstudien, Tageslicht-Simulation,
gemacht! Belichtung
Weitergabe Information an das AVA Programm
‘Clash Detection’ – software-gestützte
Kollisionskontrolle Ausschluss Fehler bei der Massenermittlung
Identifikation und Klärung von Konflikt- und Automatische Erstellung von
Kollisionspunkten während der Planung Leistungsverzeichnissen
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© Fraunhofer Italia ResearchInnovationstrend: 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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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: 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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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: 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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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 2: Zentraler Bauleitstand
PLANUNG – BAULEITER (1x pro Woche) RÜCKMELDUNG – MONTAGETEAM (täglich)
Montag KW 50
Fassade und Flügel Ag Truppe 1 Bauabschnitte 1-A-O-1
1-A-O-2
1-A-O-3
RM
OstfassadeA F
9
1-A-O-4
1-A-O-5
1-A-O-6
MH
OstfassadeA I
6,75
1-A-O-10
1-A-O-8
1-A-O-9
MH
OstfassadeA I2
5,4
1-A-O-6
LW
OstfassadeA I3
18
2-A-O-10
2-A-O-1
2-A-O-8
1-A-O-1
1-A-O-2
1-A-O-3
PP LM OJ PP1
OstfassadeA J
9 9 9 9
3-A-W-1
3-A-W-2
3-A-W-3
3-A-W-4
3-A-W-5
DA RM
WestfassadeA H1
9 9
2-B-W-3
2-B-W-4
2-B-W-5
2-B-W-6
NM HD
WestfassadeB I1
9 9
Visualisierung und Erfassung von leicht verständliche Kennzahlen
(Baufortschritt/Budget, Auslastung der Montagetruppe, Effizienzsteigerung durch
Lernkurve)
Erhöhung der Prozesstransparenz
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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: 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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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: Industrielle Baustellenorganisation bei F&R
Schritt 4: Synchronisierung Baustelle-Produktion
VORFERTIGUNG - FABRIK ZWISCHENLAGER - MONTAGE - BAUSTELLE
BAUSTELLE
Just-in-time Materialbereitstellung, um verschwenderische Baunebenzeiten zu
vermeiden (Baustopps oder Suchzeiten)
Abgleich der Produktionsleistung mit der Bau-Montageleistung
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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: ACCEPT
Prozess- und Montageoptimierung durch IT-Assistenzsysteme
H2020-Verbundforschungsprojekt zur
Entwicklung von Bau-Apps zur Prozess-
und Montageoptimierung auf der Baustelle.
Angestrebte Ergebnisse:
• Qualitätssicherung: präzise Anweisung
über mobile Assistenz und AR-
Visualisierung), 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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© Fraunhofer Italia ResearchProjektbeispiel: ACCEPT
Prozess- und Montageoptimierung durch IT-Assistenzsysteme
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© Fraunhofer Italia ResearchAusblick: 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/IT-
Entwicklungen, Standards etc.
• hohe Kommunikationsleistungen im Team,
enge Abstimmungen unter den
Fachdisziplinen
• Langfristig: Kulturwandel in der
Bauwirtschaft
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© Fraunhofer Italia ResearchKontakt
Daniel Krause
Tel. +39 3929659261
daniel.krause@fraunhofer.it
Fraunhofer Italia
Innovation Engineering Center
Schlachthofstraße 57 | Via Macello 57
39100 Bozen | Bolzano
http://www.fraunhofer.it
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