Projektabwicklung in der Bauwirtschaft - V04 Grundsätzliche Merkmale der Bauproduktion - E-Learning@HRW
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Bachelor-Studiengang
Wirtschaftsingenieurwesen-Bau 2. Studiensemester
Pflichtmodul
Projektabwicklung in der
Bauwirtschaft
V04 Grundsätzliche Merkmale der Bauproduktion
Institut Bauingenieurwesen
Lehrgebiet Bauökonomie
Unterscheidungsmerkmale der Bauproduktion zur Industrieproduktion Projektentwicklung in der Bauwirtschaft Prof. Institut Bauingenieurwesen SoSe 19 Felix Dr.techn. Lehrgebiet Bauökonomie
Frage 1 (Erfasst über Webex Meeting Umfrage)
Sie sollen ein Bauprojekt auf der Zugspitze im Auftrag Ihres
Arbeitsgebers umsetzen. Was fällt Ihnen spontan ein?
1.Sie sollen ein Bauprojekt auf der Zugspitze im Auftrag Ihres
Arbeitsgebers umsetzen. Was fällt Ihnen spontan ein?
• Logistische Probleme
• Kostenexplosion
• Schwere Umsetzung durch die Wetterverhältnisse
• Wirtschaftliche Kalkulation
• Transportkosten
• Höhe
• Durch die ganzjährige Kälte wird die Umsetzung des Bauprojektes
schwer.
• Wetterbedingungen
WPAW-V04-3
Praxisbeispiel:
Bauproduktion auf der Zugspitze – Die Eibsee-Seilbahn
Bildquelle: https://www.alpin.de/home/news/22019/artikel_neue_zugspitzbahn_eroeffnet.html 22.04.2020 19:07 Uhr
WPAW-V04-4
WPAW-
V07-4
Praxisbeispiel:
Bauproduktion auf der Zugspitze – Die Eibsee-Seilbahn
Bildquelle: https://img.nzz.ch/2017/12/21/4afe1c73-cbf3-4c44-88d5-71265e8ba8f6.jpeg?width=1360&height=768&fit=crop&quality=75&auto=webp 22.04.2020 19:09 Uhr
WPAW-V04-5
Praxisbeispiel:
Bauproduktion auf der Zugspitze – Die Eibsee-Seilbahn
Bildquelle: https://bilder.t-online.de/b/82/94/07/14/id_82940714/tid_da/am-21-dezember-wird-die-neue-superseilbahn-zur-zugspitze-eingeweiht-.jpg 22.04.2020 19:12 Uhr WPAW-V04-6
Praxisbeispiel: Bauproduktion auf der Zugspitze – Die Eibsee-Seilbahn Bildquelle: https://www.nuernbergluftbild.de/images/luftbild/R11290529.jpg 22.04.2020 19:16 Uhr WPAW-V04-7
Praxisbeispiel:
Bauproduktion auf der Zugspitze – Die Eibsee-Seilbahn
Bildquelle: https://www.nuernbergluftbild.de/images/luftbild/R11290491.jpg 22.04.2020 19:18 Uhr
WPAW-V04-8
Praxisbeispiel: Neubau der Bergstation Bildquelle: http://zugspitze-insider.de/wp- content/uploads/sites/28/2016/02/BZB_Neubau_Eibsee_Seilbahn_3D_SCHNITT_BERGSTATION_c_Bayerische_Zugspitzbahn_Bergbahn_AG_Hasenauer_Architekten.jpg?w WPAW-V04-9 =246&h=173 22.04.2020 19:22 Uhr
Praxisbeispiel: Einige Informationen zum Bauprojekt Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-10
Praxisbeispiel: weitere technische Daten des Projekts Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-11
Praxisbeispiel: Zugspitze – Besichtigung im Mai 2016 Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-12
Praxisbeispiel: Zugspitze – Besichtigung im Mai 2016 Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-13
Praxisbeispiel: Zugspitze – Besichtigung im Mai 2016 Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-14
Praxisbeispiel: Zugspitze – Besichtigung im Mai 2016 Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-15
Praxisbeispiel: Zugspitze – Besichtigung im Mai 2016 Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-16
Lage der Baustelle – Tragseilturm Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-17
Lage der Baustelle – Baustelleneinrichtung Tragseilturm Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-18
Ansicht - Rückspannbauwerk Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-19
Ansicht - Rückspannbauwerk Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-20
Ansicht - Rückspannelemente Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-21
Ansicht - Materialseilbahn Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-22
Ansicht – Materialseilbahn (Zwischenlager/Magazin) Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-23
Ansicht – Baustelleneinrichtung - Lagerplatz Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-24
Ansicht – Baustelleneinrichtung - Turmdrehkran Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-25
Ansicht – Baustelleneinrichtung – Kleinkran Bildquelle: Felix Meckmann, Besichtigung im Mai 2016 WPAW-V04-26
Frage 2 (über webex Umfrage)
Welche Herausforderungen (oder auch Schwierigkeiten, Probleme –
persönlich mag ich den Begriff Herausforderungen) sehen Sie bei der
Umsetzung eines Bauprojekts in dem dargestellten Umfang?
WPAW-V04-27Industrielle Produktion
1
2
Bild 1: https://www.baulinks.de/webplugin/2016/0852.php427.04.2020, 19.05 Uhr WPAW-V04-28
Bild 2: https://cnc-premium.de/cnc-leistungen/cnc-prototypen-bis-serienfertigung/, 27.04.2020, 18.22 UhrIndustrielle Produktion
1
2
Bild 1: https://robotix.academy/vorlesung-industrielle-produktion/, 27.04.2020, 19.01 Uhr WPAW-V04-29
Bild 2: https://www.schnell-tischner.de/branchen/industrielle-produktion, 27.04.2020, 18.20 UhrFrage 3 (über webex Umfrage)
Was ist im Vergleich zur industriellen Produktion bei einer
Bauproduktion anders?
WPAW-V04-30Unterscheidungsmerkmale der Bauproduktion zur Industrieproduktion https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-658-01942-6_2, 27.04.2020, 17.21 Uhr WPAW-V04-31
Standortgebundene Fertigung
• Bauprojekte sind i.d.R. standortgebunden und unbeweglich, d.h.:
Die Fertigungsstätte wechselt den Ort, nicht das Fertigungsprodukt wird
an einen Ort geliefert.
• Besondere Anforderungen an die Betriebsstätte und die Betriebs-
mittel (Baustelleneinrichtung, Maschinen und Geräte):
Beide müssen sich bei jedem neuen Bauprojekt an die wechselnden
Standortbedingungen anpassen
• Meist Abwicklung mehrerer technisch und wirtschaftlich
unterschiedlicher temporärer Produktionsstätten (Baustellen,
Bauprojekten) durch ein Bauunternehmen, die sich nach Art, Lage,
Umfang, Ausführungsbedingungen und Fertigungsstadium
unterschieden.
WPAW-V04-32Einzelfertigung
• Jedes Bauprojekt ist anders, im Gegensatz zur
Großserienproduktion in der stationären Industrie.
• Teilvorgänge der einzelnen Fertigungsschritte sind dennoch
identisch, jedoch unter wechselnden Rand- und Produktions-
bedingungen:
• z.B. das Mauern oder Verputzen einer Außen- oder Innenwand
• in der Konsequenz geringere Optimierungsmöglichkeiten, als
in der stationären Industrie
WPAW-V04-33Einfluss des Auftraggebers während des
Produktionsprozesses
• Weitgehende Einflussmöglichkeiten des Auftraggebers im
Sinne von Veränderungsmöglichkeiten:
• auf Qualität (z.B. Oberflächenqualität Q2 statt Q3)
• die zu verwendeten Baustoffe (z.B. KS-Stein statt HBL)
• den Produktionsumfang (z.B. statt ausschließlich eines Fensters an
der Straßenseite, doch einen Erker)
• Änderungen in der Konstruktion und in der Ausführung (z.B.
statt Stütze im Wohnzimmer, freitragende Konstruktion
gewünscht)
• Diese Einflussmöglichkeit hat der Auftraggeber in der stationären
Industrie nicht, so das dort dieses „Störpotential“ nicht wirkt.
WPAW-V04-34Baustellenfertigung
• Bauwerke können nur an ihrem vorbestimmten Standort hergestellt
werden.
• teilweise Einschränkung: Fertighäuser, Fertigbauteile
• In der Konsequenz Fertigung an stets wechselnden Orten:
• mit topologischen, klimatischen, technischen und
wirtschaftlichen Gegebenheiten
• mit kurzfristiger und saisonaler Witterungsabhängigkeit
• mit Transport der Arbeitskräfte, Betriebsmittel sowie
Verbrauchs- und Gebrauchsstoffen an die jeweilige Baustelle
• mit jeweils neuer Einrichtung der Produktionsstätte für das
geplante Bauwerk
• mit neuer Planung der Baustelleneinrichtung und neuer
Kombination der Produktionsfaktoren in quantitativer,
qualitativer und zeitlicher Hinsicht
WPAW-V04-35Exkurs: Verbrauchs- und Gebrauchsstoffe
• Verbrauchsstoffe
• Baustoffe (Zement, Beton)
• Baubetriebsstoffe (Diesel, Schmier- und Reinigungsmittel)
• Bauhilfsstoffe (Schalöl, Kleineisenzeug, Draht)
• Gebrauchsstoffe:
• Baustellenausstattung (Schalung, Baurüstung)
• Vorhalteholz (Schal- und Absteifholz)
• Werkzeuge
• Ersatz- und Verschleißteile
WPAW-V04-36Fertigung auf Bestellung
• Bauleistungen auf Grundlage von Aufträgen:
• nach Ausschreibung oder freihändiger Vergabe
• Ausschreibung nach Bauwerksplanung
• den Aufträgen liegen Entwürfe zugrunde, die nach individuellen
Wünschen des Auftraggebers von Architekten, Ingenieuren und
sonstigen Fachleuten aufgestellt werden
• Teilleistungen und Baustoffqualitäten werden in
Leistungsverzeichnissen genau beschrieben
• im Rahmen der Vertragsbedingungen Baubeginn und
Baufertigstellung
• Das Festlegen eines baubetriebsgerechten, optimalen
Auftrags- und Produktionsprogramms ist einer
Bauunternehmung deshalb nur bedingt möglich.
• Die bauausführende Wirtschaft wird als auftragsorientierte
Bereitschaftsindustrie bezeichnet.
WPAW-V04-37Langfristfertigung
• Fertigungszeiten über mehrere Monate oder Jahre
• Sicherlich eine Extrembeispiel in Schweden: Bisherige Bauzeit des
Kernkraftreaktors Olkiluoto 15 Jahre, Anfang 2020 ist der
kommerzielle Leistungsbetrieb und die Übergabe der Anlage geplant
Bildquelle: https://www.iftp-berlin.de/wp-content/uploads/2015/05/iftp-energie-olkiluoto-areva.jpg 22.04.2020 19:46 Uhr WPAW-V04-38Langfristfertigung
• Fertigungszeiten über mehrere Monate oder Jahre
• Sicherlich eine Extrembeispiel in Schweden: Bisherige Bauzeit des
Kernkraftreaktors Olkiluoto 15 Jahre, Anfang 2020 ist der
kommerzielle Leistungsbetrieb und die Übergabe der Anlage geplant
Bildquelle: https://www.iftp-berlin.de/wp-content/uploads/2015/05/iftp-energie-olkiluoto-areva.jpg 22.04.2020 19:46 Uhr WPAW-V04-39Langfristfertigung
• Fertigungszeiten über mehrere
Monate oder Jahre (Bsp.
Schweden: bisherige Bauzeit des
Kernkraftreaktors Olkiluoto
Beginn 2005, Anfang 2020 ist
der kommerzielle
Leistungsbetrieb und die
Übergabe der Anlage geplant)
• Meist Fertigung mehrere Projekte parallel:
• die zu unterschiedlichen Zeitpunkten begonnen und
• zu unterschiedlichen Fristen fertigzustellen sind
• In der Konsequenz Abstimmungsprobleme für den Einsatz der
technischen und personellen Betriebskapazität.
Bildquelle: https://www.iftp-berlin.de/wp-content/uploads/2015/05/iftp-energie-olkiluoto-areva.jpg 22.04.2020 19:46 Uhr WPAW-V04-40Bachelor-Studiengang
Wirtschaftsingenieurwesen-Bau 2. Studiensemester
Pflichtmodul
Projektabwicklung in der
Bauwirtschaft
Trends und Perspektiven in der Bauproduktion
Institut Bauingenieurwesen
Lehrgebiet BauökonomieBuilding Information Modeling
(BIM)
Institut Bauingenieurwesen
Lehrgebiet BauökonomieEntwicklung und Einführung von BIM
BIM ist ein komplexes
Themenfeld, welches
viele Bereiche
beeinflusst und
abdeckt.
BIM ist mitten in der
Findungsphase und erzeugt
große Unsicherheiten
Bildquelle: Prairie Sky Consulting; Bildquelle: Autodesk Revit 2018, Modell: Prairie SkyConsulting
WPAW-V04-43Kurzer Blick zurück
„Die Dampfkraft trat ihren
Siegeszug an, sie drang in alle
Gebiete, sie vernichtete alte
Gewerke oder gestaltete sie
von Grund aus um[…].“
Matschoss, Conrad (1908). Zitat aus
Abschnitt „Die sozialen Wirkungen der
Dampfmaschine“
Bildquelle: modifiziert nach www.db‐service.toubiz.de
WPAW-V04-44Digital Information Growth
Quelle: Ericsson (2014)
WPAW-V04-45Digital Information Growth
Quelle: https://www.ikz.de/detail/news/detail/effizientere‐prozesse‐kuerzere‐bauzeiten/ WPAW-V04-46Data Traffic Mobile
Quelle: Ericsson (2017)
WPAW-V04-47Digital Economy and Society Index (DESI)
Index als Maßstab für die Überprüfung des Fortschritts. Dieser misst:
• den Anteil der IKT-Spezialisten unter der Bevölkerung,
• die durchschnittliche Internetnutzung,
• die Integration digitaler Technologien im Geschäft Prozesse und
• die öffentliche digitale Dienstleistung.
WPAW-V04-48BIM ist mehr als 3D-Zeichnen
3D
Virtuelles
• Dreidimensionale
Abbildung
xD
4D
Termine, 5D
Kapazitäten Kosten &
und Logistik Finanzierung
Quelle: VDI 2552-2
WPAW-V04-49BIM ist mehr als 3D-Zeichnen
3D
Virtuelles
• Dreidimensionale
Abbildung
4D
xD
• Modellelemente Termine,
Kapazitäten
5D
Kosten &
werden einem und Logistik Finanzierung
Terminplan
zugeordnet
Quelle: VDI 2552‐2 WPAW-V04-50BIM ist mehr als 3D-Zeichnen
3D
Virtuelles
• Dreidimensionale
Abbildung
4D
xD
• Modellelemente Termine,
Kapazitäten
5D
Kosten & • Modellelemente
werden einem und Logistik Finanzierung
werden
Terminplan zusätzlich mit
zugeordnet den Kosten
verknüpft
Quelle: VDI 2552‐2 WPAW-V04-51BIM ist mehr als 3D-Zeichnen
Weitere Bezeichnungen
• As-build Modell
3D
Virtuelles
– Erstellung eines Modells der
tatsächlich eingebauten
Komponenten und Bauteile
• As-build Kontrolle
xD – Kontrolle des SOLL Modells
(Planungsmodells) mit dem IST
4D
Termine,
5D
Kosten &
Modell (As-build Modell auf
Kapazitäten
und Logistik
Finanzierung Übereinstimmung und
Abweichungen
• Assoziativität
– Abgeleitete Darstellungen aus
einem BIM-Modell
Quelle: VDI 2552-2 WPAW-V04-52BIM Ziele
• Werkzeug für die digitale Integrationsplanung unter aktiver
Mitwirkung sowohl der Objektplanung als auch der Fachplaner
• Basis für weitere Planungsbeteiligte, z. B. für Simulationen
• Basis für die Erstellung von 2D-Unterlagen inklusive der Erstellung
von Plänen
• Durchführung von Kollisionsprüfungen mit den Modellen der
Projektbeteiligten
• Ermittlung von Mengen und Massen für Kostenermittlungen in der
Planungsphase und für die Ausschreibung
• Führung zentraler Sachinformationen (Form-, Flächen- und
Rauminformationen) während der Planungszeit
• Wegweiser zu weiterführenden Objektinformationen, Anbindung an
ein Raumbuch für die alphanumerischen Informationen
• als Basis für Renderings…
WPAW-V04-53Beispiel Turner (USA)
Plumbing Coordinator Beispiel
Fire Sprinkler Coordinator Mech Pipe Coordinator
Electrical Coordinator Turner MEP Manager
Ductwork Coordinator Turner Model Coordinator
Source: Ken Jones; Larry Blackburn; Chris Litz. Virtual Design and Construction – 3D - BUILDING INFORMATION MODELING – BIM WPAW-V04-54Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine interaktive Planung eine hohe Realitätsnähe der Darstellung … Source: ViCon WPAW-V04-55
… und des Planungsstandes erfordert. Source: TURNER WPAW-V04-56
Das I in BIM
Wissensorientiertes
Kommunikations-
modell
(KnowCoM©)
Quelle: Karl, Ch. K.; Spengler, A. J. (2018) Einfluss der Digitalisierung auf die Kommunikation und Kooperation in der Stahlbauausführung In: Stahlbau, Jg. 87, Heft 2, S. 102 - 107
WPAW-V04-57Warum das I so wichtig ist
Projektleitung
Project Manager Deputy
Project Manager
Contact
Controller
Manager
Time Document
Scheduler Control
Projektübergabe Projekteröffnung Ausführungsplanung Ausführung Abnahme
Leiter der Leiter der Rolle
Projektierung Ausführung
Auftragnehmer Änderungen, Übergabe
Lead Engineer Site Manager
Details & ggf. Anpassungen, des Objekts,
Project Manager Änderungen weitere (Re-) ggf.
Kick-Off
Aktionen Mängelliste
Meeting
Mechanica Electrical Piping Control Sys. Dep. Project Manager Management
l Engineer Engineer Engineer Engineer Ebene Einbeziehen Prüfung Prüfung
der (Kosten & (Kosten &
Contract Manager Arbeitsebene Zeit) Zeit)
Abrechnung
Soll-Ist-
Projektbeteiligte (AN) Time Scheduler Konzept Soll- Vergleich
& Ist-
Terminplan Terminplan
Terminplan (Zeit)
Lead Engineer Technische Technische
Kick-Off … Anpassungen
Planung
Mechanical Engineer Meeting Detailplanung Umplanung
Arbeits-
Electrical Engineer ebene
Detailplanung Umplanung
Aktivitäten und Informationsfluss
Quelle: Clientenbeispiel
WPAW-V04-58Entwicklung der Kommunikationsmethoden in
Bauprojekten „Kleine BIM-Lösung“
1 E-Mail 2 Projektplattform ■Einführung und Nutzung von
@ 3D-Modulen in einem
Architektur- oder Ingenieur-
büro oder Bauunternehmen
3 BIM ■Einsatz nur in einer
3D
Architektur
Organisationseinheit
TGA
virtuelles
Gebäudemodell (Insellösung)
IFC-Format 1)
Tragwerksplanung
4D 4D
5D
Termine Kosten
„Große BIM-Lösung“
Ressourcen Mengenermittlung
1) Industry Foundation Classes
■integrierte Anwendung
■Einsatz geeigneter BIM-Tools
■Vernetzung von Geschäfts-
und Entscheidungsprozessen
Quelle: Naumann: Neue Planungswerkzeuge im Schlüsselfertigbau – Visionen, Herausforderungen und Grenzen, 2011
des AG und AN WPAW-V04-59Relevanz von BIM nimmt zu
Bereits in zahlreichen EU- Massive Zunahme von Aktivitäten
Staaten Vorgaben zur zur Umsetzung von BIM auf
2003: National 3D-4D-BIM- nationaler Ebene
Program für öffentl. AG Nutzung von BIM bei
öffentl. AG:
Großbritannien,
Niederlande, Dänemark,
Finnland und Norwegen
Es sollen alle 28
Mitgliedsstaaten der EU bei
öffentl. Vorhaben BIM nutzen
BIM Anwendung EU Public Procurement
2007 –> 2012 Directive (EUPPD)
28% -> 71%
http://analyticsstore.construction.com/GlobalBIMSMR14
http://www.gsa.gov/portal/category/21062 WPAW-V04-60Ausblick auf weitere
Entwicklungen (VR/AR,
Simulation, Drohnen und
Robotik)
Institut Bauingenieurwesen
Lehrgebiet BauökonomieVeränderung von Arbeitswelten
Bildquellen: Microsoft;
Bildquellen: HoloHack Braunschweig
WPAW-V04-62Aktuelle Forschung in der automatisierten Bauwerks-
erstellung
Quelle: Spengler et. al. 2017.
WPAW-V04-63Beispiele für die Veränderung von Arbeitswelten:
Bild links oben: Roboterarm
Bild links unten: Portalroboter
Bild rechts: Roboterarm
Quelle: Spengler et. al. 2017.
WPAW-V04-64Beispiel für Veränderung von Arbeitswelten:
Seilroboter an der UDE (Prototyp)
Bildquelle: Bruckmann und Spengler et.al nach Meik; Universität Duisburg-Essen, Arnim Spengler
WPAW-V04-65Beispiel für die Veränderung von Arbeitswelten:
Seilroboter an der UDE (Prototyp)
Bildquelle: Universität Duisburg-Essen, Arnim Spengler WPAW-V04-66Klassische Baustelle vs. Baustelle 4.0 (aktuelle
Forschung)
Quelle: Karl, Spengler und Bruckmann (2017)
WPAW-V04-67Sie können auch lesen
