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BIMWas kommt danach?

Melanie PiskernikInstitut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement

Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik

26.06.2018

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Vorstellung

TU WienInstitut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement

Forschungsbereich Baubetrieb und BauverfahrenstechnikUniv.Prof. DI Dr.techn. Gerald Goger

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Agenda

• Vorstellung

• Ausgangssituation

• Digitalisierung der Baubranche, Forschung und Entwicklung

• Was kommt nach BIM?

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Ausgangssituation

Studie „Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen“

Foto: Internetquellen; Studien: Digitalisierungsindex; Trendradar

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Ausgangssituation

97%

78%

89%

3%

22%

11%

0%

25%

50%

75%

100%

Planungsprozess Bauausführung Betrieb

eher positiv eher negativ

Auswirkungen von BIM und Digitalisierung

Befragung im Rahmen der 8. Wiener Gespräche; IBPM; TU Wien; 2016

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Ausgangssituation

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

stimme zu stimme nicht zu

Statements zu BIM

Befragung im Rahmen der 8. Wiener Gespräche; IBPM; TU Wien; 2016

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Ausgangssituation

Goger G., Piskernik M., Urban H.; Studie „Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen“; IBPM; TU Wien; 2017

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Ausgangssituation

Goger G., Piskernik M., Urban H.; Studie „Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen“; IBPM; TU Wien; 2017

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Foto: © BAM Swiss AG/Autodesk, https://goo.gl/AuVjF3; Formel: Oberwinter, Hübner 2015

Ausgangssituation

𝐵𝐼𝑀 3𝐷 𝑖 ∗ 𝑛

Definition BIM

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Ausgangssituation

Obwohl viele Herausforderungen bleiben:

• BIM setzt sich in der Baubranche durch

• Standards und Normen werden entwickelt

• Werkzeuge (Software) entwickelt sich ständig weiter

• Fundierte Ausbildung ist derzeit noch nicht durchgängig

Aktueller Status BIM

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BIM und Digitalisierung der Baubranche

Digitalisierung im ÜberblickProjektphase Aktuelle Anwendung ForschungsfelderEntwicklung und Planung • BIM

• Datenplattformen• Visual Computing und Datenbrillen• Digitale Baueinreichung

Vorproduktion und Herstellung • Automatisierte Fertigung • 3D-DruckerRealisierung und Ausführung • Mobile Endgeräte

• Laserscanning (z.B. Drohnen)• RFID-Tracking• Datenplattformen

• Smart Site – Intelligente Baustelle(BIM)

• Datenbrillen• Montageroboter• Autonome Baumaschinen

Betrieb und Nutzung • Smart Home • Smart Building• Internet der Dinge• Big-Data• Predictive Maintenance• Fernwartung

Erneuerung und Rückbau • Trennung der Gebäudeschichten • Rückbau statt Abriss (Urban Mining)Aufstellung in Anlehnung an Graser T.: „Potenziale der Digitalisierung im Bauwesen“; BSc-Arbeit; FH Oberösterreich; 2017

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Kooperationsprojekt„Echtzeitdatenerfassung im Hochbau zur Optimierung des

Abrechnungs- und Dokumentationsprozesses für ÖBA-Leistungen“

Forschungsprojekt „Echtzeitdaten Hochbau“

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Forschungsprojekt „Echtzeitdaten Hochbau“

Herausforderungen ÖBA

• Primäres Kontrollorgan des Bauherrn auf der Baustelle

• Termin- und Kostenverfolgung, Qualitätskontrolle

• Koordinations-, Organisations-, Überwachungs- und Dokumentationstätigkeiten

• Rechnungsprüfung, Bearbeitung von Mehr- und Minderkostenforderungen

• Mängelfeststellung / -bearbeitung, Abnahme

• Erster Ansprechpartner ausführender Unternehmen

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Forschungsprojekt „Echtzeitdaten Hochbau“

• Feststellen der üblichen Abrechnungs- und Dokumentationsprozesse im Hochbau

• Feststellen von Zeitanteilen für ÖBA-Leistungen

• Möglichkeiten des Einsatzes von digitalen Entwicklungen zur Leistungs- und Qualitätsfeststellung

• Automatisierte Weiterverarbeitung von digital erfassten Daten

• Suche nach geeigneten Pilotprojekten

Ziele erstes Forschungsjahr

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Forschungsprojekt „Echtzeitdaten Hochbau“

Erhebung:

• des Abrechnungs- und Dokumentationsprozesses mittels BPMN 2.0

• der Anforderungen von Leistungsfeststellungen

• technologischer Möglichkeiten

Aktueller Status

Schiefer K.: Digitalisierungspotential von tradierten Dokumentationsprozessen im Tunnelbau; IBPM; TU Wien; 2018

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Forschungsprojekt „Echtzeitdaten Hochbau“

Beispiel Laserscan und abgeleitetes BIM-Modell

FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH

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Forschungsprojekt„Einsatz von Augmented Reality zur Abnahme und

Qualitätssicherung auf Baustellen“

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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Projektpartner

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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Was ist Virtual / Augmented Reality?

Fotos: © Autodesk

Virtual Reality Augmented Reality Mixed Reality

Augmented Reality wird als Synonym für beide verwendet

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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Derzeitiger Arbeitsablauf mit BIM (IFC)

.fbx

C#

ARIOTBrowser

Konverter.obj

Geometrie

Liste

xmlEigenschaften

ARIOTViewer

Verlinkung

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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• Anwendungs- und Anforderungsanalyse für AR auf der Baustelle

• Entwicklung eines AR-Interface für die Qualitätssicherung auf Baustellen

• Entwicklung einer Closed-Loop-Datenverarbeitung (zwischen BIM und AR-Modell)

• Bidirektionaler Datenaustausch

• Markierung von Mängeln und Baustellenfortschritt

• Einlesen QR-Code von AR-Modell ins BIM-Modell

Projektziele I

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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Eingebaute Anlagenteile mit

QR-Code

Produktdaten aus der Herstellerdatenbank

Scannen QR-Code

AR-Modell

Einlesen in das AR-Modell

Steuerung mittels Gestik

Daten-austausch

BIM-Modell Bestandsdaten für FM

Closed-Loop-Datenverarbeitung

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

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• Entwicklung eines baustellenspezifischen Remote-Expert-Systems

• Tracking auf der Baustelle (Evaluierung und Weiterentwicklung)

Projektziele II

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

Fotos: © DAQRI

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• Überprüfung der Praxistauglichkeit auf der Baustelle (Kosten-Nutzen-Analyse)

Mögliche Einsätze:

Klinikum St.Pölten

Chemie-Gebäude TU Graz

Future Art Lab

Fernwärme Mexikostation

Projektziele III

Forschungsprojekt „AR-AQ-Bau “

Fotos: © FCP ZT GmbH

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Was kommt nach BIM?

• Integriertes BIM über den gesamten Lebenszyklus

• Digitale Optimierung der Bauplanung

• Datenanalyse

• Lean Management

• Kooperative Vertragsmodelle

• ….

Zukünftige Entwicklungen

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Was kommt nach BIM?

• Entwickelte sich aus dem Toyota Production System

• Studie am MIT 1990 zeigte: 3-fache Produktivität mit der Hälfte an Mitarbeitern, viermal kürzere Lieferzeiten, um 50% geringere Montagefläche etc.

• Idee zu Lean Production und Lean Management weiterentwickelt

Lean Management

„Das Ideal: Gebe dem Kunden (intern und extern) genau das, was er benötigt, um seine Zwecke/Absichten zu erfüllen und das ohne Verschwendung.“

Definition nach Ballard (2013)

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Was kommt nach BIM?

1. Überproduktion

2. Wartezeit

3. Transport

4. Ineffiziente Arbeitsprozesse

5. Lagerbestände

6. Überflüssige Bewegungen

7. Produktionsfehler / Nacharbeiten

Arten der Verschwendung nach Ohno

Ziel ist: Verschwendung erkennen und eliminieren!

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Was kommt nach BIM?

Ausgewählte Ansätze im Kontext von Lean Construction

1. Last Planner System (LPS)

2. Taktplanung und Taktsteuerung (TPTS)

Gesamtterminplan mitMeilensteinen

Rahmenterminplan

Phasenterminplan (Soll)

Vorschauplan (Kann)

Wochen-/Tagesplan (Wird)

Auswertung (Ist)

Kooperative Phasenplanung des Gesamtablaufs mit allen Beteiligten

Sechs bis acht Wochen VorschauZiel: Erkennen von Hindernissen

Zusagen zu hindernisfreien Aktivitäten

Messung der ZuverlässigkeitKontinuierliche Verbesserung

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Was kommt nach BIM?

Ausgewählte Ansätze im Kontext von Lean Construction

1. Last Planner System (LPS)

2. Taktplanung und Taktsteuerung (TPTS)

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Was kommt nach BIM?

Kernaussagen

• Digitalisierung wird vorwiegend positiv wahrgenommen

• BIM ist bereits in der Baubranche angekommen

• Viele neue Entwicklungen rund um Datenschnittstellen und Software

• Auf der Baustelle ist Datenmanagement zentrales Thema

• Lean Construction als aktueller Trend

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Fragen, Anregungen, Diskussion

DI Melanie Piskernikmelanie.piskernik@tuwien.ac.at

TU WienInstitut für Interdisziplinäres BauprozessmanagementForschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik