Die Baubranche wandert dank der künstlichen Intelligenz in eine neue Ära der Digitalisierung und Optimierung.
Denn KI-Technologien werden zunehmend in der Bauausführung eingesetzt, um den Baufortschritt zu erfassen, Prozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und die Sicherheit zu verbessern.
Dieser Blog wirft einen Blick auf verschiedene Anwendungen von KI in der Bauausführung und beleuchtet konkrete Beispiele, die die Vorteile dieser Technologien verdeutlichen.
Die automatisierte Baufortschrittskontrolle nutzt KI-gestützte Systeme, um den Baufortschritt in Echtzeit zu überwachen. Fast ausschließlich kommen dabei Kamerasysteme zum Einsatz. Diese erfassen Daten von der Baustelle, die von Algorithmen analysiert werden, um den Fortschritt zu verfolgen und Abweichungen zu erkennen.
Dabei variiert der Einsatz von KI-Technologien je nach Bauphase, sei es im Erdbau, Rohbau oder Ausbau. Die gewonnenen Daten ermöglichen eine objektive Bewertung des Projektstands und verbessern die Transparenz gegenüber Bauherren und Projektbeteiligten.
Technologiebeschreibung
Zum Einsatz kommen stationäre oder mobile Kameras, meist mit 360-Grad-Funktion, die kontinuierlich Bilder oder Videostreams der Baustelle liefern. Diese Bilddaten werden durch Computer Vision analysiert. Die KI erkennt anhand von Bauzeichnungen, Zeitplänen und Soll-Daten, ob bestimmte Bauelemente wie Wände, Decken oder Installationen bereits fertiggestellt sind. So kann der Ist-Zustand automatisch mit dem Planungsstand abgeglichen werden – und das tagesaktuell.
Die KI kann verschiedene Szenarien analysieren und intelligente Terminpläne erstellen, die auf Echtzeitdaten und implementierten Informationen basieren. Diese Technologien helfen dabei, Verzögerungen vorherzusagen und rechtzeitig Gegenmaßnahmen vorzuschlagen.
Technologiebeschreibung
Die Szenarioanalyse beginnt mit der umfassenden Datenerfassung aus verschiedenen Quellen wie Sensoren, Kameras, Baumaschinen und Managementsoftware. Diese Daten werden in ein Simulationsmodell integriert, das maschinelles Lernen und prädiktive Analysen verwendet, um verschiedene Szenarien zu erstellen. Das Modell testet unterschiedliche Variationen, um die Auswirkungen von Änderungen im Bauprozess zu bewerten. Die Ergebnisse werden analysiert, um die besten Strategien hinsichtlich Zeitplan, Kosten, Qualität sowie potenziellen Risiken und Engpässen zu ermitteln.
Die intelligente Terminplanerstellung nutzt verschiedene Eingabeparameter (z. B. Aufwandswerte oder Kolonnenstärke), um dynamische und realistische Zeitpläne zu erstellen. Durch die Anpassung der Eingabeparameter können so verschiedene Szenarien dargestellt und überprüft werden. So kann auf unterschiedlich komplexe Situationen schnell und zeitoptimal reagiert werden.
KI-basierte Systeme für das Ressourcenmanagement optimieren den Einsatz von Materialien, Maschinen und Personal. Durch die Analyse von Daten kann der Bedarf präzise vorhergesagt und der Einsatz von Ressourcen effizient geplant werden.
Technologiebeschreibung
Echtzeitdaten von der Baustelle (z. B. von Sensoren) werden gesammelt und analysiert, um den aktuellen Ressourcenstatus zu überwachen. KI-Algorithmen prognostizieren den zukünftigen Bedarf und identifizieren potenzielle Engpässe. Durch diese vorausschauende Planung können Ressourcen optimal zugewiesen und Verschwendungen vermieden werden.
Es gibt verschiedene Plattformen, die Bauunternehmen dabei unterstützen, Nachunternehmer und Materialien effektiv zu verwalten. Die KI analysiert historische Daten und Echtzeitinformationen, um den Bedarf vorherzusagen und die Verfügbarkeit von Ressourcen zu optimieren. Dies führt zu einer besseren Planbarkeit und reduziert Materialabfall.
KI-Systeme zur Verbesserung der Arbeitssicherheit überwachen die Baustelle kontinuierlich und erkennen potenzielle Gefahren frühzeitig. Sensoren und Kameras erfassen sicherheitsrelevante Daten, die von Algorithmen analysiert werden, um Risiken zu identifizieren und Warnungen zu melden.
Einige Systeme überwachen über KI-gestützte Kameras beispielsweise die Einhaltung des Tragens von Schutzkleidung. Darüber hinaus können in manchen Kamerasystemen Gefahrenzonen festgelegt werden, die auf Betreten der Personen überwacht werden. Verstöße werden in Form von Echtzeit-Alarmen gemeldet.
Technologiebeschreibung
Zum Einsatz kommen vor allem visuelle Erkennungssysteme mit Deep-Learning-Modellen zur Objekterkennung und -klassifikation. Kameras erfassen kontinuierlich das Geschehen auf der Baustelle und analysieren beispielsweise, ob Personen Helme oder Warnwesten tragen. Zusätzlich lassen sich virtuelle Zonen im Bild definieren, deren Überschreitung automatisch Alarm auslöst. Einige Systeme kombinieren Bilddaten mit Sensordaten (z. B. aus Wearables oder Maschinen), um ein umfassenderes Sicherheitsmonitoring zu ermöglichen.
Krane, die mit intelligenten Systemen ausgestattet sind, können die Effizienz und Sicherheit auf Baustellen deutlich erhöhen. Diese Systeme erfassen nicht nur das Gewicht der Lasten, sondern erkennen durch integrierte Kameras auch, welches Bauteil bewegt wird. Anhand der gesammelten Daten lässt sich die Kranauslastung optimieren und potenzielle Sicherheitsrisiken frühzeitig erkennen.
Beispiele für solche Technologien sind CAD24 oder Versatile, die bereits auf vielen Großbaustellen im Einsatz sind.
Technologiebeschreibung
Die intelligenten Kranhaken kombinieren Gewichtssensoren, Kameras und KI-basierte Auswertung. Die gesammelten Daten werden automatisch verarbeitet, um Bewegungsabläufe zu bewerten, Risiken zu erkennen und den Materialfluss zu verbessern. Die Systeme lernen mit jeder Nutzung dazu und können zunehmend bessere Vorhersagen treffen.
Klicke für ein Beispiel der Erfassung von Arbeitsabläufe.
Ein weiterer Ansatz zur Optimierung der Bauausführung ist das systematische Tracking von Bauprozessen mithilfe von Kameras. Die Abläufe einzelner Gewerke, insbesondere sich wiederholender Tätigkeiten, werden aufgezeichnet und analysiert. Ziel ist es, Engpässe frühzeitig zu erkennen, Durchlaufzeiten zu verbessern und insgesamt effizientere Abläufe zu gestalten.
Zudem lassen sich zentrale Produktionskennzahlen wie Taktzeiten, Stillstände oder Bauteilauslastung automatisch erfassen.
Technologiebeschreibung
Hier kommen überwiegend stationäre oder mobile Kameras zum Einsatz, die kontinuierlich Bilder oder Videomaterial von der Baustelle erfassen. Mittels Computer Vision und Machine Learning werden diese Aufnahmen auf spezifische Arbeitsschritte hin ausgewertet. Die KI erkennt Muster, misst Zeitintervalle und erstellt darauf basierend Analysen zur Prozessqualität.
Autonome Baumaschinen, die mit KI-Technologie ausgestattet sind, können Bauaufgaben selbstständig ausführen. Diese Maschinen nutzen Sensoren, GPS und maschinelles Lernen, um ihr Arbeitsvolumen zu maximieren.
Technologiebeschreibung
Autonome Baumaschinen können definierte Aufgaben eigenständig ausführen. Diese Maschinen sind mit einer Vielzahl von Sensoren wie Lidar, Radar und Kameras ausgestattet, die ihre Umgebung in Echtzeit erfassen. Durch die Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellen Lernalgorithmen können sie Hindernisse erkennen, eine Arbeitsstrategie planen und sicher navigieren, ohne dass ein menschlicher Bediener vor Ort sein muss.
Hersteller solcher Systeme sind beispielsweise Build Robotics, oder das israelische Startup IntSite, die sich auf autonome Krane fokussiert.
Die Integration von Künstlicher Intelligenz in die Bauausführung bietet enorme Vorteile in Bezug auf Effizienz, Sicherheit und Qualität.
Von der automatisierten Baufortschrittskontrolle und intelligenten Terminplanerstellung über Ressourcenmanagement und Arbeitssicherheit bis hin zur Prozessoptimierung, autonomen Baumaschinen und 3D-Datenerzeugung – die Anwendungen sind vielfältig und verändern schon heute die Bauausführung in der Praxis. Unternehmen, die diese Technologien einsetzen, können nicht nur ihre Projekte effizienter und kostengünstiger abschließen, sondern auch die Sicherheit und Qualität ihrer Bauprojekte erheblich verbessern.
Die Zukunft der Bauausführung ist digital und intelligent – und KI spielt dabei eine zentrale Rolle.
