Die Zukunft der Baustelle

Baugerüste, Mischmaschinen, Mörteltröge – blickt man über den Bauzaun des Nachbarn, sieht alles aus wie früher. Doch wer hat auf Großbaustellen das Sagen? Damit alles läuft, hat längst die Automatisierung das Ruder übernommen. Und das beginnt bereits bei der Planung. Hier erfahren Sie mehr.

Inhalt

Was versteht man unter Automatisierung?
Was ist der Unterschied zwischen Automatisierung und Digitalisierung?
Vom Handwerk zu High-Tech – wie alles begann
Mörteltrog und Kran entwickelten sich langsam
Wann hat die Automatisierung der Baustelle begonnen?
Wann kamen die heutigen Geräte zur Verarbeitung der Baustoffe?
Warum setzt sich die Automatisierung im modularen Hausbau schneller durch?
Was macht die Automatisierung am Bau notwendig?
Was ist BIM und was sind digitale Zwillinge?
Bedeutet Automatisierung eine neue Rollenverteilung?
Mähroboter, Saugroboter – aber Roboter auf der Baustelle?
Was hat ein Roboter mit einem Chatbot gemeinsam?
Was können Drohnen auf der Baustelle leisten?
Wie nachhaltig ist die Automatisierung auf der Baustelle?
Fazit und Zusammenfassung

Was versteht man unter Automatisierung?

Maschinen, ja sogar Roboter unterschiedlichster Entwicklungsstufen, übernehmen Schritt für Schritt Arbeitenund Aufgaben, die bisher nur Menschen ausführen konnten. Dabei handelt es sich nicht nur um einfache, sich wiederholende Abläufe oder Handgriffe. Ganz im Gegenteil! Mittlerweile können auch komplexe Vorgänge „automatisch“ durchgeführt werden, und das präzise und in gleichbleibender Qualität.

Was ist der Unterschied zwischen Automatisierung und Digitalisierung?

Automatisierung funktioniert auch ohne Digitalisierung – mit ihr allerdings viel besser. Die Digitalisierung ermöglicht, dass Maschinen die Aufgaben effizient und „intelligent“ ausführen, und diese auch noch mithilfe von Echtzeit-Daten optimieren. Die Digitalisierung befeuert also die Automatisierung, denn sie verändert die Arbeitsweise in allen Unternehmensbereichen.

Vom Handwerk zu High-Tech – wie alles begann

Kaum zu glauben, aber wahr. Die Zeit stand im wahrsten Sinne des Wortes für einige Jahrhunderte still. Baustellen und deren Gerüste und Gerätschaften sahen im 17. Jahrhundert immer noch ähnlich aus wie im frühen Mittelalter. Bis weit ins 19. Jahrhundert hinein tat sich wenig – bis mit der Industrialisierung der Siegeszug des Stahlbetons ab ungefähr 1900 begann. Beides veränderte das Bauwesen grundlegend. Neue Materialien und Techniken verdrängten die jahrhundertelang bewährte Baupraxis.

Mörteltrog und Kran entwickelten sich langsam

Auch die Werkzeuge haben sich von der Antike bis ins 19. Jahrhundert kaum verändert. So mischte der Mörtelanrührer den Mörtel mit einer Hacke in einem Mörtelkasten, der mit Bohlen eingefasst war. Danach wurde der Mörtel in Holzmulden oder Körbe gefüllt und über Leitern auf das Gerüst getragen. Selbst heute wird Beton in manchen Ländern noch direkt auf der Baustelle aus den Einzelkomponenten Sand, Bindemittel und Wasser angemischt, obwohl es längst qualitätsgesicherte werksgemischte Produkte gibt. Auch der Kran ging es gemächlich an. Erst mit der Industrialisierung kam seine Entwicklung in die Gänge. Pure Muskelkraft wurde durch Dampfmaschinen und Elektromotoren ersetzt. 1910 revolutionierte der erste Turmdrehkran den Bau – man konnte erstmals Hochhäuser errichten.

Wann hat die Automatisierung der Baustelle begonnen?

Sie startete später als in anderen Industriezweigen, das sei gleich vorausgeschickt. Gerade der Bausektor blieb lange von menschlicher Arbeit dominiert. Erst mit dem Verbrennungsmotor im 20. Jahrhundert kam Schwung in die Sache. Baumaschinen wurden mehr und mehr motorisiert und entlasteten die Arbeitskraft Mensch. Bulldozer, Bagger und Kranwagen packten mit an und steigerten die Produktivität. Auf einmal war es möglich, auch größere Bauprojekte in weniger Zeit zu realisieren. Ein weiteres Novum: Bauen wurde planbarer und darüber hinaus auch leistbarer.

Wann kamen die heutigen Geräte zur Verarbeitung der Baustoffe?

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts war es so weit. Mischmaschinen, Rührwerke, Misch- und Förderpumpen, Putzmaschen etc. kamen auf den Markt. Die Automatisierung schritt voran und massive Arbeitserleichterungen wurden geschaffen.

Warum setzt sich die Automatisierung im modularen Hausbau schneller durch?

Unabhängig von Witterungs- und Lichtverhältnissen lassen sich in der trockenen Werkshalle Fertigteile natürlich einfacher herstellen. Hier ist alles plan- und kontrollierbar. Fehler werden entdeckt und im Prozess korrigiert. Baustellen wiederum bieten nicht immer die optimalen Bedingungen für die Automatisierung. Witterungseinflüsse sind vorhanden, die Stromversorgung muss auf die Beine gestellt werden, die Sicherheitsvorkehrungen müssen berücksichtigt werden. Und  der Mensch selbst? Ist ein Gewohnheitstier. Warum etwas verändern, das ohnehin gut funktioniert?

Was macht die Automatisierung am Bau notwendig?

Wie so oft sind es die Rahmenbedingungen, die uns zum Handeln bringen. Dazu zählen Zeit- und Kostendruck, steigende Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Prozessen und Materialien und natürlich der wachsende Fachkräftemangel. Auch die Zeit, auf der Baustelle zu improvisieren, ist so gut wie nicht mehr vorhanden. Dank Automatisierung können hier im Vorfeld, also in der Planungsphase, verschiedenste Szenarien durchgespielt und somit Überraschungen ausgeschlossen werden.

Was ist BIM und was sind digitale Zwillinge?

In der digitalen Planung mit Building Information Modeling (BIM) werden Bauprojekte zum Beispiel als digitale Zwillinge modelliert. Unter einem digitalen Zwilling versteht man dabei eine virtuelle Kopie eines Gebäudes oder auch einer ganzen Stadt. Es stellt das Gebäude digital in der natürlichen Welt dar. Der große Vorteil? Eine Optimierung ist im Vorfeld möglich! Wenn BIM mit Lean Management kombiniert wird, das darauf abzielt, Verschwendung in allen Bereichen zu eliminieren und Prozesse zu optimieren, entstehen enorme Effizienzgewinne. Material-, Zeit- und Kostenaufwände können so signifikant reduziert werden, was zu nachhaltigeren und wirtschaftlicheren Bauprojekten führt.

Bedeutet Automatisierung eine neue Rollenverteilung?

In den meisten Fällen sieht sich der Mensch in einer neuen Rolle und klaren Win-Win-Situation. Weniger körperliche Anstrengung, geringere Gefahrenquellen am Arbeitsplatz, weniger der Witterung ausgesetzt. Nehmen wir als Beispiel einen Fahrer, der mittels Joystick sein Arbeitsgerät dirigiert. Verglichen zu vorher eine klare Verbesserung. Dorthin gebracht haben ihn die Notwendigkeit der Automatisierung und sein Wille zum Umlernen. Ein Weg, den viele noch vor sich haben. Aber einer, der sich langfristig lohnt.

Mähroboter, Saugroboter ok – aber Roboter auf der Baustelle?

Gerade auf der Baustelle können Maschinen und Roboter viel leisten und dem Menschen, dem körperliche Grenzen gesetzt sind, anstrengende Arbeiten abnehmen. Sie sind in der Lage, Bauteile abzureißen, eine Mauer zu bauen, Löcher zu bohren, Teile zu schweißen, Decken über Kopf zu verputzen und schwere Lasten von A nach B zu transportieren. So unterschiedlich wie die Aufgaben, die sie ausführen, sind auch ihre Form und ihre Kommunikationsfähigkeit. Vom vierbeinigen autonom agierenden Fahrgestell über den humanoiden Roboter bis zum mit dem Menschen kollaborierenden „Cobot“ ist alles möglich, aber auch Gewöhnungssache.

Was hat ein Roboter mit einem Chatbot gemeinsam?

Die sprachliche Herkunft. „Roboter“ leitet sich vom tschechischen/slawischen Wort „robota“ ab und bedeutet „Arbeit“ oder „Fronarbeit“. Das Wort geht auf das altkirchenslawische „rab“, also „Sklave“ zurück. In der Computerwelt findet man die Kurzform „Bot“ im „Chatbot“ oder in „Google-Bots“, die das Web nach Inhalten durchforsten.

Was können Drohnen auf der Baustelle leisten?

Drohnen werden in privater Verwendung oft kritisch gesehen. Doch auf der Baustelle haben sie durchaus Berechtigung. Denn die Überwachung der Baustelle funktioniert besser, wenn Drohnen in kürzester Zeit eine große Baustelle inspizieren. Sie erfassen sich bewegende Maschinen und Fahrzeuge in Echtzeit und ermöglichen den Verantwortlichen, augenblicklich auf Sicherheitsrisiken zu reagieren. Und das Beste: Sie bewegen sich oft in Höhen und Settings, die für das Kontrollorgan Mensch gefährlich sein könnten.

Wie nachhaltig ist die Automatisierung auf der Baustelle?

Sozial, ökologisch und wirtschaftlich zugleich – das ist die Herausforderung, die Automatisierung auch erfüllen kann: Sie macht effizienter und hilft Kosten zu sparen. Sie entlastet die Menschen von körperlicher Arbeit und schützt sie vor unnötiger Gefahr. Sie schont die Ressourcen – menschliche ebenso wie materielle – durch gut durchdachte Planung und die Simulation von Produktionsprozessen, um mögliche Fehler noch in der Planungsphase zu korrigieren und ermöglicht die Optimierung von Bauprozessen.

Fazit und Zusammenfassung

Manuelle Arbeit und bewährte Baugeräte bestimmten lange die Arbeitsweise im Bauwesen. Erst mit der Industrialisierung und der Motorisierung begann sich die Automatisierung langsam durchzusetzen. Auch wenn sie im Bauwesen noch in den Kinderschuhen steckt, ist sie nicht aufzuhalten und die Lösung für viele aktuelle Herausforderungen. Ob Roboter, künstliche Intelligenz und Big Data, 3D-Druck, Drohnen, Cloud-Lösungen, Virtual & Augmented Reality oder das IoT (Internet of Things) – viele Trends und Faktoren treiben die Entwicklung des Bauwesens voran und definieren die Zukunft der Baustelle. Das Potenzial, das in der Automatisierung und Digitalisierung steckt, ist enorm: Effizienzsteigerung, Kostensenkung, Qualitätssicherung und die Antwort auf den Fachkräftemangel sind nur einige davon.

Am Ende sind sie auch die Zukunftshoffnung um Bauen wieder leistbarer zu machen.

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