Aileen Pfeil und Ayham Kemand vom Lehrstuhl für Baubetrieb und Baumanagement der Universität Duisburg-Essen sind die Referenten des buildingSMART-Tutorials "BIM-Automation und Robotik"
Aileen Pfeil und Ayham Kemand sind die Referenten unseres buildingSMART-Tutorials „BIM-Automation und Robotik“ am 9. Dezember 2024. Im Interview erklären sie den Zusammenhang zwischen BIM und Robotik und verraten, was Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Tutorials erwartet.
Aileen, Ayham, Ihr arbeitet beide an der Universität. Werdet Ihr das Thema BIM-Automation und Robotik daher vor allem theoretisch in dem Tutorial am 9. Dezember behandeln?
Aileen: Wenn wir von Forschung reden, dann gehören wir meistens nicht in den Bereich der Grundlagenforschung. Wir arbeiten meistens sehr praxisorientiert. Sowohl im Bereich der Robotik als auch im Monitoring können wir selten ohne Praxisbeispiele arbeiten, denn Systeme, die in einer sterilen Umgebung (Laborumgebung) funktionieren, bringen uns in der Praxis nichts. Mit allem, was wir entwickeln, stehen wir im direkten Praxisaustausch.
Welche Inhalte wollt Ihr in dem Tutorial vermitteln und wie gestaltet Ihr das Ankommen für Einsteigerinnen und Einsteiger?
Ayham: Wir wollen zeigen, dass die Technik inzwischen schon sehr ausgereift ist, sie aber aufgrund der Anforderungen in der Baubranche hin und wieder noch angepasst werden muss. Wir müssen nun auf den Baustellen und in den Büros lernen, Prozessabläufe zu optimieren, um dort noch breitere Anwendung zu finden.
Aileen: Ein Ziel des Tutorials ist es auch, Angst und Bedenken zu nehmen. Angst davor zum Beispiel, dass alles komplizierter wird und Jobs wegfallen.
Welche Vorteile bieten Seilroboter und Drohnen im Kontext der digitalen Bestandsaufnahme und könnt Ihr konkrete Beispiele aus Pilot- oder Forschungsprojekten nennen, die deren Potenzial verdeutlichen?
Aileen: Der Seilroboter ist ein Beispiel für die Anwendbarkeit. Das positive an dem System ist, dass es auf Standardbauverfahren zurückgreift. Es handelt sich dabei nicht um ein neues Verfahren, sondern es wird Mauerwerk errichtet. Gleichzeitig zeigen wir an dem Beispiel, wie sich das System mit einem Qualitätsmanagement koppeln lässt: Wie kann ich zum Beispiel Sensorik integrieren, um erforderliche Qualitäten sicherzustellen und ein Monitoring zu haben.
Ayham: Genau. Laufroboter,Lasersensoren und Drohnen bieten zahlreiche Vorteile. Das liegt vor allem daran, dass wir bessere Prozesse schaffen können. Als Beispiele nenne ich hier die Prozesse Baufortschrittskontrolle oder Baudokumentation, die digitalisiert werden. Tests haben gezeigt, dass sich die Anschaffungskosten einer Drohne sehr schnell amortisiert haben, bedenkt man die Fehler in Bauten, die durch diese Technologien aufgedeckt werden.
Welche Schwierigkeiten treten bei der Sammlung und Integration großer Datenmengen in ein einheitliches BIM-Modell typischerweise auf, und wie lassen sich diese Herausforderungen bewältigen?
Aileen: Ich befasse mich viel mit dem Datenaustausch zwischen Modell und Maschine, daher versuche ich die Frage aus dieser Perspektive zu beantworten. Ein Robotersystem kann nur arbeiten, wenn es entsprechende Daten und Informationen vorliegen hat. Die Schwierigkeit dabei ist zum einen, diese Daten im richtigen Detaillierungsgrad bereitzustellen, zum anderen, dass bei der Nutzung von solchen Systemen viele Prozessinformationen aufgenommen werden können und müssen. Das ist Fluch und Segen, weil es sehr komplex werden kann und enorme Datenmengen erzeugt werden, was den Austausch schwieriger machen kann. Daher stellen uns unter anderem die Schnittstellen vor große Herausforderungen, weil für diesen Bereich kaum festgelegt ist, wer welche Informationen wann und wie benötigt. Hierzu braucht es ein entsprechendes Schnittstellenmanagement, dass diese Fragen möglichst automatisiert regelt. Lösungsansätze gibt es bereits.
Behandelt Ihr diese Herausforderungen in dem Tutorial?
Ayham: Ich werde darauf eingehen, da das Datenmonitoring unfassbar riesig ist. Vorstellen werde ich zum Beispiel cloudbasierte Lösungen.
Wie können die von Ihnen vorgestellten Technologien, insbesondere die Robotersysteme, den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes positiv beeinflussen?
Aileen: In verschiedenen Aspekten. Im BIM-basierten Arbeiten verlagert sich viel Arbeit in die Planung. Gleichzeitig kann ich durch den Einsatz derartiger Systeme effektiver arbeiten. Insbesondere dann, wenn ich eine gute Planung habe. Damit habe ich eine Verlagerung im Prozess an sich. Durch das Tracken jedes Prozessschritts während der Ausführung, erhalte ich weiterhin eine sehr genaue Dokumentation. Die ist für den Betrieb, den Umbau- oder Rückbau sehr hilfreich, weil beispielsweise genau bekannt ist, was gebaut wurde und welche Materialien verbaut wurden. Diese Dokumentation ist in sämtlichen Lebenszyklusphasen sehr hilfreich.
Ayham: Wir haben uns auch die Frage gestellt, wo Robotik und Automation eigentlich stattfinden. Auch: Wo haben wir die höchsten Anforderungen für Datenaustausch? Dies ist bei der Bauausführung der Fall, da sich das Bauobjekt immer sehr schnell verändert. Dort haben wir den Bedarf gesehen, genau diese Technologien, zum Beispiel Drohnen, einzubringen. Doch auch in der Wartung können Robotertechnologien eingesetzt werden. Hierzu sind die sogenannten Laufroboter ein Beispiel, die sogar die Funktionsweise von Geräten kontrollieren können.
Könnt Ihr noch kurz die Verbindung zwischen BIM und Robotik erklären?
Aileen: Ganz kurz: BIM ist die Basis. Denn es ist einfach so: Ohne ein digitales Modell kann ich nicht automatisieren. Dementsprechend bietet sich BIM für den Robotik-Einsatz an, da ich ein sehr detailliertes Modell benötige. Bei BIM ist dies durch die frühe Einbeziehung der einzelnen Fachbereiche möglich, sodass wir uns die Stärken von BIM zunutze machen können.
Welche Entwicklungen erwartet Ihr in den nächsten Jahren im Bereich BIM-Automatisierung und Robotik?
Aileen: Wir werden in jedem Fall mehr Automatisierungstechnologien sehen. Bezogen auf die Ängste und Bedenken: Ist zu erwarten, dass wir in den nächsten zehn Jahren unsere Jobs verlieren? Nein. Und wir werden auch in zehn Jahren keine Baustelle haben, die ausschließlich mit Robotern besetzt ist. Wir werden aber zunehmend solche Systeme als Ergänzung und Hilfsmittel verwenden. Drohnen sind schon state oft the art. Gleiches wird mit weiteren Robotiksystemen passieren.
Ayham: Zudem wird die Technologie günstiger, sie wird leichter zu bedienen sein, die Regulationen werden spezifischer. Somit werden die Hürden kleiner. All das wird der Technologie einen weiteren Anschub geben. Ebenso wird der Generationswechsel in den Unternehmen zu dieser Entwicklung beitragen.
Aileen und Ayham, vielen herzlichen Dank für das Gespräch!
Über Aileen Pfeil und Ayham Kemand
Dr.-Ing. Aileen Pfeil ist Akademische Rätin am Lehrstuhl für Baubetrieb und Baumanagement der Universität Duisburg-Essen, Ayham Kemand (M.Sc.) dort Wissenschaftlicher Mitarbeiter. Das Institut für Baubetrieb und Baumanagement der Universität Duisburg-Essen ist Mitglied bei buildingSMART Deutschland.
