Baubetrieb und Bauwirtschaft

‚Manufacturing Integrated Building Process‘ – Digitalisierung und modulares Bauen

Fakten und Details:
Projektbearbeitung: Dipl.-Ing. Karina Breitwieser
Projektleitung: Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gerald Goger
Projektzeitraum: 1.4.2019 – 31.3.2021

Kooperationspartner:

Logo Wienerberger
Fotocollage von Baustellen

1 Ausgangslage und Forschungskooperation

Wienerberger ist zur Zeit der größte Ziegelhersteller weltweit mit 195 Produktionsstätten in 30 Ländern, 6 Produktgruppen und einem Turnover von 3,3 Billionen €.

Dieses Traditionsunternehmen wurde vor 200 Jahren gegründet und arbeitet seit 2010 an einem Transformationsprozess zum Systemanbieter. Digitalisierung wird dabei in den letzten Jahren als wesentlicher Faktor für eine Erweiterung des Leistungsspektrums gesehen.

Digitalisierung begreift sich dabei nicht als simple Digitalisierung der bestehenden Prozesse, sondern wird gesehen als Möglichkeit für eine strategische Neuausrichtung des Konzerns. Es geht darum das gesamte Potential der Digitalisierung auszuloten und schrittweise in eine neuartige Zusammenarbeit – innerhalb des Konzerns, mit den Partnern auf der Kunden- und Subunternehmerseite - in einem kollaborativen Prozess überzuführen. Wienerberger sieht sich damit in Zukunft vermehrt als Partner für den Architekten / Bauherrn / Fachplaner für eine gemeinsame Designentwicklung in der Planungsphase und für die gesamte Abwicklung. Digitalisierung ist dabei eingebettet in den Kontext des gesamten gesellschaftlichen und gebauten Umfelds (‚integrated built environement‘).

Produktion wird ein zentrales Element bleiben. Als Erweiterung wird diese aber in Zukunft vermehrt auf modulare Systemelemente setzen. Dies ist nicht nur als Entwicklung hin zu einem Fertigteilbau zu verstehen sondern auch als konsequentes Weiterdenken der Möglichkeiten der Digitalisierung.

2 Problemstellung

Die Entwicklung hin zu einer modularen Bauweise, die zunehmend in kontrollierten Fabrikbedingungen technologiegestützt hergestellt und dann auf der Baustelle in unkontrollierbaren Witterungsbedingungen und unter Zeitdruck ‚nur mehr‘ zusammengebaut entspricht einem Trend, der durch Digitalisierung erwartungsgemäß verstärkt wird.

Die Herausforderung dabei ist, den Produktionsprozess datentechnisch in den Gesamtprozess zu integrieren, Abhängigkeiten herauszuarbeiten und das gesamte Informationsmanagement entlang der Wertschöpfungskette zu strukturieren und zu vereinheitlichen.

Durch die zunehmende Vernetzung in einem digitalisierten Bauprozess muss dafür insbesondere der Planungsprozess analysiert werden. Objektbasiertes Arbeiten in einem BIM-Model wird zu standardisierten, digitalen Objekten führen, die dann in einem Planungsprozess integriert werden in das individuelle Design. Dort wo es sinnvoll erscheint, werden immer mehr vorgefertigte Design Module eingesetzt werden. Die Einzelelemente müssen variabel zusammensetzbar sein zu größeren, individuellen Einheiten, die wiederum flexibel gestaltbar sind. Eine sinnvolle und den technischen Anforderungen angepasste Parametrisierung unterstützt die Arbeit im BIM-Modell mit diesen Elementen / Elementsystemen.

Diese digitalen Module können auch in der Produktion und Baubetrieb als modulare Elemente produziert und zusammengebaut werden. Flexibilität für den Anwendungsfall und Variabilität für einen ausreichenden Gestaltungsspielraum sind dabei oberste Prämissen.

Angedacht ist, dies nicht nur für Wienerberger interne Abläufe zu gestalten, sondern auch die potentiellen Schnittstellen zu Kunden, Architekten, Fachplanern und Partnerfirmen mitzudenken.

Flussdiagramm zur Digitalisierung im Bauprozess

3 Zielsetzung

Zielsetzung für die Forschungsarbeit sind die Erarbeitung der Anforderungen an digitalisierte Prozesse für Modulares Bauen für den gesamten Wertschöpfungsprozess. Dies bezieht sich vor allem auf die Digitalisierung des Prozesses und nur bedingt auf die produktionstechnischen Details.

Es wird dafür die Entwicklung eines ‚Integrated Information System‘ brauchen, das den Transformationsprozess vom Produzenten zum Systemanbieter unterstützt. Eine Integration in die interdisziplinären Datenplattform, die sich im Aufbau befindet, ist dabei die Randbedingung.

Das grundlegende Konzept soll für alle Größenordnungen von Projekten funktionieren – vom individuellen Einzelhaus

4 Methodische Herangehensweise

Die Methodische Herangehensweise ist dabei wie folgt:

  • Analyse WB Digitalisierungsinitiativen und der Anknüpfungspunkte an die Plattform für ‚digital Building Library and Services‘
  • Analyse der Anforderungen aus der Digitalisierung von Bauprozessen
  • Ableitung der Anforderungen eines integrierten Bauprozesses für modulares Bauen
  • Entwicklung eines integrierten, digitalen Ansatzes für Modulares Bauen
Flussdiagramm Methodische Herangehensweise