Team Digitalisierung
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Mission
"Wir setzen die Grundlagen und sind Impulsgeber der Baupraxis in den Bereichen der Digitalisierung. Die Kultur, Prinzipien, Methoden und Werkzeuge der Digitalisierung vermitteln wir in der Lehre."
Vision
"Wir erforschen und lehren die digitale Tranformation der zukünftigen Bauwirtschaft."
Teammitglieder
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Atefeh Aali
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Feyzullah Yavan
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Aufgaben
Unsere Themenbereiche
Für eine umfassende Digitalisierung der Bauwirtschaft sind neben einzelnen Werkzeugen, auch Werte, Prinzipien und Methoden zu beachten. So beschäftigt sich das Team Digitalisierung neben Drohnen, Laserscans und Robotik, auch mit dem Kulturwandel, Methoden wie der Künstlichen Intelligenz (KI), Design Thinking (DT) oder Building Information Modelling (BIM).
Forschung
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Forschungsprojekte
Nachhaltige intelligente Sanierungsmaßnahmen - NaiS
Das Projekt steht für die Entwicklung einer digitalen Austauschplattform mit quelloffenen Standards und Schnittstellen zur nachhaltigen Sanierung von Gebäuden. Im Fokus stehen Maßnahmen der energetischen Sanierung für einen nachhaltigen Gebäudebetrieb für Immobilienbestandshaltern. Auf der Basis von NaiS können digitale grüne Zwillinge erstellt, Sanierungsmaßnahmen hinsichtlich ökonomischer, ökologischer, soziokultureller sowie technischer Aspekte analysiert und nach objektivem Vergleich von Umsetzungsalternativen Empfehlungen für nachhaltige Sanierungen entwickelt werden. Mithilfe von Technologien der Künstlichen Intelligenz (KI) werden schwer erfassbare Informationen aus Bestandsgebäuden automatisch digitalisiert und durch den Menschen ergänzt.
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Ansprechpartner: Philipp Zielke (philipp.zielke∂kit.edu)
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Laufzeit: 15.04.2023 – 15.07.2026
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Gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt
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Förderprogramm: „GreenTech – Entwicklung digitaler Technologien“
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Homepage: https://nais.tech
Entwicklung eines neuartigen Tools zur teilautomatisierten Erstellung von BIM-Bestandsmodellen (BB) für eine Anwendung durch BIM-Objektplaner
Angesichts steigender Baupreise und der dringenden Notwendigkeit zur Reduktion von CO₂-Emissionen rückt die energetische Sanierung des Gebäudebestands zunehmend in den Fokus: Rund 10 % der globalen Emissionen entstehen durch Neubau, während etwa 30 % der Wohngebäude energetisch sanierungsbedürftig sind. Gleichzeitig bremsen aufwendige Planungsprozesse, hoher Abstimmungsbedarf und heterogene Softwarelandschaften die Sanierungsquote. Im Projekt wird daher ein integratives Planungstool entwickelt, das die Zusammenarbeit aller Fachplaner über den gesamten Projektverlauf digital zusammenführt. Ziel ist es, Planungs- und Abstimmungsaufwand, um bis zu 75 % zu reduzieren, Kostenabweichungen, um bis zu 80 % zu senken und Sanierungsprojekte, um bis zu 50 % zu beschleunigen. Grundlage bilden standardisierte Analyseverfahren zur projekttypabhängigen BIM-Modellerstellung, ML-gestützte, teilautomatisierte Geometriemodellierung mit Objekterkennung und Materialzuordnung, Schnittstellen zur automatisierten Datenintegration sowie eine integrierte Tragwerks- und Kollisionsprüfung zur frühzeitigen Konflikterkennung und Definition von Tabuzonen. Ziel ist ein effizienterer, transparenter und nachhaltiger Planungsprozess.
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Ansprechpartner: Franz-Ferdinand Gloser (franz-ferdinand.gloser∂kit.edu)
Bin Wu (bin.wu∂kit.edu) -
Laufzeit: 31.08.2025 – 31.08.2027
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Förderprogramm: Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) Förderung
Kooperation KIT – Implenia Hochbau GmbH: Untersuchungen zur digitalen Transformation von Bauunternehmen zur gezielten Bewältigung von Problemen in großen Hochbauprojekten
Digitale Transformation geht weit über die Einführung einzelner digitaler Technologien hinaus und erfordert einen tiefgreifenden Wandel von Prozessen, Organisation und Zusammenarbeit. In Kooperation mit Implenia Hochbau GmbH wird untersucht, wie digitale Transformation in Bauunternehmen gestaltet werden kann, um aktuelle und zukünftige Herausforderungen wirksam zu bewältigen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den aktuellen Stand der Digitalisierung im Hochbau systematisch zu analysieren und darauf aufbauend geeignete digitale Anwendungen entlang des gesamten Projektabwicklungsprozesses zu identifizieren. Neben einer strukturierten Erhebung des Stands der Technik in der Branche werden anhand konkreter Praxisprojekte bestehende Herausforderungen in der Projektabwicklung erfasst und mit wissenschaftlichen Erkenntnissen abgeglichen. Darauf aufbauend wird ein integriertes Konzept zur Steigerung von Effizienz und Produktivität in Hochbauprojekten entwickelt. Zentrale Bestandteile dieses Konzepts sind ein angepasster, digital unterstützter Projektabwicklungsprozess sowie Empfehlungen zur geeigneten organisatorischen Ausgestaltung im Unternehmen.
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Ansprechpartner: Maria Mortazavi (maria.mortazavi∂kit.edu)
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Laufzeit: 01.05.2023 – 30.04.2027
Kompetenzanforderungen an Führungskräfte im Kontext der digitalen Transformation in Bauunternehmen
Einer der entscheidenden Erfolgsfaktoren für eine erfolgreiche digitale Transformation in Bauunternehmen ist die Kompetenz von Führungskräften. Neue Technologien allein reichen nicht aus, gefragt sind Führungspersönlichkeiten, die den digitalen Wandel aktiv gestalten und Mitarbeitende durch tiefgreifende Veränderungen führen.
Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird untersucht, welche spezifischen Aufgaben und Kompetenzanforderungen Führungskräfte in Bauunternehmen im Kontext der digitalen Transformation erfüllen müssen. Ziel ist es, die relevanten Kompetenzen systematisch zu identifizieren, empirisch zu validieren und in einem praxisnahen Kompetenzprofil zusammenzuführen. Damit soll ein Beitrag geleistet werden, um den digitalen Wandel in der Bauwirtschaft nachhaltig und erfolgreich zu gestalten.
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Ansprechpartner: Maria Mortazavi (maria.mortazavi∂kit.edu)
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Laufzeit: 01.04.2024 – 29.02.2028
Abgeschlossene Forschungsprojekte
SDaC – Smart Design and Construction
Das Forschungsprojekt “SDaC - Smart Design and Construction” hat sich im Innovationswettbewerb “KI als Treiber volkswirtschaftlich relevanter Ökosysteme” des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) als einziges Konsortium mit Fokus auf die Bauwirtschaft durchgesetzt. Hinter SDaC steht ein Konsortium aus mehr als 40 Projektpartnern in Wissenschaft und Praxis. Ziel des Projekts ist es, eine Plattform zu entwickeln, die es Organisationen der Bauwirtschaft ermöglicht, einfach auf Informationen zuzugreifen, um diese intelligent zu nutzen. Um insbesondere Klein- und Mittelständische Unternehmen (KMUs) in der digitalen Transformation zu unterstützen, werden die heterogenen Daten dieser in den Mittelpunkt der intelligenten Nutzung gestellt. Die Daten und Datenformaten werden durch Methoden der KI nutzbar gemacht und in einzelne Anwendungen überführt. Bei der Entwicklung der Anwendungen stehen humanzentrische Anforderungen, die Interaktion zwischen Mensch und Maschine im Mittelpunkt. Die Plattform soll nach Ende der Projektlaufzeit um weitere Anwendungen ergänzt werden.
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Homepage: www.sdac.tech
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Ansprechpartner: Svenja Oprach (svenja.oprach∂kit.edu)
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Förderprogramm: BMWi
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Laufzeit: 01.04.2020 – 31.03.2023
Kooperation KIT – Reif Bauunternhemung GmbH: Untersuchungen zur Strukturierung und Implementierung von digitalisiertem Bauen in mittelständischen Bauunternehmen im Bereich Tief-, Straßen-, und Bahnbau
Einer der wichtigsten Schritte aller Bauunternehmen hin zur Digitalisierung wird die unternehmensweite Implementierung von Building Information Modeling (BIM) sein. Mit der Einführung dieser kooperativen Arbeitsmethodik und der Arbeit auf Grundlage digitaler Bauwerksmodelle wird das Ziel verfolgt, die Arbeitsabläufe zu verbessern, die Effizienz zu steigern und eine höhere Wettbewerbsfähigkeit zu erreichen. In Kooperation mit der Reif Bauunternehmung GmbH wird untersucht wie BIM in einem mittelständischen Bauunternehmen aus dem Bereich des Infrastrukturbaus möglichst optimal strukturiert und implementiert wird.
Den Rahmen dieses Projekts bildet eine Implementierungsstrategie in der ausgehend von einer Gesamtvision, die Projektziele und Meilensteine definiert sowie die Aufgabenbereiche, die Personalstruktur und der Soft- und Hardwarebedarf festgelegt wurde.
Um die zukünftig vom AG definierten BIM-Ziele erreichen zu können, werden die notwendigen Kompetenzen über BIM-Pilotprojekte aufgebaut. An diesen Projekten werden parallel zur konventionellen Ausführung, ausgewählte Anwendungsfälle erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erfahrungen der ersten Projekte, werden neue Anwendungsfälle umgesetzt und die bereits angewendeten Anwendungsfälle weiter verbessert. Die BIM-Implementierung startet zunächst im Bereich Bahnbau. Die in diesem Bereich gewonnen Erfahrungen fließen direkt in die, zeitlich versetzt startenden, BIM-Implementierung im Bereich Tief- und Straßenbau mit ein.
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Ansprechpartner: M.Sc. Julian Halter
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Laufzeit: n.a.
ModuGen (Kooperation im Rahmen des Exist-Antrags)
ModuGen entwickelt Algorithmen für ein effizienten Planungsprozess im Holzbau. Hierbei liegt der Fokus auf der Einfachheit der Anwendung. Durch die Nutzung bestehender Daten aus dem Entwurfsprozess, deren semantischer Aufbereitung und intelligenten Anpassungen der Programmoberfläche, gelingt es mit mit deutlich geringerem Zeitaufwand, die alltäglichen Planeraufgaben zu bewältigen. ModuGen ist ein junger Startup und hat seine Wurzeln am KIT.
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Ansprechpartner: n.a.
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Laufzeit: n.a.
Beratungs- und Dienstleistungen
Künstliche Intelligenz (KI) im Bau - Basic Schulung
- Dauer: 0,5 - 1 Tag
- Teilnehmer Anzahl: 6 bis 10
- Zielgruppe: Beteiligte der Baubranche, ohne KI-Kenntnisse
- Format: Digital oder Vorort
- Inhalt:
Bauprojekte sind durch zahlreiche Schnittstellen geprägt: Wissens- und Schnittstellenverluste prägen die Wertschöpfungskette. Zur Wiederverwendung der heterogenen Datenformate können Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) unterstützen.
Mit dem Ziel eine Grundlage für gleiche Potentiale zu schaffen, entwickelt das Forschungsprojekt SDaC („Smart Design and Construction“) eine KI-Plattform. Insgesamt werden neun einzelne Anwendungsfälle realisiert, die von der Bauwerksplanung bis Baurealisierung reichen. Aus heterogenen Daten, wie Bildern oder PDF-Dokumenten, werden wertschöpfende Informationen generiert, die die Baubeteiligten assistieren. Diese Anwendungsfälle bilden die Basis für KI-Frameworks, die für andere Anwendungen eine Weiterverwendung finden sollen.
Vorteile von KI-Methoden sind:
- Unterstützung in repetitiven Prozessen
- Reduzierung der Komplexität
- Reduktion der Doppelarbeit
- Reduktion von Fehlern
Das Ergebnis ist mehr verfügbare Zeit für kreative Tätigkeiten, das Intensivieren von Kundenbeziehungen sowie neue Geschäftsmodelle.
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ein Workshop entwickelt, welcher Anwendungsbeispiele für Künstliche Intelligenz im Bau aufzeigt und diese diskutiert. So erhalten Teilnehmenden einen Einblick in die Anwendungsmöglichkeiten und damit in das Potenzial von KI. Ziel ist es ein gemeinsames Verständnis des Begriffs Künstliche Intelligenz zu schaffen und die Teilnehmer anhand konkreter Beispiele zu befähigen.
Social Network Analyses (SNA) Schulung
- Dauer: 1 Tag
- Teilnehmer Anzahl: 1 bis 80
- Zielgruppe: Beteiligte der Baubranche
- Format: Digital oder Vorort
- Beschreibung:
Das Stigma der geringen Produktivität in der Bauindustrie ist ein bekanntes Problem. In vielen Studien und Unternehmensberichten, die sich mit diesem Phänomen befasst haben, wird übereinstimmend festgestellt, dass die Hauptursache für dieses Problem in der mangelnden Effizienz der Kommunikation und des Informationsflusses innerhalb von Projekten liegt.
Obwohl das Problem bewusst ist, ist es nicht einfach dieses zu lösen. In den meisten Fällen kann Kommunikation nicht direkt gemessen werden, da Kommunikationskanäle oft informell sind.
Die Social Network Analyses (SNA) ist ein Framework zur Identifizierung und Modellierung realer sozialer Strukturen. Damit können wir das abstrakte Problem der Kommunikation mit Hilfe von Visualisierungen und einer Reihe quantifizierbarer Metriken formalisieren und mathematisch bewerten.
Die Teilnehmer dieses Kurses lernen die theoretischen Konzepte der SNA kennen und erfahren anhand praktischer Beispiele, wie man einen Framework verwendet, um Daten zu sammeln, sie zu analysieren und qualitative und quantitative Ergebnisse zu interpretieren.