Künstliche Intelligenz
Untersuchung von Möglichkeiten der Integration KI-basierter Anwendungen in der Bauabwicklung von KMUs des Tiefbaus
Paul Herrmann M. Sc.
Seit der Einführung von ChatGPT im November 2022 etablieren sich Anwendungen auf Grundlage von Künstlicher Intelligenz immer stärker in unserem privaten und beruflichen Umfeld. Die Nutzung von KI-Anwendungen (Large Language Models wie ChatGPT) hat sich in Deutschland im Zeitraum von 2023 auf 2024 von ca. 23 % auf 53 % mehr als verdoppelt, wie eine repräsentative Umfrage des TÜV zeigt. Unter den 16- bis 35-Jährigen nutzen fast 80 % der Befragten KI-Anwendungen.
In der Baubranche zeichnet sich ein ähnliches Bild ab. So geben 48 % der Bauleiter:innen in einer Umfrage im deutschsprachigen Raum an, KI-Anwendungen im beruflichen Kontext bereits verwendet zu haben. Zugleich lässt sich eine große Diskrepanz zwischen den prognostizierten Potenzialen des Einsatzes von KI-Anwendungen in bauleitenden Prozessen und den tatsächlich vorhandenen Kompetenzen feststellen. Erste Expertengespräche zeigen, dass die Akzeptanz von KI-Anwendungen, die komplizierte Integration in bestehende Prozesse und die Skepsis gegenüber automatisierten Entscheidungen als größte Herausforderungen wahrgenommen werden.
Ebenso ist zu beachten, dass kleine und mittlere Unternehmen bei der Einführung disruptiver Technologien aufgrund ihrer betrieblichen Organisationsstrukturen andere Rahmenbedingungen und Möglichkeiten vorfinden als Großkonzerne, weshalb eine separate Betrachtung dieser wirtschaftlichen Akteure eine von der Untersuchung des Branchendurchschnitts abweichende Erkenntnis erwarten lässt.
Ziel der Forschung ist es, einen Überblick über die Kompetenzen von kleinen und mittleren Unternehmen des Tiefbaus in den Prozessen der Bauleitung beim Einsatz von KI-Anwendungen zu erlangen sowie die tatsächliche Realisierung prognostizierter Potenziale abzuschätzen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen Rahmenbedingungen und Handlungsspielräume von KMU in diesem disruptiven Entwicklungsfeld abgeleitet werden. Unter Einhaltung dieser Grenzen sollen Pilotstudien entwickelt und umgesetzt werden. Mit der Forschung kann ein Beitrag zur Integration von KI-Anwendungen in bauleitenden Prozessen von KMU des Tiefbaus durch die Bereitstellung von abstrahierten Anwendungsfällen mit erfassbaren Rahmenbedingungen geleistet werden.
Digitalisierung
Konzeption und Transformation eines Digitalisierungsdrehbuches in eine Digitalisierungslandkarte für Bauprojekte
Michael Hofmann M. Sc.
Nicht nur die zunehmenden Einflussfaktoren der BANI-Welt – brüchig (brittle), ängstlich (anxious), nichtlinear (nonlinear) und unverständlich (incomprehensible) – erhöhen die Unsicherheit bei der Bewältigung großer Bauprojekte, sondern auch die wachsende Anzahl heterogener Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette führt zu einer ausgeprägten Steigerung der systemischen Komplexität und der Koordinationsanforderungen in der Bauproduktion.
Gegenläufig dazu ergeben sich infolge der Einführung von Künstlicher Intelligenz sowie weiterer digitaler und cyber-physischer Technologien im Hinblick auf eine Transformation vom Baubetrieb 4.0 zum Baubetrieb 5.0 neue Chancen, diesen Herausforderungen besser begegnen zu können. Dabei wird insbesondere die Notwendigkeit hin zu agilen und zugleich strukturierten Digitalisierungsstrategien deutlich, damit Informationen zielgerichtet bei der Umsetzung von z.B. BIM-Bauprojekten unter den Projektbeteiligten geteilt und bereitgestellt werden, um Steuerungs- und Entscheidungsprozesse in Echtzeit zu ermöglichen. Dafür müssen gerade bei den Firmen selbst die internen Prozesse systematisch vernetzt und digital integriert gestaltet werden.
Im Kontext der Etablierung einer agileren Digitalisierung bei großen Bauunternehmen bedarf es der Festlegung von strategischen Digitalisierungsrahmenbedingungen, damit bestehende Prozesse systematisch in ein ganzheitliches Digitalisierungsökosystem überführt werden können. Unter einem Digitalisierungsdrehbuch wird ein strategischer Ordnungsrahmen der digitalen Transformation verstanden, der die Grundlagen und Leitplanken festlegt (insbesondere Datenmanagement, Cybersecurity, Systemarchitektur und technologiegestützte Prozessgestaltung). Die Digitalisierungslandkarte überführt diesen strategischen Rahmen in eine operative und strukturierte Visualisierung aller digitalisierten Prozesse, Schnittstellen und Abhängigkeiten.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch die qualitative und quantitative Untersuchung von bereits durchgeführten Digitalisierungstransformationen in großen Unternehmen und anhand von parallel durchgeführten Forschungsprojekten (Best-Practice) eine methodisch fundierte Vorgehensweise zu erarbeiten, um allgemeingültige Anforderungen für die Erstellung eines Digitalisierungsdrehbuchs bzw. einer Digitalisierungslandkarte ableiten zu können und dabei bestehende Forschungsansätze systematisch zu integrieren. Bei großen, historisch gewachsenen Konzernen besteht die zentrale Herausforderung darin, dass Prozessstrukturen aufgrund individueller Erfahrungen organisch entstanden sind und sich Insellösungen entwickelt haben, die den unternehmensweiten Informationsprozess hemmen können. Dies verdeutlicht, dass eine umfassende Bestandsaufnahme der Prozesse und deren Überführung in eine Digitalisierungslandkarte maßgeblich zum Erfolg der Digitalisierung beiträgt, um Prozesse sinnvoll in ein ganzheitliches, interoperables Digitalisierungsökosystem einzubinden und miteinander verknüpfen zu können.
