Mehr Nachhaltigkeit durch digitalisierte Baustellen: Startschuss für Verbundprojekt EConoM

Das Forschungsprojekt EConoM (Edge-Computing, KI und 5G-Campusnetze in nomadischer Anwendung für das Management von Baustellen) ist gestartet. Ziel des Projekts ist es, die Prozesse und die Ausführungsqualität auf Baustellen wesentlich zu verbessern. Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) ist mit seiner Abteilung „Vision and Imaging Technologies“ (VIT) am Projekt beteiligt und trägt seine Expertise im Bereich der KI-basierten 3D-Bild- und Videoanalyse bei. Die VIT-Forschenden nutzen 5G-vernetzte Kameras, um neuartige Verfahren zur 3D-Modellierung von Gebäuden über den gesamten Bauverlauf zu entwickeln und die Maschinen sowie Materialflüsse auf der Baustelle zu verfolgen. Das Projekt EConoM wird vom Bundesministerium für Verkehr und Digitales (BMVD) mit mehr als 5 Mio. Euro über eine Laufzeit von 2 Jahren gefördert.

Bauprojekte werden in der Regel in temporären, sich ständig verändernden Produktionsumfeldern mit häufig wechselnden Stakeholder*innen realisiert. Gleichzeitig verfügt die Bauindustrie mit einem Volumen von fast 500 Mrd. Euro und fast 1 Mio. Mitarbeitenden (Zahlen aus 2021) über ein großes Entwicklungspotenzial in Bezug auf Digitalisierung und Automatisierung. Die aktuellen Digitalisierungsprozesse und die Einführung von Building Information Modelling (BIM) haben bisher nur die Effizienz der Bauplanungsprozesse gesteigert. Bauleitung und -ausführung finden noch hauptsächlich analog statt. Um mehr bezahlbaren Wohnraum zu schaffen, die Klimaschutzziele sowie die Modernisierung von Mobilität und Infrastruktur zu erreichen, muss die Effizienz entlang der gesamten Wertschöpfungskette des Bauens gesteigert werden.

Im Rahmen von EConoM soll durch Künstliche Intelligenz (KI) und 5G-Campusnetze die Qualität der Bauausführung gesteigert werden. Zugleich sollen die Arbeitssicherheit auf der Baustelle erhöht, die Gesamtkosten gesenkt und die Bauzeiten verkürzt werden. Dafür müssen Edge-Computing, KI und digitale Kommunikation auf Baustellen flächendeckend, robust, einfach handhabbar und störungsfrei möglich sein.

Die übergeordnete Zielsetzung des Projekts ist, die Wertschöpfungsketten des Bauwesens zu verbessern. Dies soll durch eine robuste nomadische Infrastruktur erreicht werden, die von wechselnden Arbeitsgemeinschaften genutzt werden kann. Diese Infrastruktur muss sowohl eine Synchronisation und Flexibilisierung verteilter Bauprozesse als auch eine Zusammenführung digitaler Gebäudeinformationsmodelle (BIM) und Sensor-/Maschinennetzwerke ermöglichen. Dabei sollen zudem die GAIA-X Grundprinzipien von Identity, Trust und Datenhoheit berücksichtigt werden.

Darüber hinaus erarbeitet das EConoM-Team neue Konzepte für Überwachungs- und Qualitätssicherungsprozesse auf Baustellen. Dafür werden nomadische Sensor-/Kamerasysteme aufgebaut, um den Fortschritt auf der Baustelle zu erfassen, zu dokumentieren und mit Sollwerten zu vergleichen. Für die Erfassung und automatisierte Bewertung des Baufortschritts entwickeln die Forschenden des Fraunhofer HHI Verfahren auf Basis künstlicher Intelligenz zur Prüfung der Qualität von Bauelementen und Einhaltung von Bautoleranzen mit Hilfe von Fotos, Videos oder Laserscans in Kombination mit digitalen Bauwerksmodellen. Zudem erproben sie Verfahren der Remote Assistance und XR-Visualisierung zur Echtzeitunterstützung auf der Baustelle.

Neben dem Fraunhofer HHI sind planen-bauen 4.0 GmbH, Hochtief ViCon GmbH, Fraunhofer FOKUS, Zeppelin Rental, RWTH Aachen, Uniberg und Center Construction Robotics an EConoM beteiligt.