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KI im Bau – gar nicht so einfach

30.08.2022

Ein Forschungsprojekt will KI zugänglicher für kleine und mittelständische Unternehmen machen

Die Planung und Realisierung eines Bauwerks ist hochkomplex. Denn es müssen unterschiedliche Prozesse zusammengeführt werden, um alle Bereiche des Baus abzudecken. Durch die heterogene Software und Hardware, die dabei im Spiel ist, sind Daten oft schwer zugänglich. Schnittstellenverluste sind im Bau daher Alltag.

Im KIT-Forschungsprojekt „Smart Design and Construction“ (SDaC) sollen in Zukunft gängige Datenformate mit KI so aufbereitet und strukturiert werden, dass sie einen einfachen Zugriff ermöglichen. Zusätzlich sollen mit SDaC Bauunternehmen künftig von intelligenten Apps profitieren, die viele Abläufe im Bau vereinfachen.

Die Rolle von KI am Bau

Das Problem ist: Die Informationslandschaft der Bauwirtschaft ist zu heterogen. Bauprojekte sind sehr aufwendig und komplex. Sie bestehen aus vielen verschiedenen Phasen: von der Akquise und Planung, über die Ausführung bis hin zur Inbetriebnahme. Das heißt, viele verschiedene Stakeholder generieren Unmengen von Daten. Da die Datenformate jedoch sehr unterschiedlich sind, kommt es in vielen Fällen zu einem großen Informationsverlust.

Durch die ständig wachsenden Datenmengen in der Bauwirtschaft können KI-Modelle trainiert und kontinuierlich verbessert werden. Aus strukturierten und standardisierten Daten können KI-Algorithmen lernen und Aufgaben für uns erledigen. Dies betrifft vor allem repetitive und monotone Aufgaben. Die Vielzahl der verfügbaren Datenquellen ermöglicht es auch, schwache Zusammenhänge in großen Datenbeständen zu finden. Datenbestände können auch einfacher zugänglich gemacht werden, so dass auch kleine und mittelständische Unternehmen der Bauwirtschaft KI-Modelle effizient nutzen können.

Ein Beispiel für monotone Aufgaben sind etwa die Grundrisse von Gebäuden in Projekten, die bei kleinen und mittelständischen Unternehmen noch häufig im PDF-Format vorliegen. Hier will der Bauleiter beispielsweise wissen, wie viele Steckdosen, Fenster oder WLAN-Router für ein Gebäude disponiert werden sollen und muss diese manuell im Bauplan zählen. Das ist eine sehr monotone, repetitive Aufgabe, die viel Zeit verbraucht. Einfacher ist es, diesen Vorgang zu automatisieren. Künstliche Intelligenz kann diese Elemente automatisch erkennen und einen Bericht erstellen. Dies ist nur ein Beispiel für einen KI-Anwendungsfall. Unzählige weitere sind gegeben und möglich.

Für KI-Modelle benötigt man tausende von gleichen Daten, die alle markiert sind. In diesem Fall muss zum Training der KI das Symbol der Steckdose im Plan markiert sein. Dies bedeutet häufig einen hohen Aufwand zur Datenvorbereitung. Zudem sind die Daten im Bau häufig nicht standardisiert. Architekten verwenden unterschiedliche Symbole für Fenster, Türen etc. Dieses Problem kann aber angegangen werden. Gelabelte Daten werden dabei künstlich generiert und die Legende des Plans wird intelligent mitgelesen. So kann die KI sämtliche Varianten kennenlernen, entsprechend erkennen, beziehungsweise zuordnen.

Doch wichtig zu vermerken ist: auch mit KI sind wir auf die Bestätigung von Menschen angewiesen. Deshalb ist die Kooperation zwischen Mensch und Maschine entscheidend. Menschliche Denkprozesse unterscheiden sich von KI-Modellen vor allem durch die gezielte Nutzung von Intuition und implizitem Wissen. Erst durch die gezielte Nutzung von Mensch-Maschinen-Interaktion können komplexe Sachverhalte verstanden und gelöst werden.

Näheres über das Forschungsprojekt

Das Forschungsprojekt SDaC hat ein Projektvolumen von neun Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Viele kleinere und mittlere Unternehmen haben oft nicht die Möglichkeiten, neue Technologien zu implementieren. Dabei sind diese Unternehmen die Stütze der gesamten Baubranche. Und sie brauchen dringend intelligente Assistenzsysteme, um ihren Workflow zu optimieren. Mit der Plattform SDaC soll ein Ökosystem etabliert werden, das die Unternehmen in die Lage versetzt, über eine niedrige Eintrittsschwelle innovative Technologien einzusetzen und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

SDaC besteht aus einem großen Konsortium der Bauwirtschaft und Tech-Unternehmen. Das Projekt will so diese zwei Welten kombinieren. Es übernimmt einerseits die Technologie auf der Baustelle und versucht andererseits, Künstliche Intelligenz in der Bauwirtschaft zu implementieren.

Für Bausoftwareunternehmen entwickeln SDaC über eine Plattform Bausteine zur Aufbereitung von gängigen Datenformaten der Bauwirtschaft. So können beispielsweise Objekte in Bildern oder Grundrissen einfach gelabelt und erkannt werden oder auch Inhalte von Texten klassifiziert werden. Für Bauunternehmen werden auf Basis der aufbereiteten Daten intelligente Anwendungen entwickelt. Diese reichen von der Bauwerksplanung, über die Bauausführungsplanung bis in die Baurealisierung. Diese Anwendungen sollen kontinuierlich um weitere Anwendungen von Bausoftwareunternehmen erweitert werden.

Die Webseite des Projekts ist nun online. Nun soll der Prototyp auf der Baustelle in realem Kontext getestet und auf der Plattform integriert werden. Nur so kann entscheiden werden, welches Geschäftsmodell letztlich in Frage kommt. Das bisherige Feedback gibt jedoch Grund zur Freude und deutet eine interessante Entwicklung der digitalen Zukunft im Bau an.

  Quelle: www.techtag.de


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