Wie verändern BIM und KI das Bauingenieurwesen?

Wie verändern BIM und KI das Bauingenieurwesen?

Bauingenieurinnen und Bauingenieure arbeiten heute wie selbstverständlich mit Drohnen und nutzen die digitalen Errungenschaften des Building Information Modeling. Mit Prof. Dr.-Ing. Markus König, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik im Bauwesen an der Ruhr-Universität Bochum, haben wir darüber gesprochen, wie Zukunftstechniken das Bauingenieurwesen verändern.

Prof. Dr.-Ing. Markus König
Prof. Dr.-Ing. Markus König
Bild Prof. Markus König: privat

IK-Bau NRW
Wie wird sich das Arbeitsfeld der Bauingenieurinnen und Bauingenieure in der Planung durch beispielsweise BIM und KI verändern?

Markus König
Erst einmal muss man festhalten, dass weiterhin eine hohe baufachliche Expertise notwendig ist, um Bauprojekte effizient und hochwertig zu planen und abzuwickeln. Digitale Möglichkeiten wie BIM und/oder KI können jedoch die aktuellen Arbeitsprozesse deutlich verbessern. Hierzu müssen diese Arbeitsprozesse angepasst und eventuell auch neu strukturiert werden. Somit ändern sich Prozesse und auch Arbeitsmittel für Bauingenieure und Bauingenieurinnen. Beispielsweise können durch Bauwerksmodelle (BIM-Modelle) einzelne Fachplanungen besser koordiniert und Probleme häufig früher erkannt werden. Die Bauingenieure müssen neue Kompetenzen erlernen, damit diese digitalen Werkzeuge auch effizient eingesetzt werden können. BIM ist ja auch nicht mehr so neu und viele Bauingenieure haben die digitalen Planungsmethoden schon schätzen gelernt. Wichtig dabei ist, dass alle beteiligten Planer verstehen, dass Bauwerksmodelle sehr viele nutzbringende Informationen enthalten können, wenn diese korrekt und qualitätsgesichert erstellt werden.

IK-Bau NRW
Kann KI manche Tätigkeiten des Planers künftig ersetzen?

Markus König
Beim Thema KI stehen wir im Bauwesen insgesamt sicherlich noch am Anfang. Aktuelle Anwendungen sind zum Beispiel die Auswertung von Bildern (z.B. für die Erkennung von Schäden, Materialien oder Ressourcen), die Rekonstruktion von Bestandsbauwerken oder die Auswertung von Maschinendaten für eine bessere Steuerung von Arbeiten auf der Baustelle. Die Planung eines Bauwerks ist jedoch ein sehr komplexer Vorgang und viel Fachkompetenz ist gefragt. KI-Verfahren können an einigen Stellen sicherlich in Zukunft eingesetzt werden. Selbstlernende System, welche den Bauingenieuren eventuell Planungsalternativen vorschlagen oder semi-automatisch eine Detaillierung vornehmen, werden gerade erst erforscht. In den nächsten Jahren wird es eher vermehrt Regelbasierte Systeme geben, die zum Beispiel während der Planung im Hintergrund automatisiert Normen, Richtlinien und Regelwerke prüfen und bei Problemen mit der aktuellen Planung einen Hinweis geben. Ein großes Problem bei vielen KI-Verfahren ist es, dass eine Vielzahl von Trainingsdaten erfasst und aufbereitet werden muss.

IK-Bau NRW
Wie hat sich die Ausbildung des Ingenieurnachwuchses bereits an die Herausforderungen der Digitalisierung angepasst?

Markus König
In den letzten Jahren haben fast alle Hochschulen, die Studiengänge im Bereich des Bauingenieurwesens anbieten, neue Lerninhalte mit Fokus Digitalisierung entwickelt. Beispielsweise bietet die Ruhr-Universität Bochum schon seit 2009 erste Kurse zur BIM-basierten Planung an und hat diese im Jahr 2013 als Pflichtveranstaltung in den Bachelorstudiengang aufgenommen. Andere Hochschulen sind gerade dabei ihr Curriculum zu erweitern bzw. neu zu strukturieren. Wir sind da auf einem sehr guten Weg. Neben den digitalen Technologien müssen jedoch auch Kompetenzen in Richtung digitaler Zusammenarbeit vermittelt werden. Ein erfolgreiches Projekt erfordert in der Regel auch immer eine gute und effiziente Kollaboration. Neue Angebote zur Anwendung von KI und Robotik sind gerade auch in der Entwicklung an verschiedenen Hochschulen.

Die Hochschulen haben die Chancen und auch die Notwendigkeiten zur Anpassung der Curricula erkannt. In den letzten zwei Jahren wurden viele neue Professuren mit Schwerpunkt Digitalisierung im Bauwesen ausgeschrieben und besetzt.


IK-Bau NRW
Welche Anpassungen sind künftig notwendig?

Markus König
Nach meiner Ansicht gibt es für die Zukunft drei Schwerpunkte, die angegangen werden sollten. Entwicklungen in Lehre und Forschung sollten intensiver mit der Wirtschaft diskutiert werden. Anwendungsnahe Forschungen, wie sie im Maschinenbau sehr häufig sind, könnten noch ausgebaut werden. Als weiteren Schwerpunkt sehe ich den engen Austausch zwischen den angrenzenden Fachdisziplinen. Robotik im Bauwesen wird ein großes Thema werden, daher muss hier intensiv mit dem Maschinenbau kooperiert werden. Wenn wir über Digitalisierung sprechen, spielt auch die IT-Sicherheit eine große Rolle. Des Weiteren sehe ich aufgrund der vielen Akteure im Bauwesen einen großen Bedarf an offenen Plattformen. Hier setze ich große Hoffnungen auf neue Konzepte, die beispielsweise im Kontext von GAIA-X gerade entstehen. Dies führt dann auch zum dritten Schwerpunkt, die Vernetzung und gesicherte Bereitstellung der verschiedenen Datenquellen, um die Potentiale für KI zu ermöglichen. Nur durch eine bessere und ganzheitliche Vernetzung einer Vielzahl von Informationen zu Gebäuden, Infrastrukturen und Nutzern, können wichtige Daten zeitnah für die spannenden Aufgaben im Bauwesen schnell und konsistent zur Verfügung gestellt werden.

Das Interview führte Dr. Bastian Peiffer, Pressesprecher der IK-Bau NRW

[Erstveröffentlichung im Kammer-Spiegel 03/2021]


Prof. Dr.-Ing. Markus König studierte bis 1996 Bauingenieurwesen mit der Studienrichtung Angewandte Informatik an der Universität Hannover, an der er auch 2003 mit dem Schwerpunkt computergestützte kooperative Gebäudeplanung promovierte. Anschließend übernahm er die Juniorprofessur „Theoretische Methoden des Projektmanagements“ an der Bauhaus-Universität Weimar. Im Jahr 2009 wurde er auf den Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen an der Ruhr-Universität Bochum berufen. Prof. König leitete die erste wissenschaftliche Begleitung der Pilotprojekte des Bundes zur Anwendung von Building Information Modeling im Infrastrukturbau. Er war Mitglied des Expertenteams zur Entwicklung des Stufenplans „Digitales Planen und Bauen“ des BMVI. Aktuell ist Prof. König stellvertretender Leiter des nationalen Zentrums für die Digitalisierung des Bauwesens (BIM Deutschland). Prof. König veröffentlichte mehr als 230 Fachbeiträge und leitete mehrere große Forschungsprojekte. Für seine wissenschaftlichen und praxisnahen Aktivitäten zur Digitalisierung des Bauwesens erhielt er 2016 den Preis der Bauindustrie Niedersachsen-Bremen und 2020 die Konrad-Zuse-Medaille für Verdienste um die Informatik im Bauwesen verliehen durch den Zentralverband des Deutschen Bauwesens.