Digitaler Wandel im Bauwesen | Strategische Initiativen FHNW 2018-2020

Strategische Initiativen FHNW 2018 – 2020 Digitaler Wandel im Bauwesen

Digitaler Wandel im Bauwesen Bauwerke werden zunehmend virtuell geplant und mit digitalen Werkzeugen gebaut. Die FHNW hat mit einem interdisziplinären Ansatz Lösungen für die geänderten Arbeitsprozesse, Teamstrukturen und die Kommunikation dazu entwickelt.

Die digitale Transformation verändert Arbeitsprozesse der Planungs-, Bau- und Immobilienbranche grundlegend. Statt wie bisher nach- oder nebeneinander an einzelnen Aufgaben zu arbeiten, müssen alle Beteiligten künftige Projekte von Beginn an gemeinsam planen und realisieren. Dazu braucht es neben neuen Arten der Zusammenarbeit auch neue Organisationsformen und Prozesse. Hier hat die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW mit der Strategischen Initiative «Digitaler Wandel im Bauwesen» angesetzt und untersucht, wie und mit welchen Zusammenarbeitsformen Bauunternehmungen bisher Projekte abgewickelt haben. Anhand dieser Analysen wurden in engem Austausch mit Praxispartnern Lösungsvorschläge für den Berufsalltag erarbeitet. Damit können Unternehmen bei der im Zuge des digitalen Wandels erforderlichen Umstellung unterstützt werden. Analysen zu den heute noch bestehenden Defiziten und dem möglichen Potenzial für die Baubranche von morgen helfen zusätzlich.

Am interdisziplinären Forschungsprojekt arbeiteten Expertinnen und Experten von fünf Hochschulen der FHNW mit und brachten ihre unterschiedlichen Perspektiven, Erfahrungen und Herangehensweisen ein. Die Kulturen der beteiligten Fachdisziplinen wurden analysiert und hinterfragt, wobei Lernprozesse angestossen und das interdisziplinäre, kollektive Verständnis gefördert wurden. Die Forschung der Strategischen Initiative war von einem regen und regelmässigen Austausch geprägt, welcher bilateral und mittels Workshops erfolgte, in denen aktuelle Problemstellungen der Praxis gemeinsam analysiert und Lösungen interaktiv entwickelt wurden. So fand ein flexibler Wissens- und Erfahrungstransfer statt. Der konstante Austausch mit Praxispartnern war die Grundlage für die Entwicklung verschiedener prozessbasierter Szenarien, mithilfe derer gezeigt werden konnte, wie sich die bisherigen Herausforderungen zukünftig meistern lassen.

Die in den fünf Szenarien entwickelten Tools und Herangehensweisen werden in einem nächsten Schritt der Praxis vorgestellt, um besonders erfolgversprechende Lösungen zu definieren und weiterzuentwickeln. Für das Bauwesen der Zukunft ist ein Paradigmenwechsel nötig, bei dem die FHNW unterstützend zur Seite stehen kann.

« Der digitale Wandel erfordert neben dem Einsatz von neuen technologischen Lösungen vor allem geeignete integrale Prozesse und Organisationsformen. Die interdisziplinäre Zusammensetzung unseres Teams hat uns ermöglicht, neue integrale Lösungen zu erarbeiten.»

Prof. Manfred Huber Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik Institut Digitales Bauen Hofackerstrasse 30 CH - 4132 Muttenz T +41 61 228 55 17 manfred.huber@fhnw.ch www.fhnw.ch/digitales-bauwesen

Projektleitungsteam • Prof. Manfred Huber Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW • Prof. Dr. Hartmut Schulze Hochschule für Angewandte Psychologie FHNW • Prof. Dr. Stella Gatziu Grivas Hochschule für Wirtschaft FHNW • Prof. Dr. Doris Agotai Hochschule für Technik FHNW • Prof. Dr. Dominique Brodbeck Hochschule für Life Sciences FHNW

Auf einen Blick Beteiligte Hochschulen der FHNW:

Projektpartner:

Hochschule für Architektur, Bau und

Gruner AG, Basel

Geomatik FHNW

HEFTI. HESS. MARTIGNONI. Zug

Hochschule für Angewandte Psychologie FHNW

Losinger Marazzi AG, Bern

Hochschule für Wirtschaft FHNW

Vitra AG, Birsfelden

Hochschule für Technik FHNW Hochschule für Life Sciences FHNW

Geschäftsmodell-Innovation und IPD Viele Planungs-, Bau- und Immobilienunternehmen wünschen Analysen, Inspirationen und Anreize für eine individuelle digitale Transformation im eigenen Betrieb. Deshalb hat dieses Szenario untersucht, wie Unternehmerinnen und Unternehmer dabei unterstützt werden können, innovative Geschäftsmodelle zu starten. Dabei wurde auf die neuartige Zusammenarbeitsform der integrierten Projektabwicklung (IPD) eingegangen. Hierfür wurde ein Maturitätsanalyse-Tool erstellt, mit welchem Unternehmerinnen und Unternehmer prüfen können, wie stark sie bereits die integrierte Projektabwicklung verwenden.

Planen und besser zusammenarbeiten Planung ist ein Schlüsselprozess in der Baubranche. Die zunehmende Nutzung von digitalen Werkzeugen führt zu einem Umbruch, bisher jedoch erst wenig gewinnbringend: Ein Fünftel aller digitalisierten Projekte dauert länger und 80 Prozent davon sind teurer als geplant. Die erhofften finanziellen Vorteile der Unternehmen durch die Digitalisierung bleiben dadurch oft gering und unsicher. Um Bauprojekte besser planen und koordinieren zu können, sind deshalb nicht nur technische Neuerungen gefragt, sondern auch neue Abläufe, die auf ein besseres gemeinsames Verständnis von Projektzielen sowie auf interdisziplinäre Zusammenarbeit bauen.

In diesem Szenario wurden Prozesse für Planungstreffen sowie eine Vorlage für eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit entwickelt. Sie sollen das Zusammenfinden der Beteiligten auf unternehmerischer, fachlicher und persönlicher Ebene anstossen.

ICE-Sessions moderieren In diesem Szenario wurde vertieft auf die unterschiedlichen Zusammenarbeitsformen «Koordination», «Kooperation» und «Ko-Kreation» eingegangen und untersucht, welche Faktoren für eine gelungene Zusammenarbeit nötig sind. Idealtypische Abläufe für Integrated Concurrent Engineering (ICE)-Workshops wurden im Detail analysiert und themenspezifische Moderationsleitfäden für solche Sessions entwickelt.

Moderatorinnen und Moderatoren erhalten so ein Hilfsmittel, um effizienter Sitzungen zur Entwicklung eines gemeinsamen Agreements zur Planung der Abläufe sowie zur Modellkoordination durchzuführen und die dazu passende Zusammenarbeitsform entsprechend der anstehenden Aufgabe im Planungsprozess auszuwählen.

Integrationsplattform für Daten digitaler Bauwerksmodelle Die integrierte Information zu Bauwerken sowie entsprechende Prozesse sind zentrale Elemente von Virtual Design and Construction und ein Fundament der integrierten Projektabwicklung. In einem ersten Teilszenario wurde in einem Proof of Concept ein Prototyp erstellt, welcher den Planungsprozess eines Umbauprojekts eines grossen Spitals sichtbar macht. Verschiedene interaktive Visualisierungen verbinden räumliche, zeitliche und organisatorische Aspekte und ermöglichen damit die Analyse und ein besseres Verständnis dieses Planungsprozesses. Im anderen Teilszenario wurde ein Prototyp entwickelt, in welchem das Zusammenspiel digitaler Bauwerksmodelle mit Simulationswerkzeugen durch eine standardisierte Integrationsplattform aufgezeigt wird. Die entwickelten Integrationsmuster können auch für weitere Anbindungen ans digitale Bauwerksmodell, wie zum Beispiel Internet of Things (IoT), angewendet werden und eine Grundlage für Architekturen von digitalen Zwillingen bilden.

Feedback mittels Virtual Reality Der Einsatz von 3D-Modellen bietet Endnutzerinnen und -nutzern ein verbessertes räumliches Verständnis eines Bauwerks. Wie die Interaktion mit dem digitalen Bauwerksmodell in einer virtuellen Umgebung auf intuitive Weise funktionieren kann, wurde in diesem Szenario untersucht. Um 3D-Modelle als bidirektionales Kommunikationstool zwischen den Fachplanenden und Endnutzenden einzusetzen, wurden geeignete räumliche Interface- und Interaktionskonzepte entwickelt sowie ein Proof of Concept für die Durchgängigkeit der Daten erarbeitet. Das Resultat ist ein Prototyp einer Virtual Reality-Anwendung, mit welcher Endnutzerinnen und -nutzer über Sprachinteraktion Feedback direkt am Modell anbringen können. Diese Anmerkungen werden strukturiert gespeichert und können so direkt in den Building Information Modelling (BIM)-Workflow einfliessen, wo die Feedbacks von den Fachplanerinnen und -planern geprüft und in die weitere Planung einbezogen werden.

Die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW setzt sich aus folgenden Hochschulen zusammen: – Hochschule für Angewandte Psychologie FHNW – Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW – Hochschule für Gestaltung und Kunst FHNW – Hochschule für Life Sciences FHNW – Hochschule für Musik FHNW – Pädagogische Hochschule FHNW – Hochschule für Soziale Arbeit FHNW – Hochschule für Technik FHNW – Hochschule für Wirtschaft FHNW

Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW Bahnhofstrasse 6 CH - 5210 Windisch T +41 56 202 77 00 www.fhnw.ch

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