Präzise fräsen mit der Leica iCON pave 3D-Maschinensteuerungslösung

Data Science konzentriert sich oft auf soziale, finanzielle oder Fertigungsprozesse. Doch wie sieht es am Bau aus?

Social-Media- und e-Commerce-Giganten beherrschen die öffentliche Diskussion über die Digitalisierung. Doch eine sehr viel weniger bekannte, aber dafür umso einflussreichere digitale Entwicklung nimmt Einfluss auf unsere Bauwirtschaft. Nach zwei Jahrzehnten der Veränderung steht der Sektor nun am Übergang zu einer neuen Phase, deren Auswirkungen weit über Straßen und Brücken hinausgehen könnten. Es ist sehr wahrscheinlich, dass digitale Bautechnologien in Zukunft die Mutter aller Ökosysteme gestalten und schützen werden: die Erde selbst.

Phase 1: Anbindung von Menschen an das Ökosystem Bau (2000 bis 2010)

Um 2000 wurden im Tiefbau bereits CAD-Modelle eingesetzt. Doch die Markteinführung von AutoCAD 2000i im Juli 2000 brachte eine entscheidende Wende: Die weltweite Community begann in zunehmendem Maße, internetbasierte Funktionen zur Zusammenarbeit zu nutzen. Es wurde möglich, digitale Darstellungen tatsächlicher oder geplanter Strukturen in der Cloud zu teilen. Updates solcher Modelle erforderten jedoch noch immer menschliche Eingriffe.

Phase 2: Anbindung von Objekten an das Ökosystem Bau (2010 bis 2020)

2010 nannte die chinesische Regierung das Internet of Things (IoT) in ihrem Fünfjahresplan als strategischen Schwerpunkt. 2011 nahm der führende Technologieforschungs- und Beratungsdienstleister Gartner das IoT in seinen berühmt-berüchtigten Hype-Zyklus auf. Objekte wie Bagger, LKW und Förderbänder wurden mit leistbaren Sensoren ausgestattet, die ihre digitalen Repräsentationen mit Informationen über Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit versorgten und so für mehr und häufigere Datenpunkte sorgten. Komplexe Algorithmen wurden entwickelt, die diesen vernetzten Objekten „zuhörten“ und Milliarden von Datenpunkten auswerteten, um Ausfälle zu prognostizieren oder Automatisierung zu ermöglichen. Heute sind viele Baumaschinen voll vernetzt und können sozusagen „sprechen“. And yet, the dirt they move continues to be silent. The same applies to oceans, mountains and forests — none of which you can connect to sensors. Die nächste Herausforderung wird darin bestehen, den Aushub selbst maschinenlesbar zu machen.

Phase 3: Anbindung des Planeten an das Ökosystem Bau (2020+)

Technologien, die auf Methoden zurückgreifen, die so alt sind wie die Triangulation in der Seefahrt, haben ihren Weg in Laser-, LiDAR- und Radarsensoren gefunden. Diese Sensoren können ihre Umgebung buchstäblich „sehen“ und sind sich nicht nur ihrer räumlichen Position, sondern auch ihres gesamten Sichtfelds bewusst. Sie können nicht nur Straßen und Tunnel, sondern komplette Landschaften effizient digitalisieren und überwachen. Die von ihnen erfassten Informationen können mit historischen oder prognostizierten Daten abgeglichen werden. Kurzfristig ermöglicht das einem Bagger, schneller gleichmäßigere Löcher auszuheben.

In the long term, these connected digitised ecosystems will allow us to analyse large-scale, slow changes in our physical environment. Algorithms will identify underlying patterns of system interaction.

Die Kehrseite der Medaille

Wir können uns heute voll vernetzte Ökosysteme vorstellen, welche die komplexe Interaktion von Menschen, Produkten und wertvollen Ressourcen optimieren. Ein solches System könnte z. B. eine faktengestützte Datenbasis liefern für die Entscheidung, ob eine Brücke saniert, abgerissen und neu gebaut oder durch einen Tunnel ersetzt werden soll. Je nachdem, ob man sozialen, finanziellen oder ökologischen Kriterien den Vorzug geben will, könnten unterschiedliche Schwerpunkte gesetzt werden. Die Kosten eines Vorhabens könnten auf seine Nachhaltigkeit umgelegt werden, oder es könnten die Einsparungen berechnet werden, die z. B. mit einem gesünderen Regenwald verbunden sind. Aber selbst das ausgeklügeltste System wird noch immer ein sehr gutes Urteilsvermögen erfordern. Doch die Zielkonflikte werden transparenter werden und stärker ins Licht der Öffentlichkeit rücken. Vielleicht reicht dieses Mehr an Transparenz bereits, um uns allen eine bessere Zukunft zu bescheren.