Wie gelangen digitale Informationen auf die Baustelle? Wie funktioniert die digitale Anbindung der Baumaschinen ans digitale Datenmodell? Noch sind es Menschen, die am Bau den Bohrer ansetzen; die einen Bagger zum Einsatzort steuern und die Schaufel noch immer mit viel Können und dem nötigen Geschick virtuos zum Einsatz führen. Meistens. «Achtung Stromkabel», kommt einem da in den Sinn, und man stellt sich die Frage: Wo bleiben die selbstfahrenden smarten Baumaschinen mit dem Anschluss ans BIM-Modell, die Bagger, die exakt an der richtigen Position den Aushub in der richtigen Tiefe entnehmen? «Technisch ist alles denkbar, auch selbst fahrende Baumaschinen sind, ähnlich wie das «Google-Auto», keine Utopie. Doch finden wir auf einer Baustelle besondere Voraussetzungen. Noch sind Menschen auf der Baustelle nötig. Daher wäre das Risiko komplett autonomer Baugeräte zu gross. Die Sicherheit geht vor», erklärt Prof. Dr. Sebastian Bauer, Mitglied der Geschäftsführung der Bauer Baumaschinen GmbH, einem der führenden Hersteller für Spezial-Tiefbaumaschinen aus Schrobenhausen bei München. Hier bietet man schon seit Langem Maschinen mit smarten Steuerungs-Systemen an.
Assistenz-Systeme erreichen mehr Präzision
Diese digitalen Assistenz-Systeme schaffen es, das komplexe Arbeitsumfeld einfach besser zu meistern und den Gerätefahrer bei vielen Aktivitäten durch Anzeigen sowie voll- und halb automatische digitale Systeme zu unterstützen. Monotone und sich wiederholende Tätigkeiten können vom System übernommen werden, die Prozess-Sicherheit kann verbessert und die Bedienerfreundlichkeit gesteigert werden. Gleichzeitig ist eine exaktere Dokumentation der Arbeiten möglich. Prof. Bauer, zuständig für Forschung und Entwicklung, betont: «Das smarte Bohrgerät mit optimaler Mensch-Maschine-Schnittstelle bietet viele Vorteile, doch die Verantwortung bleibt immer noch beim Gerätefahrer.»
Maschinensteuerung mit Daten aus dem BIM-Modell
Wie optimal der Austausch zwischen Planungs-Software und Baumaschinen die Arbeit erleichtern und präzisieren kann, zeigt das Allplan-Engineering-Add-on «Baugrube» von Allplan für Gelände und Baugruben, das seit Februar 2018 bereits als zweite Version zur Verfügung steht. Hier werden die Daten direkt aus dem Datenmodell entnommen und z. B. an die Maschinensteuerung und die Totalstation übergeben. Anschliessend kann man die Ist-Daten zum Abgleich wieder zurückspielen. «Dank derartigen Software-Lösungen ist die Erstellung von Aushubplänen bis zur Aufbereitung der Daten für die Maschinensteuerung auf der Baustelle einfach mit hoher Effizienz möglich», erklärt Manuela Frehner. Sie ist Technikerin HF Tiefbau und stellvertretende Geschäftsführerin bei der Pfeiffer Bauingenieure AG mit Sitz in Elsau bei Winterthur. Sie fügt hinzu: «Die Massenkontrolle ist viel einfacher, und wenn ich die Bauteile im 3D-Modell mit Attributen versehe, dann ist auch die Erstellung des Leistungsverzeichnisses effizient möglich.»
Digitale Daten auf der Baustelle sind auch das Thema der Sitech Schweiz AG. «Gerade bei den Bauunternehmen und konkret bei der Effizienzsteigerung auf der Baustelle spielt BIM eine entscheidende Rolle», so Geschäftsführer Sebastian Maffini. Baumaschinen wie Bagger, Dozer oder Strassenfertiger verfügen längst über 3D-Maschinensteuerungen, die mit Daten aus dem digitalen BIM- und Geländemodell gefüttert werden. Komplette Tiefbaumodelle werden dem Maschinisten über ein Display dargestellt und ermöglichen extrem schnelles und präzises Arbeiten. Seit Jahren sieht man GPS-Empfänger auf Baumaschinen, die mehr als nur die genaue Position der Baumaschinen liefern.
Aus Plan-Daten werden Ist-Daten
Auch der Hochbau macht in Sachen BIM2Field weiter Fortschritte. Der Begriff BIM2Field beschreibt übrigens u. a. den Austausch von Informationen zwischen dem digitalen Zwilling und der realen Baustelle. Aus dem Plan wird hier Wirklichkeit. Die Übertragung der Plan-Daten muss einfach und dennoch akkurat funktionieren. Bei den klassischen Messmethoden kann es zu Ungenauigkeiten und Fehlern kommen, die sich weiter fortpflanzen. Doch Totalstationen und GPS ermöglichen dank der digitalen Pläne auf dem Tablet das einfache Ermitteln von Positionspunkten für Schalungen, den Aushub sowie für Befestigungspunkte am Boden und an der Decke. Die Bereitstellung der verschiedenen Parameter und Informationen aus dem Zwilling erfolgt mittels Plug-in. Für die Aufbereitung von Planungsdaten in AutoCAD und Revit stellt die Firma Hilti für ihre Geräte mit dem «Field Points» bereits das passende Add-on bereit. Der Export und Import auf eine derartige Messtechnik unter Verwendung der digitalen Messpunkte eines BIM-Modells stellt die punktgenaue Bauausführung aus der Projektplanung sicher. Später lassen sich auch hier die Ist-Daten aufs Datenmodell zurück übertragen und abgleichen. Eine weitere Computer-unterstützte Maschinenlösung sind Serienbohrungen. Hilti spricht sogar vom «automatischen Bohren». Der Leiter des Produkt-Marketings bei Hilti Schweiz, Thomas Schlierenzauer, sieht bereits in näherer Zukunft viele Lösungen miteinander verschmelzen. Konkret erklärt er: «Ausgehend vom digitalen Plan wird man Positionierung und Arbeitsvorgang (u. a. Bohrung, Befestigung) gemeinsam steuern können. Über das Selektionieren des relevanten Bauteils können die geplanten Bauschritte ferngesteuert ausgeführt werden.» Na, geht doch. Endlich haben also auch Baumaschinen den Anschluss an die digitale Welt gefunden. ●
Grafik: Hilti Schweiz
