Jeder Fortschritt bringt Herausforderungen mit sich. Die Attraktivität der gesamten Baubranche, ihre Konkurrenzfähigkeit und ihr haushälterischer Umgang mit Ressourcen werden für die Gewinnung von künftigen Fach- und Führungskräften immer wichtiger. Speziell der Umgang mit personellen und materiellen Ressourcen ist eine verantwortungsvolle Aufgabe, der sich die Baubranche als wichtiger Eckpfeiler der Schweizer Wirtschaft nicht entziehen kann. Die Nutzung zeitgemässer, digitaler Möglichkeiten kann einen wesentlichen Beitrag leisten, um sowohl die Attraktivität zu steigern als auch haushälterisch mit Ressourcen umzugehen. Dies erfordert jedoch eine fundierte Auseinandersetzung mit den Potenzialen digitaler Methoden und Technologien. Die Chancen, die mit digitalen Methoden wie dem Building Information Modeling (BIM) geboten werden, können in den kommenden Jahren sinnvoll genutzt werden, um die grossen Herausforderungen der Branche anzugehen.

Arbeitsproduktivität

Die tiefe Arbeitsproduktivität auf Baustellen gehört dabei sicherlich zu den grösseren Herausforderungen. Gemäss diversen Studien gibt es seit Jahrzehnten kaum Fortschritte bei der Wertschöpfung pro geleistete Arbeitsstunde. Entsprechend niedrig ist auch die Profitabilität: Die Gewinnmarge beträgt im Bau rund 2-3%, verglichen mit rund 7% der Gesamtwirtschaft (Daten gemäss Baukonjunktur).

Fachkräftemangel

Gemäss einer Studie des SBV dürfte der Fachkräftemangel in den wichtigsten Berufen im Bauhauptgewerbe bis 2040 über 16 Prozent bzw. rund 5600 Stellen erreichen. Ohne Gegenmassnahmen würden allein bei den Maurern und Maurerinnen rund 30 Prozent der benötigten Mitarbeitenden, also etwa 2500 Fachkräfte, fehlen. Um diesem Mangel entgegenzuwirken, muss einerseits die Produktivität mittels Digitalisierung und Innovation verbessert werden. Andererseits muss die Branche alles daransetzen, mehr Lernende auszubilden, die Fachkräfte länger im Beruf zu halten und letztlich auch mehr Quereinsteiger zu rekrutieren. Eine innovative und digital versierte Branche ist dabei attraktiver für neue Mitarbeitende.

Wettbewerbsfähigkeit

Um als Bauunternehmen am Markt bestehen zu können, werden BIM-Kompetenzen künftig unabdingbar sein. Viele öffentliche Bauherren inkludieren in ihren Ausschreibungen bereits Zuschlags- und/oder Eignungskriterien mit BIM-Vorgaben. Mit den Neuerungen des öffentlichen Beschaffungsrechts wird die Verschiebung vom Preis- zum Qualitätswettbewerb mehr und mehr stattfinden. Derzeit betrachten viele Unternehmen den Preis aber noch als einziges Differenzierungsmerkmal. Damit werden trotz vollen Auftragsbüchern Chancen zur Differenzierung und zu Investitionen in die Digitalisierung verpasst. Diejenigen Unternehmen, die bereits verstanden haben, dass es ohne digitale Transformation basierend auf neuen Arten von Kooperationen nicht geht, können sich damit einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Die Baubranche muss zudem gegenüber anderen Industrien wettbewerbsfähiger werden, um beispielsweise attraktiver für branchenfremde Investoren zu werden.

Nachhaltigkeit

Der Bau- und Gebäudesektor ist weltweit für 38% der CO2-Emissionen verantwortlich. Laut BAFU machen Bau- und Abbruchabfälle in der Schweiz im Jahr über 84% des Gesamtabfallaufkommens aus. Angesichts dieser Dimensionen ist klar: Eine deutliche Reduzierung der Emissionen und des Rohstoffverbrauchs und damit ein effektiver Kampf gegen den Klimawandel lässt sich ohne Änderungen an der Art des Bauens nicht bewerkstelligen. BIM bietet hierfür entscheidende Vorteile: Das Bauwerk wird von vorneherein durch alle Lebenszyklusphasen – auch nach dem Betrieb – durchdacht. Durch die vorgängige gemeinsame Erstellung des Ausführungsmodells wird vor dem eigentlichen Bauprozess ein digitaler Zwilling des Bauwerks erstellt. Dies verhindert eine rollende Planung und ermöglicht eine bessere Planungsqualität, einen flüssigeren Bauprozess sowie genauere Materialbestellungen und somit Ressourceneinsparungen. Am Ende des Bauprojektes ist dank der digitalen Arbeitsweise und der Rückführung der Daten ein digitaler Zwilling vom tatsächlich erstellten Werk vorhanden, welcher für das Betriebs- und Unterhaltsmanagement verwenden werden kann. Alle wichtigen Informationen zu den verwendeten Baustoffen sind damit vernetzt und liegen für alle Beteiligten zugänglich vor.

Digitale Technologien und Methoden wie BIM bieten vor allem kleinen und mittelgrossen Unternehmungen (KMU) die Chance, sich neu im Markt zu positionieren und damit auch als Arbeitgeber attraktiver zu werden. Das notwendige Überdenken der heutigen Missstände und Herausforderungen geht einher mit der Nutzung der BIM-Methode.

Unter Building Information Modeling (BIM) wird eine technologiebasierte, ganzheitliche und kooperative Arbeitsmethode zur modellbasierten Planung, Ausführung, Bewirtschaftung sowie zum Rückbau von Bauwerken verstanden. Die BIM-Methode wird international auch als VDC bezeichnet und wie folgt beschrieben: Digitales Planen, Bauen und Betreiben, welches die Verwendung von digitalen Bauwerksmodellen in Kombination mit geeigneten Organisationsformen und Prozessen beinhaltet. Somit umschreibt das VDC Framework die ganzheitliche Betrachtung des digitalen Bauens und Planens. Dabei werden die Elemente Zusammenarbeit (ICE), Digitale Bauwerksmodelle (BIM) und Projekt- & Produktionsmanagement (PPM) so ausgerichtet, dass diese dem Projektziel und folglich auch dem Kundenziel dienen sollen. Das weitläufig verwendete Akronym «BIM» als solches beschreibt daher nur den technischen Aspekt von digitalen Bauwerksmodellen und sollte nicht mit VDC bzw. der BIM Methode gleichgesetzt werden.

Im Grunde unterscheidet sich die BIM-Methode von der heutigen Arbeitsweise dadurch, dass für den Informationsaustausch digitale Bauwerksmodelle eingesetzt werden. Dies hat zur Folge, dass man den Informationsaustausch mit digitalen Bauwerksmodellen neu definieren muss. Diese Form der Zusammenarbeit ist transparenter, da sich die Informationen schneller auswerten und weiterverarbeiten lassen. Konventionelle, in der Regel serielle Vorgehensweisen müssen überdenkt werden.

Mensch, Prozess und Technologie

Die Anwendung von BIM erfolgt immer im Spannungsdreieck Mensch, Prozess und Technologie. In der Regel erfordert die Anwendung der BIM-Methode einen erst einfachen und später umfassenden Wandel der eigenen Organisation und der Zusammenarbeit mit Projektpartnern. Diese werden auch in der Zeit der Digitalisierung durch Menschen und deren Beziehungen untereinander definiert und gelebt.

Die drei Komponenten Mensch, Prozess und Technologie beeinflussen sich gegenseitig und stehen daher in keiner hierarchischen Beziehung zueinander. In Abbildung 2 ist der Mensch als Schlüsselelement für die Erschliessung der Potenziale an der Spitze des Dreiecks. Dies verdeutlicht, dass die Anwendung der BIM-Methode durch Menschen initiiert und gelebt werden muss, damit durch neue Prozesse und Anwendung von Technologien ein Mehrwert entsteht.

Die BIM-Methode kann auf unterschiedlichen organisatorischen Ebenen in Unternehmungen und Projekten angewendet werden. In jedem Fall sollte die Anwendung Ziele unterstützen und damit einen Mehrwert schaffen. Während die Anwendung in einem Kernteam in der Regel zum Ziel hat, selbst erste Erfahrungen mit digitalen Methoden zu sammeln, können sich ganze Abteilungen isoliert oder gemeinsam mit dem Einsatz der BIM-Methode auseinandersetzen. Entscheidet eine Unternehmung die Methode ganzheitlich einzusetzen, werden die Aufwendungen zunehmen. Die strategische Ausrichtung gewinnt an Bedeutung, damit Mittel und Ressourcen in der Zukunft gezielt eingesetzt werden können.

BIM-Dimensionen

BIM wird vielfach über Dimensionen definiert. Um eine allgemeine Übersicht zu erhalten, können diese Dimensionen hilfreich sein. Setzt man sich jedoch vertieft mit der Methodik auseinander, stellt man schnell fest, dass diese Betrachtung zu abstrakt ist. Das Denken in Anwendungsfällen, welche helfen ein Ziel zu erreichen, ist wesentlich konkreter und verbindlicher.

Open und Closed BIM

Die Begriffe «closed BIM» und «open BIM» beschreiben die Art der Softwarelösung, welche für den Informationsaustausch angewendet wird. «Closed» charakterisiert eine isolierte Anwendung mit Softwarelösungen von einem Anbieter, welcher in der Regel native Formate für den Informationsaustausch einsetzt. «Open» beschreibt die Verwendung verschiedener Softwarelösungen unterschiedlicher Anbieter, welche Informationen mittels offenen Datenformaten (IFC, BCF, gbXML usw.) austauschen können. Da für unterschiedliche Aufgaben jeweils spezifische Werkzeuge zur Anwendung kommen, ist der open-BIM-Ansatz unumgänglich. Insbesondere auch für die Zusammenarbeit aller Beteiligter da kaum alle Organisationen über die gleiche Softwarelösung verfügen.

Common Data Environment

Oft wird im Zusammenhang mit BIM auch vom Common Data Environment (CDE) gesprochen. Tatsächlich sind beide Begriffe eng miteinander verbunden: Um die Erstellung digitaler Modelle von Bauwerken zu ermöglichen und anschliessend den digitalen Zwilling zur Planung, Ausführung und Bewirtschaftung zu nutzen, wird eine gemeinsame, cloudbasierte Datenumgebung benötigt. Die dynamischen Daten werden im CDE gespeichert, bearbeitet und firmenübergreifend genutzt. Das CDE bildet folglich den Ausgangspunkt auf dem Weg zum durchgängigen Datenmanagement und entscheidet daher massgeblich über den Projekterfolg bei papierlosen Bauprojekten.

BIM stellt sicherlich eine der grössten Veränderungen in der Baubranche dar und bringt eine disruptive Entwicklung mit sich. Dies bedeutet, dass BIM das Potenzial hat, die etablierten Bauprozesse und unterliegenden Geschäftsmodelle ganzheitlich zu verdrängen oder zu ersetzen. Obwohl zunächst meist noch qualitativ schlechter, gleichen sich disruptive Entwicklungen nach und nach an ihre Vorgänger an und übertreffen diese schlussendlich deutlich.

Neue Technologien und Methoden durchlaufen oft einen sogenannten «Hype Cycle», benannt durch das Forschungsinstitut Gartner. Nach der Veröffentlichung von einem potenziellen technologischen Durchbruch und einigen frühen Erfolgsgeschichten wird breit über das Thema berichtet und (zu) hohe Erwartung geschürt. Aufgrund von darauffolgenden Misserfolgen und der fehlenden Anwendung in der Breite lässt das Interesse aber bald nach. Die verbleibenden Verfechter der Innovation müssen diese nun zur Zufriedenheit der Anwender verbessern, um am Markt bestehen zu können. Die Innovation durchläuft so mehrere Entwicklungen und es kristallisieren sich immer mehr Erfolgsgeschichten heraus. Mehr Unternehmen finanzieren nun Pilotprojekte, um für die Zukunft gerüstet zu sein. Die allgemeine Einführung beginnt sich nach und nach durchzusetzen.

BIM befindet sich in diesem «Hype Cycle» nun auf dem Weg, von einer breiten Mehrheit der Marktteilnehmer angewendet zu werden. Dies führt zu grundlegenden Auswirkungen auf die Baubranche:

• Leistungsverschiebung und Zusammenarbeit
  

  Durch die integrativere Zusammenarbeit bei BIM-Projekten findet eine Leistungsverschiebung der Aufgaben statt. Die ausführenden Bauunternehmen werden zwecks effizienten Ablaufs früher ins Projekt eingebunden und sind oft an der Erstellung des Ausführungsmodells beteiligt. Neue Abwicklungsmodelle wie TU-Modelle, Projektallianzen oder IPD bedingen, dass Bauunternehmen auch Planungsaufgaben übernehmen und stellen somit das Geschäftsmodell und die Strategie vor eine Herausforderung.

• Datenmanagement
  

  Daten stellen im modernen Bauen die wertvollste Währung dar. Wer erfolgreich BIM-Projekte realisieren will, muss die prozessualen und technischen Voraussetzungen für ein durchgängiges und sicheres Datenmanagement erfüllen. Dies bedingt zuerst, dass eine solide Digitalstrategie auf Geschäftsleitungsebene im Unternehmen erarbeitet wird. Insellösungen und Schnellschlüsse sind unbedingt zu vermeiden.

• Lebenszyklusdenken
  

  BIM etabliert eine gänzlich neue Denkweise bezüglich Strategie, Projekten und Prozessen. Weg vom phasenbasierten Silodenken und hin zu integrativem Lebenszyklusdenken. Alle Projektbeteiligten ordnen sich dem Gesamtziel des Bauwerks unter und arbeiten auf dieses hin. Bauwerke werden von Beginn an bis zum schlussendlichen Abbruch als durchgängige, datenbasierte Projekte angegangen.

BIM bietet eine Reihe von Möglichkeiten und Vorteilen für die Bauindustrie. In erster Linie führt es alle Informationen über ein Bauwerk an einem Ort zusammen und ermöglicht es allen Beteiligten, zu jedem Zweck auf diese Informationen zuzugreifen. Die Vorteile dieser modellbasierten Zusammenarbeit liegen auf der Hand: Informationen von anderen Projektpartnern können schneller und besser überprüft und ausgewertet werden. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Aspekte eines Entwurfs effizienter integrieren. Für Bauunternehmen besteht mit der BIM-Methode die Chance, wieder näher an den Besteller des Bauwerks zu kommen, da diese die Baubarkeit abschliessend beurteilen und den Bauablauf optimieren können. Zu den weiteren Vorteilen von BIM gehören:

Literatur zum Thema BIM gibt es mehr als genug. Wie in vielen Bereichen geht es hingegen auch hier darum, mit möglichst wenig Quantität möglichst viel Qualität zu erreichen. Die folgenden Literaturwerke bieten sicherlich einen Mehrwert in der Weiterbildung mit BIM.

BIM im Bauunternehmen. Ein Anwenderhandbuch für die strategische BIM Einführung im Bauunternehmen. Schweizerischer Baumeisterverband (2020)

Der BIM-Manager. Praktische Anleitung für das BIM-Projektmanagement. Mark Baldwin (2019)

BIM in der Praxis. Erfahrungen aus dem Infrastrukturbau. Lukas Mathis (2022)

IPD. Integrated Project Delivery – der Weg zur High Performance. Diverse Autoren (2022)

Auf Initiative von Bauen digital Schweiz / buildingSMART Switzerland, der Schweizerischen Zentralstelle für Baurationalisierung (CRB), der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) und des Schweizerischen Ingenieur- und Architektenvereins (SIA) wird das «Nationale Glossar zur Digitalisierung in der Bau- und Immobilienwirtschaft» erarbeitet. Das Glossar stellt eine innerhalb der Schweiz einheitliche, konsolidierte Terminologie zur Digitalisierung beim Planen, Bauen, Betreiben und Rückbau von Bauwerken zu Verfügung.

https://bauen-digital.ch/de/produkte/glossar/