Künstliche Intelligenz in der Baubranche: Herausforderungen, Einsatzgebiete und Chancen

Künstliche Intelligenz ist eines der Trend-Themen in 2024 und steht in der deutschen Bauindustrie noch am Anfang. Wird aber 2024 von jedem eingesetzt werden! Schon heute lässt sich jeder Bauingenieur-Student Vorlesungsunterlagen von ChatGPT zusammenfassen, Tragwerksberechnungen für Übungen von KI auf Fehler überprüfen oder nutzt in Werkstudenten-Jobs die neueste Technik, um Analysen die Baudokumentation in Sekunden statt Stunden zu erledigen. 

In unserem Artikel beleuchten wir, welche Anwendungsfälle es für KI am Bau gibt, welche Vorteile der Einsatz hat und welche Herausforderungen die neue Technik mit sich bringt.

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Definition: Was bedeutet eigentlich KI?

Unter “Künstlicher Intelligenz” versteht man im weiteren Sinne technische Systeme, die entwickelt werden, um das menschliche Denken, Lernen und Schlussfolgern zu imitieren. Man unterscheidet zudem zwischen “schwacher KI”, also Systeme, die auf einem bestimmten Aufgabengebiet trainiert, aber auch limitiert sind und “starker KI”, also Systeme, welche Aufgaben auf dem Niveau eines Menschen bearbeiten können.

‍Starke KI ist heutzutage immer noch Theorie und Teil aktiver Forschung. In den meisten Disziplinen, und so auch in der Bauindustrie, sehen wir Anwendung von “schwacher KI” im Kontext von sehr spezifischen Aufgaben. Sam Altman, CEO von OpenAI sagte allerdings kürzlich im Interview mit Bill Gates, der Einsatz von starker KI sei nicht mehr weit entfernt. 

‍Zusätzlich zur KI wird im Moment auch viel über das Thema Computer Vision gesprochen. Computer Vision bedeutet, dass man einer Maschine mit einem Computerprogramm das “Sehen” beibringt. In der Bauindustrie wird Computer Vision konventionell zur Diebstahlüberwachung eingesetzt und ist oftmals von KI getrieben. Mit der rasanten Entwicklung der Systeme ist es inzwischen aber auch möglich, Computer Vision einzusetzen, um Prozesse auf dem Bau zu überwachen und zu optimieren. 

Einsatzgebiete für KI am Bau

Stand Heute gibt es bereits verschiedene konkrete Anwendungsfälle von KI in der Bauindustrie - von Simulationswerkzeugen in der Planungsphase bis hin zu Bilderkennung zur automatischen Baustellenüberwachung und -dokumentation gibt es in allen Leistungsphasen spannend Anwendungsfälle. KI kann insbesondere dann einen hohen Beitrag leisten, wenn repetitive Aufgaben automatisiert oder die richtigen Schlüsse aus einer großen Menge an Daten gezogen werden müssen. So spart man sich nicht nur Zeit, sondern trifft bessere Entscheidungen, die sich wiederum positiv auf die Qualität auswirken.

Generell wird KI bisher für die folgenden Anwendungsbereiche verwendet:

Automatisierung von Design & Planung:

Gerade in der Planung entsteht zu einem Bauprojekt ein wahrer Informations-Pool, der für den Einsatz von künstlicher Intelligenz genutzt werden kann. Wird so zum Beispiel BIM verwendet, können auf Basis der Daten des BIM-Modells Algorithmen ausgespielt werden, die aus verschiedenen Bieterangeboten für Projekt- und Bauleistungen das optimale ermitteln.

Künstliche Intelligenz kann dabei objektiv das beste Angebot auswählen, was nicht zwingend das günstigste sein muss. Stattdessen werden verschiedene Parameter in den Blick genommen, wie die Timeline, Know-How, Erfahrung der Anbieter und benötigte Einzelleistungen.

Besonders hilfreich und effizient ist außerdem das sogenannte Generative Design. Generatives Design steht für einen softwarebasierten Entwurfsprozess, bei dem mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz dreidimensionale Entwürfe erzeugt werden. Soll heißen: Man gibt der KI bestimmte Parameter und diese erstellt in einem Bruchteil der Zeit eine Vielzahl der Entwürfe. Die KI untersucht dabei potenzielle Ausführungsvarianten und spielt automatisch verschiedene Szenarien durch.

Standardisierung von Prozessen

Auf Baustellen und gerade bei großen Projekten gibt es viele Arbeitsabläufe, die sich regelmäßig wiederholen. Diese zu automatisieren und effizienter zu gestalten ist eine der Aufgaben, in der KI am meisten helfen kann. 

Der Einsatz von KI in diesen Bereichen lohnt sich gerade deshalb, weil die Aufgaben, wie beispielsweise das Prüfen von Ausschreibungen, sehr zeit- und kostenintensiv sein können. Mit Hilfe geeigneter KI-Software lässt sich ein Teil der benötigten Prozesse automatisieren, um den manuellen Arbeitsaufwand zu reduzieren und die Erfolgsquote zu verbessern.

Es gibt so bereits Software, die mit Hilfe künstlicher Intelligenz 24 Stunden täglich hunderttausende Online-Zeitungsartikel, Ausschreibungsunterlagen, Pressemeldungen und Websites von Architekten und Planern durchsucht, um neue Projekte und Bauvorhaben zu finden.

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Vorteile, Bedeutung und Herausforderungen von KI für die Branche

Die zentralen Vorteile von KI für die Bauindustrie setzen sich aus den bisherigen Einsatzgebieten und der Lage der Branche zusammen. Da die Branche in den letzten Jahren mit Negativ-Rekorden geglänzt hat und es an Aufträgen fehlt, sind viele Unternehmen darauf aus, ihre Effektivität und Produktivität zu erhöhen, um die Betriebskosten zu senken. Genau in dieser Lage kann KI mit den oben genannten Anwendungsfällen helfen.

Künstliche Intelligenz kann Prozesse optimieren und beschleunigen, Arbeitsschritte schneller und präziser abwickeln und die Baustellensicherheit verbessern. Das bedeutet, unterm Strich ist der entscheidende Vorteil von KI, dass die Effizienz gesteigert und die Kosten gesenkt werden. 

Herausforderungen von KI am Bau

Datenschutz

Erstens hat Deutschland in Bezug auf KI noch einiges aufzuholen. Der Großteil der Grundlagentechnologie kommt Stand heute aus den USA. Dies ist mit rechtlichen Herausforderungen im Bereich Datenschutz, aber auch mit Skepsis von Seiten der Unternehmen verbunden. Gerade dann, wenn sensible, interne Daten verarbeitet werden sollen. Die DSGVO spielt hier eine große Rolle. 

Darüber hinaus gibt es einige Debatten darüber, ob Anbieter ihre KI Modelle mit den Daten der Kunden trainieren dürfen - hier steht eine potenzielle Leistungssteigerung der Informationssicherheit gegenüber. Da vor allem die jüngsten Technologien noch in den Kinderschuhen steckt, bietet die Verwendung echter Kundendaten eine große Angriffsfläche für potentielle Angreifer, da noch nicht alle Sicherheitslücken erforscht und ausgemerzt sind.

‍Erste Regelungen zur Handhabung der Daten hat die EU im Dezember 2023 erlassen. Das sogenannte KI-Gesetzt wird die Grundlage für folgende Regelungen bilden und legt beispielsweise die Vorschriften für Verwendungszwecke und allgemeine Verbote fest. 

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Ein Blick in die Zukunft

‍Zusammengefasst wird KI in Anbetracht von Fachkräftemangel und immer komplexeren Projekten und Regularien zukünftig einen essentiellen Beitrag zur erfolgreichen Abwicklung von Bauprojekten leisten. Unternehmen, die frühzeitig in zukunftsweisende Technologien investieren, werden sich einen Wettbewerbsvorteil erarbeiten können, der mit konventionellen Ansätzen nur schwer zu erreichen ist.