FUCON – Future Construction 4.0

Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation in Stuttgart arbeitet und forscht in enger Kooperation mit nationalen und internationalen Akteuren zur Industrie 4.0 und transformiert seine Erkenntnisse aus der Digitalisierung unserer Gesellschaft in die Bauwirtschaft.

Unter dem Titel FUCON (Future Construction 4.0) entwickelt ein interdisziplinäres Team neue Ansätze für das Bauen von morgen. Wie setzen wir die Potentiale innovativer Informations- und Kommunikationstechnologie effizient ein? Wie muss das Bauen organisiert sein, um die komplexeren Aufgaben zu er­füllen? Welche Möglichkeiten haben die Partner, dieses Geschehen zu beeinflussen und was ist die beste künftige Aufstellung? Mit diesen Themen im globalen Ansatz beschäftigen sich die Forscher seit 2007 im Verbund mit wechselnden Partnerunternehmen und mit der Unterstützung des BMUB (ehemals BMVBS) im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau. Ziel des Projekts ist es, Trends und Szenarien für das zukünftige Bauen zu erarbeiten, um daraus die notwendigen Konsequenzen in Form von Handlungsstrategien für Unternehmen und Baubranche abzuleiten. Darüber hinaus sollen die FUCON-Szenarien als Vision und Richtungsweiser der Stärkung eines gemeinsamen Branchenleitbilds dienen und einen konstruktiven Dialog aller am Bau Beteiligten anregen und unterstützen. FUCON wurde als Verbundprojekt konzipiert, um durch eine Kooperation von sich gegenseitig ergänzen-den Partnern den notwendigen Innovationsprozess branchen­übergreifend voranzutreiben und damit die zukünftige Marktposition der beteiligten Unternehmen nachhaltig zu stärken.

Der FUCON-Szenarioprozess

Um die Szenarien aussagekräftiger zu gestalten, wurden zunächst die Grundlagen definiert. Die FUCON-Szenarien beschreiben daher alternativ denkbare Entwicklungen des Bausektors im Jahr 2020 im deutschsprachigen Raum. Hierzu wurden wesentliche prozessuale, technologische, strukturelle, organisatorische, politische, globalwirtschaftliche und gesellschaftliche Einflüsse auf die Bauwirtschaft erfasst.

Basierend auf dieser Vorgabe wurde in der Szenariofeld-Analyse der inhaltliche Fokus für die einzelnen Szenarien definiert und eine Auswahl der wesentlichen Themenbereiche getroffen, die im weiteren Szenarioprozess eine zentrale Rolle spielten. Damit konnten die Einflussfaktoren bestimmt werden, die das Bauen in der Zukunft maßgeblich prägen werden. Die FUCON-Schlüsselfaktoren bilden in ihrer Summe die Bandbreite relevanter Themen für das Bauen der Zukunft. Durch die Vernetzung logischer Zusammenhänge untereinander in Form von alternativen möglichen Entwicklungen jedes einzelnen setzen sich die verschiedenen Szenarien zusammen. Die Szenariostudie dient dabei der qualitativen Absicherung und Bewertung der im Verlauf entwickelten FUCON-Szenarien.

Als Ergebnis entstanden zunächst sieben konsistente Einzelszenarien mit logischen technischen und prozessorientierten Abläufen. Im weiteren Schritt wurden diese dann zu drei Szenarien weiter verdichtet:

Craftmanship 2020

... als Szenario, das im herkömmlich handwerklich orientierten Bauprozess spielt und dabei auf dessen positive Eigenschaften baut. In diesem Szenario werden die kleinen und mittelständischen Handwerksbetriebe selbst zu einem wichtigen Innovator. Neue digitale Systeme und erschwingliche Fertigungsautomaten sowie die selbstorganisierte Vernetzung mit Planern und anderen Be-

trieben ermöglichen, der Falle von gestiege-ner Komplexität bei gleichzeitigem Arbeitskräftemangel zu entgehen. Der Handwerker der Zukunft als Rückgrat der Baubranche fertigt das meiste im Werk vor und montiert vorgeplant in höchster Qualität auf der Baustelle.

Mass Production 2020

... als Szenario, das Synergien aus anderen industrialisierten Branchen nutzt und in den kommenden Jahren für eine Effizienzsteigerung beim Bau sorgen wird. Die Industrie 4.0 verändert in diesem Szenario das Bauen. Große Bauunternehmen investieren in automatisierte und vernetzte Fertigungssysteme. Individuelle Bauteile werden dabei hocheffizient vorgefertigt und dann in ganzen Teilen auf der Baustelle montiert. Dabei werden nicht nur alle Gewerke integriert, sondern auch die Produkt­hersteller in den gesamten Planungs- und Fertigungsprozess eingebunden. Dadurch werden die Bauunternehmen als Generalunternehmer zu den zentralen Schnitt­stellen künftiger Bauvorhaben.

Parametric Age 2020

... das Szenario mit den größten Potentialen, das eine hohe Flexibilität bei Planung und Bau mit einer hohen Effizienz verbindet.
Voraussetzung hierfür ist aber ein langfris-

tiger Umbau der Branche. Dieses Szenario kombiniert die Individualität des handwerklich orientierten Szenarios und kombiniert diese mit der hohen Effizienz und Qualität des industriellen Szenarios. Basierend auf den Möglichkeiten eines durchgängigen digitalen Fertigungsprozesses können in Zukunft sehr komplexe Gebäudesysteme mit einer hohen Individualität und hoher Standortqualität erzeugt werden. Im Unterschied zur herkömmlichen Planung, in der rein geometrisch geplant wird, ermög­licht das parametrische Planen, verschiedene Parameter zu nutzen und mathematisch zu verbinden. Das eigentliche Model bleibt dabei hochgradig flexibel und verändert sich automatisch, wenn ein Parameter geändert wird.

Ausblick

Entscheidend ist, dass diese Szenarien wohl parallel stattfinden und verschiedene Marktsegmente abdecken. Die Digitalisierung der Baubranche wird kommen, zu groß sind derzeitige Effizienzlücken. Mit BIM werden dabei erstmals alle notwendigen Daten in der Planung erfasst, die zu einer effizienten Bauweise führen. Bislang war das Verharrungsvermögen der gesamten Branche enorm, doch jetzt werden die Karten neu gemischt. Wer am Ende das Rennen macht und wem die Existenzgrundlage entzogen wird, ist dabei noch offen. Aber wie die Geschichte uns lehrt, sind selbst die größten Player einer Branche nicht sicher.

Für die Architekten als die zentralen Urheber der Daten ergibt sich dabei erstmalig wieder die Chance, sich im gesamten Prozess stärker zu positionieren. Wichtig dafür ist das Verständnis, dass Daten der Rohstoff des digitalen Zeitalters sind. Dies verändert dabei nicht nur die Arbeitsweise des Planers, sondern verschiebt die gesamte Wertschöpfungskette am Bau. Die Schlüssel sind dabei die Daten hinter den Geometriedaten, die Informationen zu den Produkten und Nutzungen, die Vernetzung der Elemente. Was übrig bleibt, ist Organisation, Logistik und Produktionswissen. Momentan scheinen die Architekten bei der Implementierung von BIM in der Defensive zu stehen, während die großen Bauunternehmen kontinuierlich den Druck erhöhen. Am Ende aber steht das Geschäftsmodell gerade dieser Bauunternehmen in Frage. Zu sehr hat sich die Baubranche in den vergangenen Jahrzehnten auf die Kostenreduktion durch Einsparungen verlassen und dabei die Investition in die Steigerung der Effizienz vernachlässigt.

Architektur

Die Digitalisierung der Baubranche läuft derzeit an. Interesssant ist dabei die Frage, wie sich die Architektur verändern wird. Was müssen denn die Gebäude und Städte der Zukunft leisten? Welche Ansprüche hat eine digitalisierte Gesellschaft an Architektur? Wenn Architektur immer schon ein Spiegel der Gesellschaft war, dann gilt die Frage, welches Bild einer sich rasant ändernden Gesellschaft wir spiegeln können. Es wäre zumindest eine geschichtliche Ausnahme, wenn eine Veränderung des Werkzeugs nicht auch eine Veränderung des Produkts nach sich zieht.