Digitale Revolution im Bauwesen: Planen und Bauen mit KI

Mit einer eigenen KI-Strategie stellt ALLPLAN die Weichen für eine neue digitale Revolution im Bauwesen.

Künstliche Intelligenz verändert unsere Welt. Wie schnell, zeigt sich gerade am rasanten Erfolg von openAI. Nach seiner Veröffentlichung hatte das Sprachmodell ChatGPT innerhalb von nur zwei Monaten bereits über 100 Millionen Nutzende erreicht. Und das ist erst der Anfang. Nicht nur OpenAI-Gründer Sam Altman ist sich sicher, dass KI in den nächsten drei, vier Jahren die globale Gesellschaft prägen wird wie keine Technologie zuvor, denn wer KI für sich nutzt, kann in Zukunft schneller bessere Entscheidungen treffen und kompetenter handeln. Damit ALLPLAN auch in Zukunft die leistungsstärksten Software-Lösungen für die Baubranche anbieten kann, hat das Unternehmen nun eine Strategie für die Implementierung von KI entwickelt.

Im Kern des KI-Konzepts stehen zwei Ziele: 1. Das Erleichtern existierender Planungsprozesse, 2. das Schaffen neuer Funktionen und Produkte. Um dies zu ermöglichen, sollen gemeinsam mit Partnern große Datenmengen für das maschinelle Lernen genutzt werden. Als Hauptanwendungsgebiete für Verbesserungen und Innovationen durch KI definiert der Softwarehersteller die Bereiche Interoperabilität und Datenmanagement, User Experience, Architekturplanung, Engineering, Infrastrukturplanung sowie Fertigung und Bau. Eine wichtige Rolle spielen hierbei auch innovative Partnerlösungen, die sich über das ALLPLAN Ökosystem in Arbeitsprozesse integrieren lassen.

In Sachen Interoperabilität und Datenmanagement ergeben sich zahlreiche Optimierungspotenziale durch KI. Dies betrifft etwa die Übersetzung von Inhalten in beliebige Sprachen und das Konvertieren von Daten zwischen unterschiedlichen Formaten, eine verbesserte Geometrieerkennung und Rekonstruktion von 3D-Modellen oder ein besseres Verständnis der semantischen Bedeutung hinter 2D-CAD-Daten. Eine Lösung in diesem Zusammenhang wurde gemeinsam mit der TU München im Rahmen des Forschungsprojekts Deep Linkage erforscht. Die Forschenden entwickelten dabei automatische Methoden zur Überprüfung der geometrischen Konsistenz zwischen 2D-Zeichnungen und 3D-BIM-Modellen, die im Projekt mit unterschiedlichen Programmen erzeugt wurden.

Gemeinsam mit seinem KI-Partner Elevait bietet ALLPLAN Machine-Learning-basierte Lösungen für ein intelligentes Plandatenmanagement für Behörden, Bauherren, Bauunternehmen und Planungsbüros. Das System ist in der Lage, kontinuierlich und schnell große Plansätze zu strukturieren und Inkonsistenzen sichtbar zu machen, und bietet neue Formen der gezielten Suche nach Informationen, die im laufenden Projekt erzeugt oder über viele Jahre im Planarchiv abgelegt wurden.

Im Bereich der User Experience von BIM-Lösungen werden durch KI deutliche Verbesserungen erwartet, wie kontextbezogene Planungsassistenten innerhalb der CAD-Systeme, das Erkennen von Programmbefehlen der Softwarenutzer in Text- oder Sprachform durch Natural Language Processing (NLP). Großes Potenzial liegt zudem in einem „vorausschauenden Modellieren“ (predictive modeling), bei dem das Programm basierend auf der Planungshistorie aus früheren Projekten sinnvolle nächste Arbeitsschritte vorschlägt. Auch hier arbeitet die TUM bereits mit ALLPLAN an entsprechenden Technologien. Weitere mögliche KI-Anwendungen liegen in einer automatischen Erstellung von Visualisierungen und Analysen oder in intelligenten Assistenten für das schnelle Lernen und die kontinuierliche Weiterbildung von Softwarenutzern.

Bei Ingenieurbau- und Infrastrukturprojekten sieht ALLPLAN Potenzial durch KI unter anderem in Form von Planungsoptimierung (zum Beispiel hinsichtlich Konstruktion, Materialwahl, Bauweise) mittels Analyse großer Datenmengen, datenbasierter Fehlersuche und -reduzierung oder auch einer Überwachung der baulichen Gesundheit bestehender Bauwerke. Ebenso könnte KI beim Baumanagement (Detailplanung, Terminplanung, Ressourcenallokation), beim Management smarter Infrastruktursysteme oder bei der Reduzierung der Auswirkungen von Bauprojekten auf die Umwelt unterstützen. Lösungen für die Entwurfsoptimierung bezüglich der Ökobilanz von Bauprojekten (Preoptima) sind für den Hochbau bereits in einer frühen Erprobungsphase.

Auch für Bauunternehmen bieten sich zahlreiche Anwendungsbereiche für KI-basierte Softwarelösungen. So etwa in der Projektplanung und -gestaltung (datenbasierte Generierung von Ausführungsplänen und Terminplänen), im Sicherheitsmanagement (mittels Sensorik auf der Baustelle), Lieferketten- und Inventarmanagement, Qualitätskontrolle und Fehlererkennung oder automatisierten Baufortschrittskontrolle (mittels Punktwolken und BIM). Auch hier sind bereits KI-basierte Anwendungen, die sich mit ALLPLAN koppeln oder via Bimplus in BIM-Projekte einbinden lassen in der Erprobung, wie etwa RECONSTRUCT, IMERSO (Baustellenüberwachung, Risikomanagement) oder BREDIC (Baufortschrittserfassung durch Überwachung von Baumaschinen). Weitere denkbare Anwendungsszenarien liegen im breiten Einsatz von Robotern und Automatisierungstechnologien, in der vorausschauenden Wartung und Instandhaltung von Bauwerken und Baumaschinen sowie der Überwachung und Optimierung der Produktivität auf der Baustelle.