Tech Trends 2024 für die Fertigungs- & Baubranche

Trend 1

IoT-Geräte und intelligente Vernetzung als Schlüssel zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion

Effizientere Baustellen

Durch vernetzte Geräte und Sensoren können Baustellen effizienter überwacht werden. Echtzeitdatenübertragung und -analyse ermöglichen eine präzisere Überwachung von Bauprojekten, eine optimale Nutzung von Ressourcen und eine frühzeitige Identifizierung von Engpässen. Die drahtlose Vernetzung ermöglicht die Verbindung von Maschinen, Arbeitskräften und Materialien in einem intelligenten Netzwerk. Dies verbessert die Gesamtleistung der Bauprojekte erheblich. Zudem ermöglicht sie eine präventive Wartung von Anlagen und Gebäuden, was Ausfallzeiten minimiert und langfristig Kosten senkt. Die nahtlose Integration von IoT-Lösungen bietet der Baubranche die Möglichkeit, ihre Effizienz zu steigern, die Sicherheitsstandards zu erhöhen und die Nachhaltigkeit zu fördern. IoT-Technologien, Sensoren, smarte Geräte, Roboter und Drohnen sind bereits in den Baufirmen angekommen und teilweise fest in den Baualltag integriert. In den nächsten Jahren geht es nun darum, ihr Potenzial bestmöglich auszunutzen, indem alles miteinander vernetzt wird.

Komatsu beispielsweise, hat als Hersteller von Baumaschinen KI und das Internet der Dinge (IoT) genutzt, um seine Baugeräte zu vernetzen und datenbasierte Erkenntnisse zu gewinnen. Durch die Integration von Sensoren in den Baumaschinen kann Komatsu wichtige Daten wie Betriebsstunden, Kraftstoffverbrauch und Wartungsbedarf erfassen. Diese Daten werden dann analysiert, um prädiktive Wartung durchzuführen, den Kraftstoffverbrauch zu optimieren und die Gesamteffizienz der Baumaschinen zu verbessern.

Verbesserung der Fertigungsprozesse

Die Vernetzung von Fabriken und Maschinen ermöglicht es, den Produktionsprozess zu optimieren und die Effizienz zu steigern. Echtzeitdatenübertragung und -analyse ermöglichen eine präzise Überwachung der Maschinenleistung und eine genaue Analyse der Produktionsdaten. Die Integration von IoT in die Fertigungsindustrie ermöglicht auch die Implementierung von Smart Manufacturing-Konzepten. Durch die Vernetzung von Maschinen und Anlagen verbessert sich die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Prozessschritten. Dadurch können Engpässe und Produktionsstörungen frühzeitig erkannt und behoben werden. Die Analyse der gesammelten Daten ermöglicht es Unternehmen, Engpässe in der Supply Chain zu vermeiden, die Produktivität zu steigern und die Produktqualität zu verbessern. Die drahtlose Vernetzung ermöglicht auch eine präventive Instandhaltung von Maschinen, was zu erheblichen Kostenersparnissen führt. Das Zusammenspiel aller digitalen Prozesse am Bau wird dabei angelehnt an die Industrie unter dem Schlagwort «Bauen 4.0» zusammengefasst.

Optimierung der Sicherheit und Nachhaltigkeit

Die Vernetzung von Geräten und die Echtzeitdatenübertragung ermöglichen es Unternehmen, potenzielle Gefahrensituationen frühzeitig zu erkennen und Massnahmen zur Risikovermeidung zu ergreifen. Dies trägt zur Sicherheit der Arbeitskräfte bei und minimiert das Risiko von Unfällen oder Maschinenschäden. Darüber hinaus trägt die Integration von IoT und drahtloser Vernetzung zur Verbesserung der Nachhaltigkeit bei. Die Baustellen- und Fertigungsindustrie setzen bereits einige Technologien ein, wie etwa Apps und Softwares, die den Arbeitsablauf optimieren und den Informationsaustausch erleichtern.

Trend 2

Die Potenziale von KI und maschinellem Lernen

Die Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen in drahtlose Technologien bietet vielfältige Potenziale zur Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung in der Fertigungs- und Baubranche. Durch die Analyse und Auswertung komplexer Datenströme aus drahtlosen Netzwerken können präzise Handlungsempfehlungen abgeleitet werden, um Produktionsprozesse zu optimieren und Ausfallzeiten zu minimieren. Maschinelles Lernen ermöglicht die kontinuierliche Verbesserung von drahtlosen Sensornetzwerken zur Überwachung von Maschinen, Gebäuden und Infrastruktur auf ein neues Niveau.

Integration von KI in der Fertigungsbranche

Predictive Maintenance

Durch den Einsatz von KI und maschinellem Lernen können Hersteller vorhersagen, wann Maschinen oder Anlagen ausfallen könnten. Basierend auf Echtzeitdaten und historischen Informationen kann präventive Wartung durchgeführt werden, um Ausfallzeiten zu minimieren und die Lebensdauer von Maschinen zu verlängern.

Qualitätskontrolle

KI kann dazu verwendet werden, Fehler in der Produktion zu erkennen und zu identifizieren. Mithilfe von maschinellem Lernen können Algorithmen lernen, fehlerhafte Produkte von einwandfreien zu unterscheiden und so Qualitätsprobleme frühzeitig erkennen.

Prozessoptimierung

Durch die Integration von KI können Produktionsprozesse optimiert und ineffiziente Abläufe identifiziert werden. Die Analyse von Produktionsdaten ermöglicht es KI-gestützten Systemen, Verbesserungsvorschläge zu machen und so Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.

Integration von KI in der Baubranche

BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)

Die Verwendung von KI in BIM-Systemen ermöglicht es, Entwürfe zu optimieren, Konstruktionsfehler zu erkennen und den Energieverbrauch von Gebäuden zu optimieren. Durch maschinelles Lernen können BIM-Modelle kontinuierlich verbessert und an neue Anforderungen angepasst werden. In der Schweiz wurde die Einführung von Building Information Modeling (BIM) für den öffentlichen Bereich durch den Aktionsplan Digitale Schweiz festgelegt. Ab dem Jahr 2025 gilt eine BIM-Pflicht für öffentliche Bauprojekte. Dies bedeutet, dass bei der Planung, Umsetzung und Betriebsphase von öffentlichen Bauprojekten BIM-Anforderungen erfüllt werden müssen.

VR (Virtual Reality) und AR (Augmented Reality)

In der Baubranche werden VR und AR für verschiedene Zwecke eingesetzt. Bei der Planung und dem Design können Architekten und Ingenieure VR verwenden, um Kunden oder Teams ein besseres Verständnis von Gebäuden, Räumlichkeiten oder Baustellen zu vermitteln. Durch das Erleben der virtuellen Realität können Fehler oder Problemstellen frühzeitig erkannt und Korrekturen vorgenommen werden.

Darüber hinaus unterstützt AR die Bauprozesse vor Ort. Mithilfe von AR-Brillen haben Arbeiterinnen und Arbeiter Zugriff auf digitale Informationen wie Baupläne oder Checklisten, die direkt in ihr Sichtfeld eingeblendet werden. Dadurch können sie in Echtzeit Informationen abrufen und Anweisungen befolgen, was zu einer erhöhten Effizienz und Genauigkeit führt.

Die Trends in VR und AR gehen jedoch über die Planung und Ausführung hinaus. Beispielsweise wird VR vermehrt für virtuelle Begehungen und Besichtigungen eingesetzt, bei denen Kunden und Investoren an jedem Ort der Welt einen immersiven Eindruck von einem zukünftigen Projekt erhalten können.

Das Bauunternehmen Mortenson beispielsweise, hat VR und AR bereits in seine Bauprojekte integriert. Durch den Einsatz von VR- und AR-Technologien kann Mortenson immersive und interaktive Erfahrungen bieten, um das Design und die Planung besser zu visualisieren und die Kommunikation zwischen den Projektbeteiligten zu verbessern. Dies ermöglicht eine schnellere Entscheidungsfindung, verbesserte Zusammenarbeit und eine effizientere Ausführung der Bauprojekte.

Baustellenüberwachung und Sicherheit

Durch die Integration von KI können Baustellen in Echtzeit überwacht und potenzielle Sicherheitsrisiken identifiziert werden. Die Analyse von Sensordaten und die Verwendung von Bilderkennungsalgorithmen ermöglichen es, Abweichungen von Sicherheitsstandards frühzeitig zu erkennen und geeignete Massnahmen zu ergreifen.

Trend 3

Kollaborative Robotik, mobile Roboter und adaptives Automatisierungssystem

Kollaborative Robotik

Kollaborative Roboter, auch als Cobots bekannt, werden immer häufiger eingesetzt. Diese Roboter arbeiten sicher und direkt neben Menschen und können bei verschiedenen Aufgaben in der Produktion und im Bauwesen eingesetzt werden. 

In der Fertigungsbranche werden kollaborative Roboter eingesetzt, um repetitive Aufgaben wie das Einlegen und Entnehmen von Teilen in die Maschinen zu automatisieren. Ein Beispiel ist der Einsatz von Cobots in der Automobilindustrie, wo sie neben den Arbeitern arbeiten und ihnen bei der Montage von Fahrzeugteilen unterstützen.

Laut einer Studie von «Grand View Research» wird erwartet, dass der Markt für kollaborative Roboter im Zeitraum von 2021 bis 2028 mit einer jährlichen Wachstumsrate von über 40% wachsen wird. Dies verdeutlicht das rasante Wachstumspotenzial und den Einsatz von kollaborativen Robotern in verschiedenen Branchen, einschliesslich Fertigung und Bauwesen.

Mobile Roboter

Mobile Roboter, einschliesslich autonome Fahrzeuge und Roboterarme, werden verstärkt in der Fertigung und im Bauwesen eingesetzt, um Materialien zu transportieren, Maschinen zu bedienen und Inspektionsaufgaben durchzuführen. Diese Roboter können flexibel und effizient in dynamischen Umgebungen arbeiten und somit die Produktivität steigern.

Eine Studie von «MarketsandMarkets» prognostiziert, dass der Markt für mobile Roboter im Bauwesen von 2021 bis 2026 eine jährliche Wachstumsrate von über 16% verzeichnen wird. Die erhöhte Nachfrage nach Automatisierung, Effizienzsteigerung und Kosteneinsparungen treibt die Verbreitung von mobilen Robotern in der Baubranche voran.

Anpassungsfähige Automation

Adaptive Automatisierungstechnologien werden in der Fertigungsindustrie verwendet, um Produktionsprozesse an sich ändernde Anforderungen anzupassen. Ein Beispiel ist die Integration von flexiblen Roboterarmen, die sich automatisch an unterschiedliche Bauteile und Montageaufgaben anpassen können

Dies unterstützt die Flexibilität und Agilität in der Fertigungs- und Baubranche, da sich die Technologie an unterschiedliche Produkte, Baustellenbedingungen und Anforderungen anpassen kann.

Integration von Robotik und Künstlicher Intelligenz (KI)

Durch die Verbindung von Robotik und KI-Technologien können Roboter selbstlernend und autonom handeln. KI ermöglicht es ihnen, situativ zu denken, Entscheidungen zu treffen und ihre Aufgaben an verschiedene Situationen anzupassen. Dies unterstützt eine intelligente, effiziente und autonome Fertigung und Bauprozesse.

FAQ

• Was ist Smart Manufacturing?

  Smart Manufacturing bezieht sich auf die Integration von modernster Informationstechnologie (IT) und Automatisierungstechnik in die Fertigungsbranche. Es umfasst den Einsatz von Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT), Big Data-Analyse, Künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen, Augmented Reality (AR) und Robotik, um Produktionsprozesse zu optimieren und die Effizienz, Qualität, Flexibilität und Nachhaltigkeit in der Fertigungsindustrie zu verbessern.

• Welche Vorteile bietet Smart Manufacturing für das Unternehmen?

  Smart Manufacturing bietet Ihrem Unternehmen vielfältige Vorteile. Durch den Einsatz von modernster Technologie wie dem Internet der Dinge (IoT), Big Data-Analyse und Künstlicher Intelligenz (KI) können Sie Ihre Produktionsprozesse optimieren und Effizienzgewinne erzielen. Dies führt zu einer verbesserten Kostenkontrolle, einer gesteigerten Produktivität und einer höheren Qualität Ihrer Produkte. Darüber hinaus ermöglicht Smart Manufacturing eine effizientere Nutzung von Ressourcen, eine schnellere Markteinführung von Produkten und eine bessere Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Marktbedingungen.

• Wie können wir Smart Manufacturing in unserem Unternehmen implementieren?

  Die Implementierung von Smart Manufacturing erfordert eine sorgfältige Planung und Umsetzung. Beginnen Sie damit, Ihre Produktionsprozesse und -anlagen zu analysieren und zu identifizieren, wo Potenzial für Automatisierung und Effizienzsteigerung besteht. Betrachten Sie den Einsatz von IoT-Sensoren, um Echtzeitdaten zu sammeln, und investieren Sie in Big Data-Analysefähigkeiten, um wertvolle Erkenntnisse aus den gesammelten Daten zu gewinnen. Die Integration von KI und maschinellem Lernen kann Ihnen helfen, Muster und Trends zu identifizieren und den Produktionsprozess zu optimieren. Zudem sollten Sie die Möglichkeiten der Robotik erkunden, um Aufgaben zu automatisieren und die Genauigkeit zu verbessern. Eine enge Zusammenarbeit mit den verschiedenen Fachabteilungen sowie die Schulung der Mitarbeiter sind ebenfalls entscheidend, um Smart Manufacturing erfolgreich in Ihrem Unternehmen zu implementieren.

• Was ist BIM (Building Information Modeling)?

  Building Information Modeling (BIM) ist die digitale, vernetzte Abwicklung eines Bauprojekts, bei dem alle Daten eines Bauwerks in einem 3D-Modell erfasst, verknüpft und verwaltet werden. BIM fördert die Zusammenarbeit und Vernetzung aller Baubeteiligten, indem es ihnen ermöglicht, jederzeit auf die gesammelten Daten zuzugreifen und fundierte Entscheidungen zu treffen. BIM umfasst sowohl die Technologie, das BIM-Modell als digitaler Zwilling eines Bauwerks, als auch die Methode, bei der Menschen, Technologien und Prozesse an einem digitalen Ort zusammenkommen. Das BIM-Modell besteht aus vielen Fachmodellen, die in einem Koordinationsmodell zusammengeführt werden und Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Objekten abbilden. BIM unterstützt die Planung und den Bauprozess, indem es Änderungen und Auswirkungen in Echtzeit darstellt und Informationen zu geometrischen und alphanumerischen Daten bereitstellt. Durch BIM können alle Baubeteiligten gemeinsam an einem zentralen Ort arbeiten und so die Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit von Bauvorhaben verbessern.

   

• Vorteile von BIM (Building Information Modeling)

  Building Information Modeling (BIM) ermöglicht einen transparenten Bauablauf, da alle Informationen für alle Projektbeteiligten zugänglich sind. Dies fördert die Zusammenarbeit und das Vertrauen unter den Beteiligten. BIM hilft auch, Baukosten genau einzuschätzen und Budgets einzuhalten, da Entscheidungen auf fundierten Daten und Simulationen basieren. Durch die Optimierung von Arbeitsabläufen und die Vermeidung von Doppelarbeit werden Zeitverschwendung und Verzögerungen minimiert. Das Modell ermöglicht es zudem, mögliche Kollisionen und Fehler frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. BIM fördert die Zusammenarbeit und das gegenseitige Verständnis zwischen den Projektbeteiligten und ermöglicht eine visuelle Prüfung der aktuellen Planung. Daten werden an einem zentralen Ort gespeichert und können leichter ausgewertet und analysiert werden, was zu besseren Entscheidungen und Optimierungen führt. Insgesamt bietet BIM eine Vielzahl von Vorteilen, darunter Transparenz, Kostensicherheit, Zeitersparnis, Fehlervermeidung, bessere Zusammenarbeit, verbesserte Visualisierung und bessere Datenverfügbarkeit.

Quellen

https://bau-master.com/baublog/bim-building-information-modeling

https://www.data-alliance.net/blog/top-20-wireless-technologies-poised-for-significant-growth-in-2023-and-2024/

https://www.huawei.com/en/huaweitech/industry-insights/outlook/mobile-2030-10-wireless-industry-trends

https://ap-verlag.de/die-wireless-network-trends-fuer-2024-mit-5g/86454/