KI in BIM: Innovation in der Bautechnologie vorantreiben

Einführung

Die Gebäudedatenmodellierung ist einer der bemerkenswertesten Fortschritte in der Baubranche im letzten Jahrzehnt gewesen. Es bietet einen besonderen Ansatz, der sich drastisch von den meisten Prozessen in der Branche unterscheidet und zu einer besseren Leistung und weniger Nacharbeit führt. Auch die Technologie, die hinter dem BIM-Konzept steht, hat sich ständig weiterentwickelt. Bessere Workflow-Verwaltung, einfachere Integration und andere nützliche Funktionen werden regelmäßig eingeführt.

BIM gewinnt mit der Zeit immer mehr an Anerkennung, mit besserer Software und höheren Akzeptanzraten. Mit dem relativ neuen Aufkommen der künstlichen Intelligenz ist es nicht verwunderlich, dass es in BIM eine Vielzahl von Funktionen gibt, die entweder bis zu einem gewissen Grad KI-gestützt sind oder sich auf dieses Ziel zubewegen. Die Möglichkeiten der KI in BIM werden mit der Zeit immer besser werden, aber die Kenntnis der Grundlagen dieser Konzepte ist eine Notwendigkeit, um die Möglichkeiten von BIM voll ausschöpfen zu können.

Bestehende Fähigkeiten von BIM

Zum jetzigen Zeitpunkt ist BIM bereits ein fester Bestandteil der Bauindustrie weltweit, einfach aufgrund der vielen Vorteile, die es im Vergleich zum traditionellen Ansatz des Projektmanagements bietet. Es verändert die Entwurfs-, Planungs- und Ausführungsphasen des Prozesses vollständig, indem es eine zentralisierte Plattform für die Zusammenarbeit bereitstellt, die einen einfachen und bequemen Datenaustausch und eine Zusammenarbeit zu jedem Zeitpunkt ermöglicht.

Der Prozess hat noch viele Nachteile, wie z.B. eine begrenzte Automatisierung, komplexe Integrationsprozesse und viele andere Motivatoren, um die aktuellen Implementierungen von BIM noch besser zu machen. Die meisten Verbesserungsprozesse beinhalten bis zu einem gewissen Grad den Einsatz neuester Technologien. Künstliche Intelligenz ist eine solche Technologie, die BIM noch besser machen könnte, als es jetzt schon ist (und bis zu einem gewissen Grad ist sie das auch schon).

Die wichtigsten Vorteile der Integration von KI in BIM

1. Verbesserte Effizienz

KI-gesteuerte Algorithmen sind bei der Analyse vorhandener Informationen, wie z.B. Projektmodellen, viel besser und gründlicher, da sie aus großen Datensätzen lernen können. Das soll nicht heißen, dass grundlegende Analysefunktionen nicht bereits bis zu einem gewissen Grad in vielen BIM-Lösungen vorhanden sind. Allerdings sollten KI-gesteuerte Versionen der Funktion die gleiche Aufgabe deutlich besser erfüllen als ihre älteren Pendants.

Die Einführung von KI in die Design-Analyse-Pipeline reduziert die Anzahl der Fehler und den Umfang der Nacharbeit, verbessert die Genauigkeit der Simulationen und kann sogar eine Vielzahl von genauen Vorhersagen für das Bauwerk in der Zukunft bieten, was den Entscheidungsprozess erheblich verbessert.

Es gibt auch zahlreiche Beispiele für BIM-Lösungen, die automatische Geometrieklassifizierungsfunktionen bieten und die Leistung der KI nutzen, um den Zeitaufwand für die Zuweisung bestimmter Kategorien und Parameter zu jedem Element des BIM-Modells drastisch zu reduzieren. Ein bekanntes Beispiel für eine solche Software ist BricsCAD.

2. Verbesserte Planungs- und Designfunktionen

Auch allgemeine Projektoptimierungen können mit Hilfe von KI unterstützt werden. Ein bemerkenswertes Beispiel hierfür ist die Fähigkeit, die optimale Positionierung bestimmter Designelemente wie Sanitär- oder HLK-Anlagen zu analysieren und vorzuschlagen. Auch die Analysefunktionen der BIM-Software, wie z.B. die Kollisionserkennung, können durch die Einführung der KI-basierten Informationsanalyse stark profitieren.

KI-gestützte BIM-Software kann problemlos Informationen von verschiedenen Sensoren und anderer Hardware sammeln und analysieren und den Manager benachrichtigen, wenn sie eine Unregelmäßigkeit im Projektmodell feststellt. Natürlich gab es diese beiden Fähigkeiten in BIM-Software auch schon vor der Einführung der künstlichen Intelligenz, aber wir erwähnen sie hier, weil KI die Leistung dieser Funktionen und Prozesse erheblich verbessern kann.

Die Fähigkeit, detaillierte Kostenschätzungen vorzunehmen, ist zwar schon seit einiger Zeit ein bemerkenswertes Element der BIM-Software, aber die KI kann sie noch in mancher Hinsicht unterstützen, z. B. durch eine bessere Qualitätskontrolle für die von Sensoren und anderer Hardware gesammelten Informationen (sowie durch die Möglichkeit, den Manager zu warnen, wenn das System Anomalien in den Sensordaten entdeckt).

Das soll nicht heißen, dass nur projektbezogene Informationen mit Hilfe von KI analysiert werden können, ganz im Gegenteil. Die richtige Implementierung von KI sollte auch in der Lage sein, eine Vielzahl anderer Aufgaben zu erfüllen, z. B. Layout-Analysen, Analysen von Arbeitsplänen und mehr. All diese analytischen Fähigkeiten sind auch mit der Fähigkeit verbunden, auf der Grundlage der gesammelten Informationen Verbesserungen und Änderungen vorzuschlagen.

3. Bessere Integration mit neuen Technologien

Die Integration von KI ist eine der vielen Technologien, von denen BIM stark profitiert hat. Sie bietet einen interessanten Ansatz für den Projektprüfungsprozess mit einem noch nie dagewesenen Detailgrad.

Die Einführung von KI-BIM dürfte den Aufwand für die Umwandlung regulärer BIM-Modelle in ihre AR-fähigen Gegenstücke erheblich verringern und alle Vorteile von AR von den frühen Entwurfsphasen bis zur Wartung nach dem Bau oder dem eventuellen Rückbau ermöglichen.

4. Verbesserte Nachhaltigkeit

Die Fähigkeiten zur Informationsanalyse können KI-BIM auch bei der allgemeinen Projektoptimierung sehr viel effizienter machen, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit. Die Analyse bestehender Projektentwürfe im Hinblick auf Verbesserungen beim Materialeinsatz und eine bessere Energieeffizienz ist nur ein Aspekt dessen, wozu KI im Rahmen von BIM-Aufgaben in der Lage sein sollte.

Die gleiche Logik gilt für das Materialmanagement, da KI-BIM in der Lage sein sollte, die bestehende Kombination von Materialien und Designentscheidungen zu analysieren und andere Materialien für eine bessere Nachhaltigkeit, höhere Leistung, einen niedrigeren Preis usw. vorzuschlagen.

Allgemeine Grenzen von BIM und KI

Gleichzeitig wird die Einführung von KI-Elementen nicht alle Probleme mit BIM lösen. BIM-Software ist nach wie vor relativ teuer, insbesondere für kleinere Branchen, und viele Menschen denken bei BIM immer noch an nichts anderes als an ein detailliertes 3D-Projektmodell.

BIM selbst hat auch sehr mit der Standardisierung zu kämpfen. Dutzende von proprietären Dateiformaten machen die gemeinsame Nutzung von Daten im Rahmen von BIM äußerst problematisch, insbesondere bei größeren Projekten. Die Gesamtkomplexität von BIM als Softwarezweig macht auch die Ausbildung und Schulung in den meisten Fällen außerordentlich schwierig und teuer.

Das soll nicht heißen, dass künstliche Intelligenz nicht auch ihre Tücken hat, sowohl innerhalb als auch außerhalb des BIM-Kontextes. So müssen beispielsweise alle modernen Machine-Learning-Modelle aus riesigen, bereits vorhandenen Datenbeständen «lernen», und die Qualität dieser Daten ist direkt für die Effektivität und den Wert des maschinellen Lernens in der Zukunft verantwortlich.

Darüber hinaus kann BIM zwar erheblich davon profitieren, von KI auf der Grundlage von Kundenpräferenzen erstellte schablonenartige Modelle zu erhalten, aber diese Art von Arbeitsabläufen schränkt auch die Gesamtkreativität des Designprozesses drastisch ein. Damit sich KI als nützlich erweist, ohne standardisierte, aber uninspirierte Projekte zur Lösung jeder Aufgabe anzubieten, muss ein empfindliches Gleichgewicht zwischen einem schablonenorientierten Arbeitsablauf und einer designzentrierten Ausrichtung gewahrt werden.

Zukunftsaussichten von BIM

Die Gebäudedatenmodellierung hat der Bauindustrie in relativ kurzer Zeit unglaubliche Vorteile gebracht. Die Technologie hat sich zudem regelmäßig verbessert und bietet ihren Nutzern neue und verbesserte Funktionen. Die Integration von BIM in neue und bestehende Bausoftware wird sich weiter verbessern, und eine tiefere Integration mit Hardware wie Internet-of-Things-Sensoren und Drohnen dürfte die Fähigkeiten von BIM auf ein völlig neues Niveau heben.

Die Einführung von KI in die bestehende BIM-Software bringt eine ganze Reihe von Verbesserungen mit sich, und beide Technologien werden sich im Laufe der Zeit noch weiter verbessern. Leider ist die Zahl der Probleme mit dieser Technologie durch die Einführung von KI in BIM-Workflows nun ebenfalls gestiegen.

Die bestehenden Probleme von BIM in Bezug auf den Preis, die Komplexität und die Standardisierung werden mit den wichtigsten Problemen der künstlichen Intelligenz kombiniert, darunter Probleme mit der Datenqualität, die Notwendigkeit, ein Gleichgewicht zwischen Standardisierung und Kreativität zu wahren, und vieles mehr.

Das soll nicht heißen, dass sich der Einsatz dieser Technologien aufgrund ihrer Nachteile nicht lohnt. Ganz im Gegenteil, die Vorteile von BIM und KI sind zu groß, als dass sie durch potenzielle Mängel zunichte gemacht werden könnten, und beide Lösungen dürften im Laufe der Zeit nur besser werden. Es ist jedoch wichtig, die Grenzen dieser Technologien zu kennen, um die Kombination aus BIM und KI optimal zu nutzen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der größte Vorteil der Implementierung von KI in BIM?

«Effizienz» ist der einfachste Weg, um die Vorteile von Künstlicher Intelligenz im Zusammenhang mit BIM zu beschreiben. KI kann die Leistung verschiedener Prozesse verbessern und gleichzeitig die Anzahl der Fehler bei Funktionen wie Simulation, Kollisionserkennung, Ressourcenmanagement usw. verringern.

Was sind die größten Herausforderungen der KI bei BIM?

Trotz ihrer allgemeinen Effektivität haben KI-Algorithmen immer noch mit zwei übergreifenden Problemen zu kämpfen: der Datenqualität und dem Problem des Ausgleichs zwischen Kreativität und vorlagengesteuerten standardisierten Inhalten. Leider sind viele dieser Nachteile auch in den KI-Funktionen von BIM-Lösungen vorhanden.

Gibt es eine Möglichkeit, wie KI im Zusammenhang mit BIM-Software die Bemühungen um Nachhaltigkeit unterstützen kann?

Eine der wichtigsten Möglichkeiten, wie KI-BIM zu Nachhaltigkeitsbemühungen beitragen kann, ist die Durchführung umfassender Analysen der Struktur von Projekten, um die Energieeffizienz zu verbessern und alternative Materialien für bestimmte Elemente vorzuschlagen, die sich langfristig als energieeffizienter erweisen könnten.