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Entwicklung einer modularen DIN SPEC

Entwicklung einer modularen DIN SPEC zur Digitalisierung und Standardisierung der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten

Unmengen an analogen Lieferscheinen verbrauchen, durch repetitive Dokumentationstätigkeiten, viel Arbeitszeit auf den Baustellen. Die Lieferketten bei Bauprojekten sind durch die Vielzahl an Schnittstellen, dem Datenfluss und der Datenmenge sehr komplex und fragmentiert. Aufgrund dieser hohen Fragmentierung existiert derzeit keine digitale und allgemein formulierte Beschreibung der Lieferkette für Bauprodukte.

Das Teilvorhaben „Digitale Lieferkette für Bauprodukte“ des Verbundforschungsvorhabens „Smart Design and Construction“ (SDaC) verfolgt das Ziel die heterogenen Lieferketten von Bauprodukten durch den Einsatz einer KI-getriebenen Plattform nicht nur zu digitalisieren, sondern auch zu vereinheitlichen und zu standardisieren [1].

Es hat sich gezeigt, dass die Lieferanten und Bauunternehmen viele heterogene Datenverarbeitungssysteme nutzen. Ein Ziel des Teilprojektes ist es die Schnittstellen und Merkmallisten als Grundlage für eine allgemein formulierte und zugängliche digitale Lösung zu definieren und in einen Standard (DIN SPEC) zu überführen. Daher wurde im Rahmen von SDaC im August 2020 die DIN SPEC 91454 „Informationsaustausch der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten“ initiiert [2]. Das Ziel der DIN SPEC ist es durch Digitalisierung, Vereinheitlichung und Standardisierung der heterogenen Lieferkette die Potentiale zu heben sowie Ressourcenverschwendung zu reduzieren [3]. Mit der DIN SPEC 91454 werden die nachfolgenden drei Teilziele verfolgt:

  • Es werden allgemeine Möglichkeiten der Digitalisierung der Lieferketten von Bauprodukten beschrieben.
  • Es werden die Schnittstellen definiert und Merkmallisten erstellt. Die Merkmallisten sollen Grundlage für eine allgemein formulierte digitale Lösung bzw. als KI nutzbarer Standard dienen.
  • Es werden die Anforderungen an die Schnittstellen beschrieben.

Der Betrachtungsbereich der DIN SPEC im Lieferprozess wird im grau schraffierten Bereich in Bild 1 dargestellt [3]. Für eine Standardisierung ist das Erstellen eines gemeinsamen Wörterbuchs unabdingbar. In diesem werden die Begriffe für alle Akteure definiert. Zudem wird eine Übersetzungstabelle für den Informationsaustausch erstellt. Diese dient der Festlegung, welche Information von welchem Akteur erstellt und an wen gesendet wird. Ziel ist es, die aktuell vorherrschende Vielfalt in der Benennung von Attributen auf ein festgelegtes Vokabular zu beschränken.

Bild 1: Übersicht relevanter Rollen und ihrer Prozesse [4]

Die DIN SPEC 91454 wurde am 29. Januar 2021 initiiert. Seitdem haben mehrere Sitzungen stattgefunden [5]. Dabei wurde auf einer der ersten Sitzungen beschlossen, dass die DIN SPEC 91454 in drei Teile aufgeteilt wird (Bild 2):
• DIN SPEC 91454-1 Informationsaustausch der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten – Teil 1: Allgemeine Prozessbeschreibung
• DIN SPEC 91454-2 Informationsaustausch der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten – Teil 2: Beton
• DIN SPEC 91454-3 Informationsaustausch der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten – Teil 3: Asphalt

Bild 2: Aufbau der DIN SPEC 

In einer Sitzung im Oktober 2021 wurde Teil 1 bereits verabschiedet. Dieser beschreibt grundsätzlich, wie in der Wertschöpfungskette Rollen, Aufgaben und Prozesse festgelegt, zugewiesen und definiert werden können. Dabei werden Grundlagen für die Definition notwendiger Schnittstelleninformationen geschaffen, die zwischen den Beteiligten ausgetauscht werden. Teil 2 fokussiert sich auf das Bauprodukt Beton. Daran anknüpfend wurde Teil 3 initiiert, welcher sich auf das Bauprodukt Asphalt bezieht. Es ist aktuell angedacht, Teil 2 und Teil 3 im März 2022 zusammen zu verabschieden. Die letztendliche Veröffentlichung der drei Teile ist im direkten Anschluss geplant.
Das hohe Interesse aus der Bauwirtschaft an diesem Thema bekräftigt die Relevanz der Standardisierung und Digitalisierung des Informationsaustauschs von Bauprodukten. Bereits während der Erarbeitungsphase von den ersten drei Teilen, haben sich Vertreter aus unterschiedlichen Bereichen der Bauindustrie interessiert an der Ergänzung weiterer Bauprodukte gezeigt. Es wurden daher bereits Vorkehrungen getroffen, weitere Bauprodukte (bspw. Betonstahl, Betonfertigteile) als neue Teile der DIN SPEC 91454 anzugliedern.

[1] K. Vasilic, „Digitale Lieferkette für Bauprodukte: Das Vorhaben SDaC,“ DBV-Rundschreiben, vol. 267, pp. 10-11, März 2021.
[2] „Geschäftsplan DIN SPEC 91454: Informationsaustausch der Liefer- und Wertschöpfungskette von Bauprodukten.“ https://www.din.de/de/forschung-und-innovation/din-spec/alle-geschaeftsplaene/wdc-beuth:din21:333243274 (accessed 21. Mai, 2021).
[3] K. Vasilic, S. Bilgin, and Ö. Tercan, „Digitale Lieferkette für Bauprodukte: aktuelle Aktivitäten,“ DBV-Rundschreiben, vol. 268, pp. 5-7, Juni 2021.
[4] Wolber, J., Cisterna, D., Tercan, Ö., Meyer, L., Haghsheno, S. & Sievering, C. (2021, 16. September). Konzept einer durchgängigen Informationskette mit Methoden der Künstlichen Intelligenz am Beispiel der Lieferkette von Beton (S.83–194). Weimar. 6. Internationaler BBB-Kongress. https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000138887
[5] Ö. Tercan, K. Vasilic, and S. Bilgin, „Digitale Lieferkette für Bauprodukte – aktuelle Aktivitäten “ DBV-Rundschreiben, vol. 270, pp. 5-7, Dezember 2021.

 

KI Anwendungen im internationalen Vergleich

KI-Anwendungen im internationalen Vergleich

Eine Analyse über Anwendungen der Künstlichen Intelligenz in der Bauwirtschaft im internationalen Vergleich

In einer Analyse zum Thema „Anwendungen der Künstlichen Intelligenz in der Bauwirtschaft im internationalen Vergleich“ wurde eine Analyse von Softwareunternehmen, die KI-Anwendungen in der Bauwirtschaft anbieten, durchgeführt. Dabei fokussiert sich die Analyse auf 116 Softwareunternehmen in Europa und Amerika (hierbei wurden Nord- und Südamerika zu Amerika zusammengefasst).

Die Analyse zeigt, dass die meisten Softwareunternehmen mit Fokus auf die Baubranche und die Anwendungen mit KI-Technologien anbieten, in den USA vorzufinden sind (siehe Abbildung 1). Während in den USA 50 Unternehmen identifiziert wurden, folgt Deutschland auf Platz 2 mit 18 Unternehmen und auf Platz 3 England mit 17 Unternehmen. Aufgrund von Sprachbarrieren wurden in der Studie wenige asiatische Unternehmen betrachtet. Da Asien aber ebenfalls eine wichtige Rolle bei KI-Technologien spielt, wird dies Gegenstand einer weiteren Studie sein, um ein vollständiges Bild zu erhalten.

Abbildung 1: Geografische Verteilung identifzierter Softwareunternehmen

Beim Vergleich der KI-Anwendungen in den Projektphasen in den zwei Kontinenten Amerika und Europa ließ sich eine identische Verteilung der Anwendungen in den Projektphasen erkennen (siehe Abbildung 2). Beim Vergleich wurde in vier Phasen unterschieden: Baurealisierung, Bauplanung, Baubetrieb und „in allen Phasen“ (Baurealisierung, Bauplanung und Baubetrieb). Die überwiegende Anzahl – mindestens die Hälfte – aller KI-Anwendungen werden sowohl in Europa als auch in Amerika in der Projektphase Baurealisierung angeboten. In der Projektphase Baubetrieb werden in beiden Kontinenten KI-Anwendungen weniger oft angeboten.

Abbildung 2: Verteilung Softwareunternehmen in Projektphasen Amerika vs. Europa

Wie auch bei der Verteilung der Softwareunternehmen in den unterschiedlichen Projektphasen, liegt auch bei der Verteilung der Softwareunternehmen in KI-Methoden in den Kontinenten Amerika und Europa eine annähernd gleiche Verteilung vor (siehe Abbildung 3). In beiden Kontinenten überwiegt die Methode „Mustererkennung in Daten“ (je 21 Anwendungen), gefolgt von der Methode „Computer Vision“. Dabei wird diese KI-Methode in Europa (17 Anwendungen) öfter angeboten als in Amerika (12 Anwendungen). Die restliche Verteilung der genutzten KI-Methoden bei den angebotenen Anwendungen ist annähernd gleich.

Abbildung 3: Verteilung Softwareunternehmen in KI-Methoden Amerika vs. Europa

Die Analyse zeigt, dass in der Bauwirtschaft bereits viele Lösungen vorhanden sind, die auf KI-Anwendungen setzen. Gemeinsam mit den Entwicklungsteams arbeiten wir im Forschungsprojekt SDaC daran, KI-Anwendungen eine Plattform zu bieten, um einen entscheidenden Beitrag zur Digitalisierung der Baubranche zu leisten.