Ist die Baubranche bereit, Roboter einzusetzen?

Roboter werden nach und nach auf Baustellen auf der ganzen Welt eingesetzt. Die Anwendungen reichen vom automatisierten Maurerarbeiten über 3D-Druck bis hin zur Standortvermessung. Diese Roboter haben bewiesen, dass sie Aufgaben schneller und genauer ausführen können als menschliche Arbeiter. Allerdings müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, wie zum Beispiel hohe Investitionskosten, die Notwendigkeit, Arbeitsabläufe neu zu gestalten und Widerstand gegen Veränderungen, berichtete Harsh Pareek, Regional Sales Director, Indien und SAARC, Trimble Solutions, über seine Anwendung von KI in der Bauindustrie.

Mit Megatrends wie Inflation, geopolitischer Unsicherheit, ökologischen Zwängen und der Notwendigkeit, schneller mehr Menschen unterzubringen, um die Branche herauszufordern, scheinen die potenziellen Vorteile der Gebäudeautomation immer größer zu sein als je zuvor.

In einer Branche, die der Steigerung der Produktivität und der Verbesserung der Arbeitssicherheit Priorität einräumt, scheint der Einsatz von Robotern und automatisierten Baumaschinen eine natürliche Wahl zu sein. Roboter sind seit einiger Zeit Teil der globalen Bauindustrie mit einem Umsatz von 12 Billionen US-Dollar und ihre Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig.

Von vollautomatischem Maurerhandwerk über 3D-Druck bis hin zur Standortvermessung haben diese Bauroboter ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, eine Reihe von Aufgaben schneller und genauer als menschliche Arbeiter auszuführen.

Im Jahr 2018 baute der autonome Maurerroboter des australischen Robotikunternehmens FBR in weniger als drei Tagen ein Haus mit drei Schlafzimmern. Eine frühe Version dieses völlig autonomen Roboters kann bis zu 200 Blöcke pro Stunde platzieren, was ungefähr 2.000 Ziegeln entspricht. Es kann Arbeiten in 48 Stunden erledigen, für die menschliche Arbeiter vier bis sechs Wochen benötigen würden. Die neueste Version soll sogar noch schneller sein – sie kann die Innen- und Außenwände eines standardmäßigen zweistöckigen Backsteinhauses an einem Tag fertigstellen.

Roboter zielen auf Projektstandorte ab

Diese und viele andere Roboterinnovationen werden nach und nach auf Baustellen auf der ganzen Welt eingesetzt. Eine Umfrage des Beratungsunternehmens KPMG aus dem Jahr 2019 ergab, dass von den besten 20 % der Bauunternehmen, die sich selbst als „technologiebereit“ bezeichnen, 86 % Building Information Modeling (BIM), 72 % Drohnen und 10 % Bauroboter einsetzen.

Eine weitere Umfrage nach der Pandemie unter fast 2.000 kleinen und großen Bauunternehmen und verwandten Unternehmen in Europa, Nordamerika und China war noch aufschlussreicher: 81 % der Befragten waren sich sicher, dass sie innerhalb des nächsten Jahrzehnts Roboter einführen würden.

Die Marktchancen für Bauroboter sind groß genug, um das Interesse von Unternehmen und Start-ups auf der ganzen Welt zu wecken. Im September 2022 brachte der Technologieriese HP einen Vor-Ort-Druckroboter auf den Markt, der das Layout digitaler Modelle automatisch auf den Boden einer Baustelle drucken kann. Die Maschine kann Wände, Türen und andere Elemente mit wenig bis gar keinem Eingriff umreißen. Andere Startups wie Dusty Robotics und Rugged Robotics haben ähnliche Roboter auf den Markt gebracht, die Gebäudelayouts automatisieren können.

Die Verschmelzung fortschrittlicher Technologien wie Computer Vision und künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht es Robotern erstmals, komplexere und komplexere Aufgaben ohne menschliche Aufsicht zu erledigen.

Der Zeitpunkt könnte nicht besser sein – die globale Bauindustrie ist seit Beginn der Pandemie mit Arbeitskräftemangel konfrontiert, während die steigende Inflation und der Ukraine-Russland-Konflikt zu schnell steigenden Inputkosten geführt haben, was ihre Gewinnmargen weiter schmälert.

Die Digitalisierung treibt die zunehmende Einführung von Robotik voran.

Die Baubranche bleibt bei der Technologieeinführung hinter anderen Branchen zurück. Dies könnte erklären, warum laut einer Studie von McKinsey das jährliche Produktivitätswachstum in der Baubranche in den letzten 20 Jahren durchschnittlich nur 1 % betrug. Im verarbeitenden Gewerbe, wo Roboter bereits die tragende Säule der Fertigung sind, betrug das jährliche Produktivitätswachstum im gleichen Zeitraum 3,6 %.

Dennoch bleibt die Frage offen, ob die Baubranche bereit ist, Roboter aktiv anzunehmen und einzusetzen. Erstens kann die Investition in die Vollautomatisierung teuer sein, und für viele Bauunternehmen kann es eine Herausforderung sein, Ressourcen für Roboter bereitzustellen und gleichzeitig mit sinkenden Margen und Rentabilität zu kämpfen. Zweitens ist die Einführung von Robotern nicht so einfach wie Plug-and-Play – Bauunternehmen müssen ihre Arbeitsabläufe möglicherweise völlig neu überdenken oder gestalten, um die Vorteile von Robotern voll ausnutzen zu können.

Für eine Branche, die seit Jahrhunderten auf Papiermodelle und manuelle Anleitung angewiesen ist, kann eine derart dramatische Neuerfindung automatisierter Prozesse entmutigend sein. Glücklicherweise gibt es eine starke Motivation, diesen Weg zu verfolgen. Das McKinsey Global Institute schätzt, dass die Produktivität in einigen Bereichen der Bauindustrie durch die Umstellung auf fertigungsbasierte Produktionssysteme um das Fünf- bis Zehnfache gesteigert werden könnte.

Die globale Pandemie hat sich als weiterer starker Treiber für die beschleunigte Digitalisierung in der Baubranche erwiesen und einige große und fortschrittliche Bauunternehmer dazu veranlasst, auf BIM und cloudbasierte Tools für die Zusammenarbeit zurückzugreifen, um ein effizienteres Projektmanagement aus der Ferne zu ermöglichen.

Sobald Kernprozesse digitalisiert sind, ist der Einsatz von Robotern zur Automatisierung dieser Prozesse relativ einfach. Sobald beispielsweise ein detailliertes 3D-BIM-Modell eines Bauwerks fertig ist, kann es zur Programmierung von Robotern für die Ausführung mehrerer nachgelagerter Aufgaben verwendet werden – vom Maurerhandwerk bis zum 3D-Druck von Gebäudemodulen.

Roboter sind bereit, Häuser zu bauen

Mehrere Unternehmen konzentrieren sich auf den Einsatz von Robotern für den 3D-Druck, um Bauprojekte schneller abzuschließen. Das in den USA ansässige Unternehmen ICON nutzte seinen autonomen Bauroboter, um für 10.000 US-Dollar innerhalb von 24 Stunden ein ganzes Haus in 3D zu drucken. Das österreichische Unternehmen Printstones hat kürzlich einen multifunktionalen Bauroboter auf den Markt gebracht, der mehr kann als nur 3D-Betondruck. Es kann Materialtransport, Schweißen, Fräsen, Schraubenantriebe, Plasmaschneiden, Spritzlackieren und sogar Maurerarbeiten durchführen.

Tatsächlich ist der Einsatz von Robotern für den 3D-Druck von Gebäudestrukturen an sich schon eine riesige Chance. Dubai hat sich zum Beispiel das Ziel gesetzt, dass bis 2030 25 % der neuen Gebäude 3D-Drucktechnologie nutzen werden. Die Vereinigten Staaten und China sind die beiden anderen großen Volkswirtschaften, die den Einsatz der 3D-Drucktechnologie im Bauwesen fördern. Darüber hinaus wird die Nachfrage nach Wohnraum und städtischer Infrastruktur aufgrund der raschen Urbanisierung in den kommenden Jahren nur noch zunehmen.

Ein disruptiver Wandel steht bevor

Letztendlich gibt es klare geschäftliche Gründe, in Roboter zu investieren und sie bei allen Bautätigkeiten einzusetzen. Das Versprechen eines deutlich schnelleren Baus bei geringeren Kosten, größerer Genauigkeit und Sicherheit sowie weniger Fehlern oder Verschwendung ist ein ausreichend starker Anreiz. Darüber hinaus wird erwartet, dass die laufenden Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich Robotik die Automatisierungskosten senken und Roboter für die überwiegende Mehrheit der Bauunternehmen zugänglich machen.

Der Wendepunkt beim Robotereinsatz in der Baubranche naht. Es verspricht auch, den bahnbrechendsten Wandel in der Arbeitsweise der Branche seit den Anfängen der Industriellen Revolution herbeizuführen.

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