Zwei Bilder. Links: Ein Arbeiter in einer Warnweste steht neben einem Hilti Jaibot, der an der Decke arbeitet. Rechts: Illustration von Bauarbeiter und maschinellem Arm.

Eine gute Kombination: Mensch und Maschine

Wie Sie Ihre Mitarbeitenden durch den Einsatz von Robotern auf der Baustelle entlasten können

Die Bauindustrie ist ein wichtiger Faktor für die wirtschaftliche Entwicklung. Traditionell wurde sie jedoch als konservativ und langsam bei der Annahme von Innovationen wahrgenommen. Doch jetzt steht die Branche im Wandel, der durch die Robotik vorangetrieben wird. Der Einsatz von Baurobotern ist keine Modeerscheinung, sondern die Antwort auf verschiedene Herausforderungen der Branche wie Fachkräftemangel, Effizienzengpässe und Sicherheitsbedenken.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Robotern auf dem Bau, ihre praktischen Anwendungen, ihre Auswirkungen auf die Arbeitskräfte und die aktuellen Markttrends in der Baubranche.

Dringend gebraucht, noch zu selten genutzt

Unqualifizierte Arbeitskräfte:

Häufig verfügen die vorhandenen Arbeitskräfte nicht über die notwendigen Fähigkeiten, um fortschrittliche Robotersysteme zu bedienen. Daher sind erhebliche Investitionen in die Aus- und Weiterbildung erforderlich.

Silostruktur der Branche:

Bauindustrie ist stark fragmentiert, was häufig zu Widerständen gegen standardisierte Prozesse und Integration führt. Diese sind jedoch für den effektiven Einsatz von Robotertechnologien unerlässlich.

Hohe Kosten und unsicherer ROI:

Die Anschaffung von Robotertechnologie kann sehr teuer ausfallen. Zudem ist die Amortisationszeit oft ungewiss, was viele Unternehmen davon abhält, in diese Technologien zu investieren.

Einzigartigkeit des Projekts:

Da jedes Bauprojekt einzigartig ist, ist es schwierig, standardisierte Roboterlösungen zu finden, die auf verschiedene Standorte und Bedingungen angewendet werden können.

Robotik im Modernen Bauwesen

Arten und Vorteile von Robotern auf dem Bau

Durch die digitale Revolution im Bauwesen, angeführt von der Robotik, kann also die Lücke zwischen der Planung im Büro und der Umsetzung auf der Baustelle geschlossen werden. Sie läutet so gesehen eine neue Ära des Bauens ein, in der Projekte schneller, sicherer und präziser abgeschlossen werden können. Es werden verschiedene Arten von Robotern auf dem Bau eingesetzt, um eine Reihe von Vorteilen zu erzielen. Dazu zählen:

Nahaufnahme des Hilti Jaibots bei der Arbeit an der Decke.

Automatisierte und ferngesteuerte Maschinen für Präzisionsaufgaben:

Roboterarme, die häufig mit hoch entwickelten Sensoren und künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattet sind, werden für Aufgaben wie Schweißen, Lackieren und die Montage komplexer Bauteile eingesetzt. Diese Bauroboter sind in der Lage, unermüdlich zu arbeiten und ein Maß an Präzision zu erzielen, das für menschliche Arbeitskräfte nur schwer möglich ist.

Nahaufnahme einer Drohne im Flug, an deren Unterseite eine Kamera befestigt ist. Im Hintergrund befindet sich eine Person mit Warnweste und Schutzhelm, die die Drohne bedient.

Drohnen und Roboterarme für mehr Sicherheit:

Der Einsatz von Robotern kann die Sicherheit auf Baustellen erheblich verbessern. Drohnen werden beispielsweise für Vermessungsarbeiten eingesetzt und liefern Luftaufnahmen in Echtzeit, die es den Bauleitenden ermöglicht, den Baufortschritt zu überwachen und die Logistik zu planen, ohne dass sich dafür Menschen in gefährlichen Bereichen aufhalten müssen. In ähnlicher Weise führen Roboterarme hochpräzise Aufgaben wie Schweißen und Lackieren in instabilen oder gefährlichen Umgebungen aus und minimieren so die Risiken für Arbeitskräfte.

Ein Bauarbeiter in einer Warnweste bedient einen Hilti Jaibot, der an der Wand arbeitet.

Roboter für mehr Produktivität:

Roboter helfen, den Fachkräftemangel auszugleichen, indem sie sich wiederholende und arbeitsintensive Aufgaben wie das serielle Bohren von Ankerlöchern übernehmen. Roboter können zudem kontinuierlich und ohne Unterbrechungen arbeiten, was die Effizienz des Arbeitsablaufs steigert, und die Einhaltung des Projektzeitplans ermöglicht.

Die Rolle der Robotik für nachhaltiges Bauen

Sicherheit und Effizienz: Präzision für umweltfreundliche Prozesse

Nachhaltigkeit ist ein zentrales Thema in der Bauindustrie, in der die Robotik eine immer wichtigere Rolle spielt. Dieser Abschnitt zeigt, wie Bauroboter dazu beitragen können, Bauprojekte nachhaltiger zu gestalten, Abfall zu reduzieren, Ressourcen effizienter zu nutzen und umweltfreundliche Bautechniken zu fördern.

Reduzierung von Bauabfällen: Laut dem Umweltbundesamt¹ können durch die Präzision und Genauigkeit von Robotern auf dem Bau Konstruktionsfehler minimiert und so auch Materialabfall reduziert werden. Denn mit Hilfe automatisierter Schneide- und Montageprozesse wird sichergestellt, dass Materialien optimal genutzt werden, wodurch Abfall und Ausschuss verringert werden können.
Optimierte Ressourcennutzung: Trotz hohen Stellenwerts der Roboter bei der Optimierung der Ressourcennutzung gibt es auch Bedenken hinsichtlich ihres Energieverbrauchs. Mit fortschrittlichen Algorithmen und künstlicher Intelligenz können Bauroboter jedoch so programmiert werden, dass sie effizienter arbeiten und weniger Energie verbrauchen. Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik² betont, dass dies entscheidend ist, um sicherzustellen, dass Roboter Baustellen umweltfreundlicher machen, anstatt den CO₂-Fußabdruck zu vergrößern.
Umweltfreundlichere Gebäude: Roboter werden zunehmend für die Installation von Sonnenkollektoren und Gründächern eingesetzt – Aufgaben, die hohe Präzision erfordern und arbeitsintensiv sein können. Zudem finden sie Einsatz im 3D-Druck, um nachhaltige Baumaterialien aus recyceltem Material herzustellen. Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik³ beschreibt, wie diese Technologien im Detail zur Nachhaltigkeit im Bauwesen beitragen können.

Intelligentes Bauen: Einsatz von KI und fortgeschrittener Robotik im Bauwesen

Die Kombination von künstlicher Intelligenz (KI) und Robotik in der Bauindustrie erhöht nicht nur die Automatisierung physischer Aufgaben, sondern verbessert zudem die Anpassungsfähigkeit von Robotersystemen an dynamische Baustellenbedingungen. KI ermöglicht es Robotern, Echtzeitdaten zu interpretieren, sich an Veränderungen anzupassen und autonome Entscheidungen zu treffen, die dazu beitragen, Verzögerungen zu vermeiden und die Projektausführung zu optimieren. Diese Fähigkeit ist von entscheidender Bedeutung in komplexen Bauumgebungen, in denen sich die Bedingungen schnell ändern können und zeitnahe Anpassungen erforderlich sind, um die Effizienz und den Zeitplan des Projekts einzuhalten.

Ein Beispiel für KI-gesteuerte Baurobotik ist der Hilti Jaibot. Dieser Bohrroboter zeigt, wie KI das Projektmanagement und die Bauausführung erleichtern kann. Der Jaibot wurde für das Markieren und Bohren von Löchern auf Baustellen nach digitalen Plänen entwickelt und nutzt fortschrittliche Positionierungs- und Geodaten, um Aufgaben mit hoher Präzision auszuführen. Seine KI-Komponente ermöglicht es ihm, sich an veränderte Baustellenbedingungen anzupassen und datengestützte Entscheidungen zur Optimierung der Arbeitsabläufe zu treffen. Das Ergebnis ist eine höhere Effizienz, Genauigkeit und Sicherheit, niedrigere Arbeitskosten und eine geringere körperliche Belastung für die Arbeitenden.

Neben dem Hilti Jaibot⁴ gibt es zahlreiche weitere Beispiele dafür, wie KI und Robotik die Baulandschaft verändern:

Illustration von grauem LKW mit W-Lan Zeichen auf dem Wagen.

Drohnen und autonome Fahrzeuge

Diese Technologien werden für Aufgaben wie Standortvermessung und Materialtransport eingesetzt. Sie nutzen KI, um autonom zu navigieren und Aufgaben auszuführen, was die Effizienz steigert und den Bedarf an manueller Arbeit verringert.

Illustration von Sechskantschlüssel und Uhr.

KI-gestützte vorausschauende Wartung

KI-Algorithmen analysieren Daten von Baumaschinen, um den Wartungsbedarf vorherzusagen. So werden Ausfallzeiten reduziert und die Lebensdauer der Maschinen verlängert.

3D-Druck im Bauwesen

KI verbessert die Möglichkeiten des 3D-Drucks im Bauwesen und optimiert Entwürfe und Materialeinsatz für nachhaltige und effiziente Baumethoden.

Illustration von Gebäudedatenmodellierung durch Gebäude und Daten-File.

Künstliche Intelligenz in der Gebäudedatenmodellierung (BIM)

Künstliche Intelligenz kann in BIM-Systeme integriert werden, um die Planung, den Entwurf und das Management von Bauprojekten zu verbessern und mit denen komplexe Probleme in der Entwurfsphase vorhergesehen und gelöst werden können.

Roboter auf dem Bau: Der Einfluss von 3D Druck und modularen Techniken

Die Synergie zwischen Robotik und 3D-Druck hat erhebliche Auswirkungen auf die Bauindustrie, insbesondere auf die modulare und vorgefertigte Bauweise. So ist es möglich, die Art und Weise, wie Gebäude geplant, entworfen und gebaut werden, neu zu strukturieren. Der robotergestützte 3D-Druck im Bauwesen hat zahlreiche Vorteile:

Beschleunigung des Bauprozesses

Mit dem robotergestützten 3D-Druck können ganze Strukturen oder Teile von Gebäuden in einem Bruchteil der Zeit gedruckt werden. Diese Geschwindigkeit ist ein entscheidender Vorteil, insbesondere bei Projekten mit engen Zeitvorgaben oder in Situationen, in denen schnelles Bauen erforderlich ist, wie z. B. bei der Katastrophenhilfe.

Steigerung der Kosteneffizienz

Der robotergestützte 3D-Druck trägt zur Senkung der Arbeits-, Material- und Logistikkosten bei. Darüber hinaus kann er durch den präzisen Einsatz von Materialien die Abfallmenge reduzieren, was sowohl zu Kosteneinsparungen als auch zur ökologischen Nachhaltigkeit beiträgt.

Anpassung an Kundenwünsche

Traditionelle Bauweisen können die Gestaltungsmöglichkeiten einschränken, während der 3D-Druck mithilfe hoch entwickelter Software komplexe, individuelle Entwürfe ermöglicht, die sonst nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.

Weiterentwicklung modulares und vorgefertigtes Bauen

Beim 3D-Roboterdruck werden Teile oder Module eines Gebäudes in einer Fabrik hergestellt und dann zur Baustelle transportiert, wo sie montiert werden. So wird eine schnelle und präzise Herstellung gewährleistet, während gleichzeitig gleichbleibende Qualität garantiert und sich an spezifische Anforderungen der Kundschaft angepasst werden kann.

Die Zukunft der Baurobotik

Personen sitzen in einem Büro vor ihrem Laptop.

Chancen und Herausforderungen für nachhaltigeres Bauen

Digitale Technologien rund um die Robotik bieten also innovative Möglichkeiten Ressourcen zu schonen und effizienter zu arbeiten: Ihre hohe Genauigkeit und Schnelligkeit beim Messen und Fertigen kann sowohl Abfall als auch Bauzeit und damit verbundene Kosten reduzieren – so kann der gesamte Fußabdruck beim Bauen verringert werden. Weiteres Potenzial liegt darin, dass mit der Hilfe von Robotern schwerer zu verarbeitende Baustoffe wie auch Holz einfacher genutzt werden können.

Die Herausforderung: Unternehmen sollten sich jetzt mit der Thematik beschäftigen und die richtigen Projekte identifizieren, in denen Robotik einen echten Mehrwert bieten kann. Die aktuelle Entwicklung im Baugewerbe bedeutet für Beschäftigte daher auch, dass Sie sich weitere Fähigkeiten in Zusammenarbeit mit der Baurobotik aneignen müssen, etwa ein technisches Verständnis für die Steuerung und Wartung.

Eine Weiterbildung in diesem Bereich verbessert nicht nur die Fähigkeit der Beschäftigten, die Robotertechnologie richtig zu nutzen, sondern trägt auch zu mehr Sicherheit und Effizienz auf den Baustellen bei. Die Zukunft des Baugewerbes wird somit wahrscheinlich eine Kombination aus traditionellen Baufertigkeiten und neuen Kompetenzen in den Bereichen Robotik und Technologiemanagement sein. Eines steht dabei jedoch fest: Die Kombination aus Mensch und Maschine wird die Zukunft des Bauwesens bilden.