Digitale Wertschöpfungskette: Ein virtueller Zwilling für alle Bauphasen

• Auch die Baubranche profitiert von der digitalen Transformation.
• Mit BIM lassen sich bauwerksrelevante Daten über die gesamte digitale Wertschöpfungskette erzeugen, analysieren und verwalten.
• Doch gerade für kleine und mittelständische Unternehmen profitieren noch zu wenig von der Digitalisierung oder tun sich schwer mit der Umsetzung.
• Hier setzt das Projekt DigiFab4KMU an.

Vier Projektpartner wollen gemeinsam im Rahmen des Projekts DigiFab4KMU (Digitale Fabrik für kleine und mittlere Unternehmen) die digitale Wertschöpfungskette in der Bauindustrie optimieren:

• das Architekturbüro archis Architekten + Ingenieure, das erfolgreich Bauprojekte in ganz Deutschland entwickelt, plant und realisiert,  
• Arnold IT, Systemhaus für CAD, CAM, PDM, Industrie 4.0 und Softwareentwicklung,
• das Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Forschungspionier auf dem Gebiet virtueller Fabriken,
• sowie Wibu-Systems, Anbieter von Softwareschutz-, Lizenzierungs- und Security-Lösungen.

Das Bauwesen war schon immer beim technischen Fortschritt vorn dabei, und ist es auch jetzt bei der digitalen Revolution. Diese Revolution eröffnet aber nicht nur Chancen, sondern bringt auch Risiken und Herausforderungen mit sich. Bauprojekte, ob groß oder klein, werden immer komplexer aufgrund ständig neuer Richtlinien, Bauordnungen, klimarelevanter Belange oder Erwartungen einer zunehmend städtischen und technikbegeisterten Klientel.

Building Information Modeling (BIM) ist eine moderne Methode, um über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg bauwerksrelevante Daten zu erzeugen, zu analysieren und zu verwalten. Für Planung, Bau und Verwaltung von Gebäuden benötigt BIM geschäfts- und medienübergreifende Prozesse sowie offene und herstellerneutrale E-Business-Standards. In der Praxis kommt es jedoch oft zu Abweichungen zwischen theoretischem 3D-Modell und seiner Realisierung. Ein Grund dafür sind Altsysteme, die gemeinsam mit modernen Systemen betrieben werden, die vielleicht bahnbrechende Funktionen bieten, die aber nur unzureichend getestet sind. Hinzu kommen eine Vielzahl an Datentypen, die so unterschiedlich und divers sind wie die Industrie selbst, sowie Unterschiede zwischen den verschiedenen Industrien, Berufen und Fachbereichen.

Vollständig digitale Wertschöpfungskette

DigiFab4KMU will die Chancen der Digitalisierung in der Baubranche nutzen, indem es alle Bauphasen und die dabei Beteiligten samt Daten und Software in ein integriertes Virtualisierungssystem (IVS) einbindet. Dieses IVS bildet den gesamten Prozess ab, von der Planung über den Bau bis zu Betrieb, für alle beteiligten Gewerke und Fachbereiche, von der Architektur über die Gebäudetechnik und Logistik bis hin zur IT. Das Ergebnis ist eine umfassende und vollständig digitale Wertschöpfungskette für die Baubranche, die alle Innovationen enthält, von denen andere Industrien, die früher mit dem digitalen Wandel begonnen haben, schon lange profitieren, wie zum Beispiel: Business Intelligence, intelligente und vernetzte Produktionsprozesse, optimierte Materialflüsse (Wertstromdesign) und massendatengesteuerte Prozessoptimierung. Das IVS stellt einen virtuellen Zwilling eines realen Bauprojekts und des geplanten Produktionsaufbaus (eines Shop-Floors der Produktion) dar und zwar mit all den Vorteilen, wie man sie bereits im Maschinenbau und anderen Industriezweigen findet.

„Die Einführung des integrierten Virtualisierungssystems erlaubt es uns, Daten auf eine völlig neue Art und Weise zu nutzen, was hohe Flexibilität und Erweiterungsmöglichkeiten in der Planung bedeutet.“

Bastian Wieland, Geschäftsführer von archis Architekten + Ingenieure

„Unser Unternehmen widmet sich der Modellierung und der Entwicklung von vernetzten technischen Systemen, sodass unsere Erfahrung in das Projekt DigiFab4KMU einfließt. Damit die digitale Gebäude- und Fabrikplanung auch in der Zukunft funktioniert, müssen die heutigen Einschränkungen überwunden werden. Ich bin sicher, dass die Grenzen zwischen Abteilungen und IT-Systemen und zwischen verschiedenen Systemen dank der Ergebnisse unserer gemeinsamen Projektarbeit verschwinden werden.“

Marc Arnold, Geschäftsführer von Arnold IT Systems

„Unsere Aufgabe ist es, mit Hilfe der ganzheitlichen Modellierung Produktionsanlagen optimal zu gestalten, indem wir sie abteilungsübergreifend umsetzen, Wirtschaftlichkeit ermöglichen, Mitarbeiterwege und Logistikprozesse simulieren. Hier kommt die so genannte schlanke Produktion ins Spiel, die vor allem durch die Beseitigung von Verschwendung und die Beschleunigung von Geschäftsprozessen zum Erfolg des Unternehmens beitragen soll. Entscheidend für den Erfolg von DigiFab4KMU wird die Balance zwischen akademischer und technischer Expertise sein.“

Michael Grethler, Leiter der Unit Digital Twin (IMI) des Karlsruher Instituts für Technologie

Das von Professorin Jivka Ovtcharova geleitete Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) am KIT untersucht unter anderem die Virtualisierung von CAD-Planungsdaten. Im Bereich BIM ist es das Ziel, alle Planungsdaten eines Neubaus in einem virtuellen Modell zusammenzuführen, zum Beispiel durch Kombination von 3D-Scans des Baufortschritts mit CAD-Plänen. Unterstützt wird die Produktionsplanung im Neubau darüber hinaus durch das virtuelle Modell und die Virtualisierung der bisherigen Produktion sowie eine Wertstromanalyse. Dabei wird das Virtual-Reality-System PolyVR verwendet.

Wibu-Systems bringt seine Expertise und Fähigkeiten in das DigiFab4KM-Projekt mit einem innovativen Ansatz für sein Teilprojekt „Industrie 4.0-Konzepte in der Hardwareproduktion“ ein. Die Vision von Oliver Winzenried, Vorstand und Gründer von Wibu-Systems, ist klar

„Wir planen die Schaffung eines umfassenden Ökosystems, in dem die räumlichen Voraussetzungen ein Glied in einer integralen und vollständig koordinierten Kette von Daten und Informationen darstellen. Dazu gehören neue Prozesse für die IVS-gesteuerte Planung und den Bau unseres neuen Hauptsitzes. Das integrierte System schafft eine voll industrietaugliche Infrastruktur und digital optimierte Prozessabläufe für die Herstellung unserer Hardware-Security-Produkte mit Mehrwert für unsere Kunden.“

Oliver Winzenried, Vorstand und Gründer von Wibu-Systems

Wibu-Systems wird sich auch an der Entwicklung eines neuen Servicemodells beteiligen, sodass integrierte Virtualisierungssysteme auch von anderen kleinen und mittleren Unternehmen genutzt werden können, die ihre Produktionsinfrastruktur mit Hilfe der Schutz- und Sicherheitslösungen von Wibu-Systems digitalisieren wollen.

Bildquelle: Evannovostro/shutterstock.com

Weitere Informationen: https://www.wibu.com/de/datensicherheitsforschung/digifab4kmu.html

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