Mehr Effizienz auf der Baustelle dank 5G

Wie 5G die Zusammenarbeit auf der Baustelle verbessert

Zeit- und Kostendruck sind die grossen Herausforderungen bei Bauvorhaben. Eine enge Zusammenarbeit und eine frühzeitige Kommunikation zwischen den Beteiligten helfen, damit fertigzuwerden. Technologien wie virtuelle Realität und 5G unterstützen diesen Austausch. Zukunftsmusik? Nein, wie ein Besuch auf einer heutigen Baustelle zeigt.

Text: Andreas Heer, Bilder: Boris Baldinger, 22. Mai 2020

Ein gewöhnlicher Werktag auf der Baustelle in Herblingen, wo die Migros Ostschweiz gerade die grösste Shopping Mall im Kanton Schaffhausen umbaut. Dort steht ein Baucontainer, der von aussen ganz gewöhnlich ausschaut. Drinnen sitzt Ralf Balgar mit drei Vertretern von Bauunternehmen an einem Tisch. Er ist bei der Migros Ostschweiz verantwortlich für die Revitalisierung des Herblinger Marktes, die in gut einem Jahr fertiggestellt werden soll. Ein ambitionierter Zeitplan, der nur mit einer engen Zusammenarbeit und einem intensiven Austausch aller Beteiligten aufgehen kann.

Angeregt besprechen die vier Fachleute das weitere Vorgehen. Das technische Modell des Umbaus ist auf drei Wände projiziert. Die 270-Grad-Projektion im sogenannten icCUBE ist lebensgross, so dass sich die vier Personen ganz ohne VR-Brillen mitten ins geplante Gebäude versetzt fühlen. Ralf Balgar navigiert zu dem Bereich, über den die vier diskutieren wollen. Nach kurzem Gespräch sind die für heute geplanten Aktivitäten geklärt. Der Umbau kann ohne Missverständnisse weitergehen.

Ein «digitaler Zwilling» vereinfacht die Zusammenarbeit

Die Baubranche befindet sich mitten in der Digitalisierung. Mit modernen Methoden wie Building Information Modeling (BIM) wird ein dreidimensionaler digitaler Zwilling erstellt, inklusive aller haustechnischen Einrichtungen. Mit der 270-Grad-Projektion im icCUBE wird dieses Modell virtuell begehbar. Damit haben alle Beteiligten im icCUBE dieselbe Sicht, als würden sie die reelle Baustelle gemeinsam besichtigen. Wer nicht vor Ort sein kann, schaltet sich via Webbrowser dazu, auch unterwegs auf dem Smartphone.

So werden Bauherren und Nutzer schon in frühen Phasen des Bauvorhabens eingebunden. Der häufig gehörte Spruch «hätte ich das früher gewusst» wird überflüssig, weil alle Entscheider rechtzeitig involviert sind. Das spart Zeit und Geld. «Damit verbessern wir die Koordination auf der Baustelle», sagt Projektleiter Balgar dazu. «Und können so Fehlentscheide verhindern.»

Im icCUBE tauchen die Beteiligten wortwörtlich in die virtuelle Realität ein. (Das Foto entstand vor der «ausserordentlichen Lage»)

Für die Baubranche bietet diese «immersive» Art der Kollaboration eine reelle Chance, sich neu zu erfinden und die Ineffizienzen der Vergangenheit zu überwinden. Kostentreibende Probleme aufgrund ungenügender Planung oder nicht eingehaltener Toleranzen lassen sich im 3D-Modell frühzeitig erkennen und korrigieren. Anpassungen können vor der Umsetzung auf ihre Konsequenzen geprüft werden. So kann sich der Ladenplaner der Migros schon vor Baubeginn mit dem Beleuchtungsspezialisten zusammensetzen, um das spätere Kundenerlebnis zu optimieren. Die immersive Kollaboration rückt also den Menschen ins Zentrum. Dank der verbesserten Kommunikation werden Projekte schneller umgesetzt und kosten weniger.

Das Netz muss mithalten

Um diese Art der Kommunikation zu ermöglichen, braucht es ein zuverlässiges mobiles Netz. Im Gegensatz etwa zum heimischen Film-Streaming fliessen bei der immersiven Kollaboration die Daten in alle Richtungen. Der Fullduplex-Modus von 5G vereinfacht dabei den Austausch. Und die Datenmengen sind gross. Um einen digitalen Zwilling komplett zu beschreiben, fallen schnell mehrere Terabytes an Daten an. Zum Vergleich: Ein Terabyte entspricht über 300 Stunden Film-Streaming in HD-Qualität.

Die Übertragung immersiver 3D-Modelle in den icCUBE verlangt zudem nach einer schnellen Verbindung mit kurzen Latenzzeiten, damit alle Teilnehmer gleichzeitig dieselben Informationen sehen. Und im Verlauf des Bauvorhabens muss vielleicht der icCUBE-Baucontainer versetzt werden. Eine Internetanbindung übers Mobilfunknetz vereinfacht dies, weil das Verlegen von Kabeln entfällt. Deshalb steht auf der Baustelle in Herblingen seit kurzem eine FWA-Lösung (Fixed Wireless Access). Dieser mobile Access-Point verbindet den icCUBE übers 5G-Netz mit dem Internet.

Zeit gewinnen – und Menschlichkeit

Für Ralf Balgar ist der icCUBE in erster Linie ein multifunktioneller Raum für die interdisziplinäre Zusammenarbeit: «Der icCUBE ermöglicht den Know-how-Austausch zwischen allen Beteiligten und erleichtert die Absprache untereinander über den gesamten Lebenszyklus des Bauvorhabens.» Die einzelnen Akteure können ihre Aufgaben zielgerichtet umsetzen. Dank des icCUBE sind sie wortwörtlich im Bild.

Diese Art des Informationsaustausches verhilft zu einer effizienten Umsetzung des Bauvorhabens und geht damit die zentralen Herausforderungen der Branche an: Zeit- und Kostendruck. «Wir werden schneller und können Verbesserungen kontinuierlich einplanen. Das erhöht auch die Wertschöpfung der beteiligten Bauunternehmen», betont Balgar. Wartezeiten aufgrund von Nachbesserungen lassen sich genauso eliminieren wie die Frage, wer denn für die zusätzlichen Kosten aufkommen soll.

Der icCUBE ist also ein Kommunikationsinstrument, so Balgar: «Die Menschen tauschen sich wieder intensiver aus und arbeiten dadurch besser zusammen.» Sagts und tritt wieder hinaus in die reale Baustellenwelt.

icCUBE und immersive Kollaboration

Immersion beschreibt den Effekt des «Eintauchens» beim Erleben virtueller Welten, wobei die künstliche Umgebung vom Menschen so wahrgenommen wird, dass eine direkte emotionale – und manchmal auch physiologische – Verbindung entsteht. Bisher kannte man diesen Effekt vor allem bei VR-Brillen.

Der «Immersive Collaboration Cube» (icCUBE), den das Unternehmen Inside Reality entwickelt hat, bietet mit eine effektive Gruppenimmersion ohne VR-Brillen oder sonstigen 3D-Geräten. Entwicklungsleiter Chris Henn beschreibt das Erlebnis als «VR ohne Brillen». Drei Rechner mit drei Beamern projizieren eine 270-Grad-Darstellung auf die Wände und bieten den Betrachtern ein Gefühl des «Mittendrinseins», und zwar als Gruppe. Über die 5G-Verbindung wird zudem eine konstante Quality of Service (QoS) möglich. In dieser Form wurde der icCUBE als technische Kollaboration zwischen Inside Reality und Swisscom erstmals an der Swissbau 2020 in Basel vorgestellt.