So macht erweiterte Realität Baustellen effizient

Auf einen Blick:

• Das Projekt KlimAR verknüpft CAD-Planungsdaten mit der Baustelle vor Ort. In einer AR-Brille verschmilzt der virtuelle Raum mit dem realen.
• Die niedersächsische Funke GmbH hat die Technologie bei der Installation eines neuen Klima- und Lüftungssystems getestet. Es unterstützt die Entwickler mit Feedback aus der Handwerkspraxis.
• Vorteile: Hatte man zuletzt meist alle Daten über die Installation in einem Gebäude in einem Ordner gesammelt, bringt KlimAR sie direkt in den Raum. Das hilft nicht nur bei der Orientierung auf der Baustelle. Das Projekt erleichtert es auch, Baupläne den Gegebenheiten vor Ort einfach digital anzupassen und stets aktuell zu halten.

Keine störenden Heizkörper, keine lauten Gebläse, keine sichtbaren Schächte oder Kabel: Alle technischen Einrichtungen werden unter abgehängten Decken versteckt. So dient Technik dem Menschen, ohne sich ihm aufzudrängen. Kehrseite solch moderner Ausbauten: Muss ein Techniker die Einrichtungen mal warten, geht die große Suche los. Da werden Dokumente aus der Planungsphase des Gebäudes studiert und Pläne abgeglichen, um die richtige Stelle zu finden, an der ein gesuchtes Bauteil in der Decke versteckt ist.

Kälteanlagenbauermeister Eike Spreen kennt diese Unannehmlichkeiten bestens aus der Praxis. „Erst vor Kurzem hatte ich eine Wartung in einem Gebäude, da hieß es erstmal, Ordner wälzen und Brandschutzklappen suchen“, sagt der angestellte Meister des niedersächsischen SHK-Unternehmens Funke GmbH. Dass die beschriebene Suchprozedur bald der Vergangenheit angehören könnte, weiß Eike Spreen aus erster Hand. Er hat im Projekt KlimAR als Testhandwerker eine neue Entwicklung begleitet, die 2D-Planungsdaten auf der Baustelle zu einer interaktiven halbrealen, halbvirtuellen Umgebung verschmilzt.

KlimAR nutzt dafür eine Technologie, die unter dem Namen Augmented Reality (kurz: AR, deutsch: erweiterte Realität) bekannt ist. So funktioniert das System: Der Handwerksbetrieb erstellt von der geplanten Installation einen zweidimensionalen CAD-Plan und kopiert ihn auf die AR-Brille. Auf der Baustelle setzt der Techniker die Brille auf und kalibriert sie im gewünschten Raum. Die Brille scannt die Baustelle und gleicht sie mit dem CAD-Plan ab. Die CAD-Zeichnung wird dann so auf die Linsen der Brille projiziert, dass sie als Ebene im Raum erscheint.

Der Techniker kann sich in der virtuell erweiterten Umgebung frei bewegen, Einrichtungen wie Luftschächte und Luftdurchlässe werden ihm 1 zu 1 an ihrer geplanten Position im Bau angezeigt. „Die Pläne werden automatisch im Raum orientiert und der Techniker muss nicht mehr darüber nachdenken, wo sich was im Raum befindet“, erklärt Moritz Quandt, Wissenschaftler am Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH (Biba), die Vorteile des Systems. Biba und das Unternehmen Anymotion sind die technischen Entwicklungspartner des Projekts.

Wie die Technologie in der Praxis funktioniert, zeigen die Projektpartner live beim Rohrhersteller KMH-Kammann Metallbau im niedersächsischen Bassum. Für den Metallbauer hat die Funke GmbH die Technologie bei der Installation eines neuen Klima- und Lüftungssystems eingesetzt. Seitdem haben alle Installationen in der Decke des geräumigen Konferenzraumes bei KMH ein digitales Abbild.

Das kann sich jeder anschauen: Einmal Microsofts AR-Brille Hololens aufgesetzt, erscheinen die technischen Einrichtungen des CAD-Plans direkt unter der Decke. Wo man die Schlitze der echten Luftdurchlässe sieht, werden sie auch von den zugehörigen Symbolen aus dem CAD-Plan überlagert. Per Fingergeste in der Luft lassen sich einzelne Elemente anwählen und bei Bedarf verschieben. „Das Agieren ist das Spannende“, sagt Biba-Mitarbeiter Quandt.

Wie sinnvoll das ist, weiß Funke-Meister Eike Spreen: „Durch die unterschiedlichen Gewerke, die an einem Bau beteiligt sind, ändern sich die Gegebenheiten vor Ort während der Bauphase auch mal.“ Plötzlich ist ein Rohr im Weg oder ein zusätzlicher Träger wurde installiert. Dann muss der Plan angepasst werden. Mit der Hololens lässt sich die Änderung gleich digital durchführen und abspeichern.

Nach den Projekterfahrungen der Funke GmbH mit dem KlimAR-Projekt, sieht ihr Geschäftsführer Carlo Bottermann einiges Potenzial für ihren Einsatz im Unternehmen. „Mit digitaler Rechnung und Zeiterfassung spielte sich die Digitalisierung bisher vor allem auf der organisatorischen Ebene ab“, sagt Klimatechnikermeister Bottermann. Jetzt erreiche sie die Baustelle, wodurch sich die Prozessketten noch stärker digitalisieren ließen. Bottermann nennt drei Einsatzbereiche, in denen sich die Technologie sinnvoll einsetzen ließe.

• Arbeitsvorbereitung: Eine detaillierte Planung der Installationen unter Einsatz der Augmented-Reality-Technik schaffe Vorteile in der Kommunikation: „Gehen wir mit dem Bauleiter auf die Baustelle, kann er sich selbst in einem Rohbau ein visuelles Bild davon machen, wie die Technik, die wir installieren, später aussehen wird.“
• Ausführung: „Die Technik hilft uns, die Pläne vor Ort mit den realen Bedingungen abzugleichen und sie gegebenenfalls anzupassen. Das verbessert die Qualität der Bestandspläne.“
• Aftersales: „Soll ein baustellenfremder Techniker eine Wartung durchführen, bekommt er eine schnelle Orientierung im Gebäude. Das spart Zeit.“

Rund 450.000 Euro flossen vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand in das KlimAR-Projekt. Anymotion-Geschäftsführer Frank Bischoff will das Forschungsprojekt nun innerhalb der nächsten sechs Monate zur Marktreife entwickeln. Er sieht den Einsatz der Technik auch in weiteren Gewerken. „Sehr naheliegend ist hier zum Beispiel das Elektrohandwerk“, sagt Bischoff.

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