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Modulares CDE – die Basis für BIM und eine zukunftssichere Bauindustrie

15.04.2024

Es ist allgemein bekannt, dass die Bauindustrie mit einer Vielzahl von Herausforderungen konfrontiert ist, die hauptsächlich mit der steigenden Komplexität von Bauprojekten zusammenhängen. Leider kann Komplexität nicht einfach ignoriert oder durch einfache Maßnahmen reduziert werden. Die Einführung eines kooperativen Informationsmanagements, wie durch die Anwendung der BIM-Methodik, ist ein wesentlicher Faktor, um komplexe Zusammenhänge zu bewältigen.

Die Zusammenarbeit in Bauprojekten

Das Common Data Environment (CDE), als Kernstück einer unternehmerischen Plattformstrategie, spielt dabei die Schlüsselrolle und stellt eine umfassende Lösung bereit, die über einfache Dokumentenverwaltung hinausgeht. Durch seinen modularen Aufbau ermöglicht es ein one-stop-shopping-Erlebnis, das den Kundenbedürfnissen entspricht und eine hohe Kundenorientierung gewährleistet.

Es bildet die Basis für Koordination und Zusammenarbeit in Bauprojekten und für das gezielte Management von Informationen, das wir als Voraussetzung für eine zukunftsorientierte Bauindustrie setzen, um unsere gesellschaftlichen Ziele zu erreichen. Ein CDE wie PAVE muss dabei von den Anwendern genutzt und inhaltlich verantwortet werden. Nur so können durchgängige, effiziente und effektive Kooperationsprozesse mit hoher Qualität gewährleistet werden.

Aus Sicht der Verantwortlichen werden bestehende Prozesse abgebildet (oder neu etabliert – z.B. in Workflows), die es allen Beteiligten ermöglichen, eigenverantwortlich im Sinne des Ganzen zu handeln. Dies erfordert auch eine gesicherte Verfügbarkeit der Informationen, die allen Nutzern für ihre individuell erforderlichen Arbeits- und Entscheidungsprozesse benötigen, ohne lange nach Informationen, Plänen, Dokumenten oder Daten suchen zu müssen.

Das CDE ermöglicht die Lösung vieler Probleme durch die Verwendung von klaren und präzisen Daten, die mit einem Klick erfasst, gespeichert, analysiert und archiviert werden können. Als Speicherort für alle Projektdaten fördert das CDE eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten und schafft durch Transparenz und Datenkontinuität Vertrauen, erhöht die Qualität in den Daten und auf der Baustelle und senkt so final auch die (Fehler-)Kosten.

Der nächste Schritt: das Connected Data Ecosystem

In Anbetracht der kontinuierlichen Weiterentwicklung in der Bauindustrie ist es für Unternehmen unerlässlich, das Potenzial eines CDEs zu erkennen – nicht mehr nur als ein Werkzeug zur Verwaltung und Speicherung von Dokumenten. Die Anforderungen an die aktuelle Anwendungslandschaft erfordern ein großes Umdenken im Vergleich zur traditionellen Datenerfassung.

Das Connected Data Ecosystem geht über die herkömmliche Funktionalität eines CDE hinaus und stellt ein umfassendes Toolkit bereit, das Datenmanagementlösungen nahtlos über den gesamten Lebenszyklus integriert. Vom Büro bis zur Baustelle vereint das Ökosystem wichtige Prozesse wie virtuelle Gebäudeplanung (Virtual Design and Construction), Qualitätssicherung, Sicherheitsprotokolle, Gesundheits- und Umweltaspekte, kommerzielle Aspekte, Übergaben und Asset Information Management und bei PAVE zudem Bauüberwachung, Kostenmanagement, BIM und Kollisionsprüfung und eine umfassende ESG-Funktionalität. Das Connected Data Ecosystem ist der zentrale Punkt, der von der ersten Planungsphase über den Bau bis hin zur Wartung und zum Betrieb eingesetzt werden kann.

Es geht dabei nicht nur um die Verwaltung von Dokumenten, sondern um ein vernetztes Ökosystem entlang des Lebenszyklus des Baus, in dem alle Daten miteinander kommunizieren, um komplexe Abläufe zu harmonisieren und gemeinsame Herausforderungen von Unternehmen zu lösen. Die seit Jahren auf kundenorientierte Modularität angelegte Entwicklung von PAVE als CDE zielt darauf ab, eine einzige Plattform für sämtliche Gebäudedaten zu schaffen, die durch Schnittstellen und vollständige Integration von Lösungen unterstützt wird.

Fazit

Wir schöpfen die Potenziale der digitalen Werkzeuge wie PAVE mit BIM noch bei weitem nicht voll aus. Je besser wir in Zukunft mit einem digitalen Informationsmanagement in unseren Projekten arbeiten werden, desto stärker werden sich auch die Leistungsumfänge eines CDE verändern müssen. Ein CDE ist kein Selbstzweck, sondern muss unsere Arbeit unterstützen, die Zusammenarbeit fördern und mit unseren Fähigkeiten wachsen. Daher gilt es zu Projektstart Prozesse, Arbeitsabläufe und Anwendungsfälle genau zu analysieren und entsprechende Workflows in der CDE einzurichten. Als zentrale Informations- und Datenplattform wird ein CDE wie PAVE in Zukunft zum absoluten Standard in der Bau- und Immobilienbranche.

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Rechtskonformes Datenteilen im Bauprozess

Anforderungen des Data Governance Act an CDEs

Datenteilen im Bauprozess in Common Data Environments (CDE) ist bisher durch die DIN EN ISO 19650 erfasst, die keine expliziten Vorgaben zur rechtlichen Organisation der technischen Infrastruktur macht, sondern eher auf die Prozesse abhebt. Mit der Verabschiedung des europäischen Data Governance Act (DGA) ändert sich dies, da er eine gesetzliche Trennung des Anbietens von Daten und Services vorsieht. Bestehende Geschäftsmodelle im Baubereich müssen auf Rechtskonformität überprüft und möglicherweise angepasst werden. Der Beitrag zeigt, wie Datenteilen nach Erlass des DGA in einem Common Data Environment (CDE) im Bauprozess rechtskonform möglich ist und konzentriert sich dabei insbesondere auf das Teilen von Daten in BIM-basierten Planungen.

Ausgangssituation und Stand der Gesetzgebung

Die Digitalisierung im Bauprozess erfordert ein durchgängiges Datenmanagement, um den Datenaustausch zwischen den Beteiligten über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks zu ermöglichen, einschließlich Beschreibungen, Berechnungen und BIM-Modelle. Derzeit behindern rechtliche Hürden und fehlende Akzeptanz das Datenteilen im Bauprozess, vor allem aus Sorge um den Schutz von Geschäftsgeheimnissen und Urheberrechten. Obwohl es bereits praktische Lösungen wie CDE gibt, sind diese oft auf geschlossene Rechtsbeziehungen und herstellergebundene technische Umgebungen beschränkt. Daten werden nicht immer nahtlos über den gesamten Bauprozess geteilt, und der Austausch außerhalb von Projekten wird selten praktiziert. Der Data Governance Act (DGA) von 2022 schafft einen verbindlichen gesetzlichen Rahmen, der die bisherigen Geschäftsmodelle des Datenteilens in der Baubranche überprüft und anpasst. Ziel ist es, transparenteres, sichereres und rechtskonformes Datenteilen zu fördern.

Im Rahmen der Umsetzung der Europäischen Datenstrategie wird das Teilen von Daten durch den Data Governance Act (DGA) geregelt. Der DGA muss für neue Dateninfrastrukturen bis zum 24.09.2023 und für bestehende bis zum 24.09.2025 umgesetzt werden. Zusätzlich befasst sich der Standard VDI 2552 auf untergesetzlicher Ebene mit dem Informationsmanagement in einem CDE. Er legt standardisierte Methoden, Prozesse sowie klare Rollen und Verantwortlichkeiten fest.

Die Organisation und Digitalisierung von Informationen zu Bauwerken und Ingenieurleistungen, einschließlich BIM, werden in der DIN EN ISO 19650 geregelt. Des Weiteren beschreibt die DIN SPEC 91391 das Datenteilen in CDEs speziell für BIM-Anwendungen mit einem Fokus auf den offenen Datenaustausch zwischen Plattformen verschiedener Hersteller.

Rechte und Daten

Der DGA beschreibt Daten als digitale Darstellung von Handlungen, Tatsachen oder Informationen, einschließlich Ton, Bildern oder Videos. Oft wird darüber gesprochen, ob Daten Eigentum oder Besitz sein können, aber da Daten keine physischen Güter sind, passen sie nicht in diese Kategorien. Sie sind nicht exklusiv und können von mehreren Personen gleichzeitig genutzt werden. Daher können sie nicht wie herkömmliche Schutzrechte behandelt werden, die auf der exklusiven Nutzung basieren.

Das aufkommende Gebiet des Datenrechts bezieht sich jetzt auf die Erzeugung von Daten und wer sie besitzt. Der DGA ordnet die Rechte dem Dateninhaber zu, also der Person oder Organisation, die die Daten erstellt hat. Der Entwurf des Data Act bezieht sich ebenfalls auf die Erzeugung und das Sammeln von Daten durch die Nutzung von Produkten und Dienstleistungen. Er legt fest, dass der Dateninhaber die Pflicht hat, den Zugang zu den Daten zu ermöglichen, während dem Datennutzer und Dritten bestimmte Rechte an den Daten zustehen.

Formen des Datenteilens im DGA

Das Teilen von Daten kann auf verschiedene Weise erfolgen, zum Beispiel durch die einseitige Bereitstellung, den Austausch oder das gemeinsame Nutzen in Datenpools. Im Data Governance Act (DGA) wird die gemeinsame Datennutzung als Bereitstellung von Daten von einem Dateninhaber an einen Datennutzer definiert, die dann vom Datennutzer allein oder zusammen mit dem Dateninhaber verwendet werden können. Diese Datennutzung muss durch Gesetz oder Vertrag erlaubt sein und kann direkt oder indirekt über Vermittler erfolgen, sowohl entgeltlich als auch unentgeltlich. Datenräume umfassen sowohl die technische Infrastruktur, die es ermöglicht, Daten sicher zu teilen, als auch die entsprechenden Governance-Mechanismen, um den Datenaustausch zu regeln.

Datenteilen gemäß Normen im Bauwesen

VDI 2552

Laut dem VDI 2552 Standard soll ein zentrales Datenmanagement (CDE) ermöglicht werden, um Daten über den Projektverlauf zu erfassen und zu verwalten. Es geht um eine Plattform, die eine Datenbank für Bauwerksmodelle wie BIM bereitstellt. Die gemeinsame Datennutzung, das Teilen von Daten, wird jedoch nach dem DGA eingeschränkt. Daten dürfen nur innerhalb geschlossener Gruppen mit vertraglichen Beziehungen geteilt werden. Das Nutzen von Daten aus anderen Projekten über das CDE ist nicht erlaubt, da es zu einem Datenmarktplatz führen könnte, der im Widerspruch zum DGA steht.

Bestimmte Anforderungen des Standards können nur in Bezug auf die Vereinfachung der Datenmittlung umgesetzt werden, nicht jedoch in Bezug auf die inhaltliche Nutzung der Daten. Die Rahmenbedingungen für die gemeinsame Datenumgebung müssen in Übereinstimmung mit dem DGA vereinbart werden, und Vertragsfreiheit besteht nur innerhalb zulässiger Organisationsformen.

Die Ziele der gemeinsamen Datenumgebung, wie die zentrale Verfügbarkeit der Daten, Wiederverwendbarkeit, Datenzusammenführung und vereinfachter Datenaustausch, können durch zentrale Plattformen oder dezentrale Federated Services erreicht werden, die eine gemeinsame technische Infrastruktur und Interoperabilität haben. Geschlossene Systeme, die auf ein Projekt bezogen sind, ermöglichen ebenfalls die zentrale Verfügbarkeit und Verwendbarkeit von Daten, jedoch nur im Rahmen des betreffenden Projektes. Die Archivierung von Daten kann sowohl zentral als auch dezentral erfolgen, jedoch darf der Plattformbetreiber die Datenhaltung nicht für eigene Zwecke oder andere Services nutzen.

 

ISO 19650

Die ISO 19650 beschreibt das Common Data Environment (CDE) als vereinbarte Umgebung für Informationen eines spezifischen Projekts oder Assets. In dieser Umgebung werden Informationscontainer (IC) gesammelt, verwaltet und verbreitet. IC sind Zusammenstellungen von Informationen, die nach einem vereinbarten System benannt und in Dateien, Systemen oder Anwendungen abrufbar sein müssen. Informationsdateien wie Modelle, Dokumente, Tabellen und Zeitpläne können als IC dienen, einige strukturierte IC enthalten geometrische Modelle und Zeitpläne, während unstrukturierte IC zum Beispiel Dokumentationen umfassen.

Obwohl kollaborative Plattformen für ein CDE gut geeignet sind, muss das CDE nicht zwangsläufig als eine zentrale Plattform gestaltet sein. Durch die Bildung von IC können CDE-Workflows über verschiedene Computersysteme oder Technologieplattformen verteilt werden, und die Erzeugung, Verwaltung, Freigabe und der Austausch von Informationen können kollaborativ erfolgen. Dies ermöglicht den Einsatz von domänenspezifischen Fachmodellen, die in unterschiedlichen Teams bearbeitet und in verschiedenen IC gespeichert werden können. Das Informationsmanagement wird in der Norm von der Informationserzeugung und -bereitstellung unterschieden. Das CDE fungiert als gemeinsamer Projekt- und Datenraum, in dem Daten unter bestimmten technischen und rechtlichen Bedingungen geteilt werden. Unter Verwendung des DGA erfolgt das Datenteilen über den Datenmittler und die Bereitstellung von Modellen über dezentrale Services.

 

DIN SPEC 91391

Die DIN SPEC 91391 beschreibt ein CDE (Common Data Environment) für eine modellbasierte kollaborative Arbeitsweise, das den Austausch von Funktionen und Daten zwischen Plattformen unterschiedlicher Hersteller ermöglicht. Es fügt sich in die ISO-Norm 19650 und den VDI 2552 Standard ein. Das CDE dient als zentraler Ort zur Ablage und zum Zugriff auf alle projektrelevanten Informationen.

Der kleinste Ablageeinheit im CDE ist der Informationscontainer (IC), der aus einer Kombination von Metadaten und Inhaltsdaten besteht. Metadaten beschreiben den Inhalt, Status und andere projektrelevante Eigenschaften der im IC enthaltenen Daten. Die Datenhoheit wird über Liefer- und Freigabemechanismen der IC sichergestellt.

Das CDE bietet keine Funktionalität zur Handhabung der Inhalte des IC, sondern stellt technische und organisatorische Mittel zur gemeinschaftlichen Erstellung projektrelevanter Informationen bereit. Das Erzeugen und Ändern von Daten erfolgt über externe Autorensysteme wie BIM-Software oder CAD-Anwendungen, während das CDE die Aufgabe hat, diese Inhalte anzubinden und darzustellen. Der Datenaustausch erfolgt über offene Schnittstellen wie APIs und die openCDE-konforme Schnittstelle.

Geschlossene Plattform vs. Open CDE

Datenteilen innerhalb eines (geschlossenen) Projektes

Die Richtlinien der Data Governance, die Datenmittlung und das Anbieten von Services trennen, bedeuten, dass das Halten, Nutzen und Teilen von Daten auf Plattformen nur innerhalb einzelner abgeschlossener Bauprojekte zulässig sind, um nicht unter den Data Governance Act zu fallen. Die zentrale Organisation ist technisch und rechtlich möglich, erfordert jedoch die vertragliche Einbeziehung aller Beteiligten zu Beginn oder sequenziell in das Bauprojekt. Die Plattform darf Daten nicht mit einer unbegrenzten Anzahl von Nutzern teilen oder Geschäftsbeziehungen zwischen Dateninhabern und Datennutzern vermitteln, um den DGA zu umgehen.

Das Teilen von Daten innerhalb eines Projektes ist bereits gebräuchlich und wird durch Auftraggeberinformationsanforderungen (AIA) in einem BIM-Abwicklungsplan (BAP) umgesetzt und vertraglich festgelegt. Die Datenplattform fungiert als Common Data Environment (CDE) für den Datenaustausch und die Zusammenarbeit bezüglich der Fachmodelle. Insbesondere öffentliche Auftraggeber fordern offene Lösungen wie openBIM, wobei eine webbasierte Kommunikationsplattform vom Auftraggeber betrieben wird, auf der Daten und Services geteilt werden.

 

Zentrale Plattform mit dezentraler Datenhaltung

Die Trennung von Daten und Services beim Datenteilen zwischen vielen Nutzern könnte durch die Gründung einer unabhängigen, vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur wie einer Datengenossenschaft oder einer anderen juristischen Person erreicht werden. Alternativ könnten Datenplattformen als Datendrehscheiben fungieren und die Datenhaltung „on the edge“ durchführen. Es stellt sich jedoch die Frage, ob ein multilaterales Netzwerk ohne Plattformen technisch und wirtschaftlich effizient funktionieren kann.

Um den Datentausch über dezentrale, föderative IC (Informationscontainer) zu ermöglichen, sind klare Standards in einem CDE für die Übergabe von Modellen und Daten erforderlich. Die dezentrale Datenhaltung und Ablage müssen sorgfältig organisiert werden, um Bedenken hinsichtlich der Aktualität und Genauigkeit der Daten zu begegnen. Eine Plattform kann als Datendrehscheibe dienen und technische Standards sowie Anforderungen an Metadaten für den Datentausch festlegen, einschließlich Rechtebeschränkungen von Daten aufgrund von Geschäftsgeheimnissen oder Laufzeiten.

Die Planer agieren als Serviceanbieter und erbringen ihre Services wie die Erstellung von Architekturmodellen oder Tragwerksplanung eigenständig. Die Ergebnisse werden dezentral in IC oder Plattformen gespeichert. Die Trennung von Daten und Modellen kann durch Informationsreferenzierung erfolgen, bei der Links am Modellobjekt auf externe Informationsquellen verweisen.

Ein CDE im Sinne der DIN SPEC 91391 (BIM-Level 2) steht im Einklang mit der Data Governance (DGA). Die Planer behalten ihre Datenhoheit und teilen das Ergebnis ihrer Services, jedoch nicht die Services selbst, auf der Plattform. Die Kollisionsprüfung der Modelle durch den BIM-Koordinator muss als separater Service betrachtet werden, um eine Datenmittlerrolle zu vermeiden.

Fachplaner können ihre Daten nach Projektende teilen, wenn sie vertraglich dazu ermächtigt werden. Der Bauherr kann die Daten nach Projektende gemäß dem Vertragszweck weiter nutzen und bei Bedarf vertraglich an Dritte übertragen. Die Datenplattform als Datendrehscheibe könnte die Daten rechtskonform für Archivierung und den Digitalen Gebäudepass exportieren.

Fazit

Das Teilen von Daten in geschlossenen Projekten fällt nicht unter die Bestimmungen des DGA. Für Projekte, bei denen die Anbindung an eine Datenplattform zu aufwendig oder unwirtschaftlich ist oder bei denen eine Datenweitergabe an Dritte nicht gewünscht wird, bleibt das eigenständige Datenteilen berechtigt.

Um jedoch ein umfassendes Datenökosystem in der gesamten Baubranche mit zahlreichen Datenräumen zu etablieren und Daten über Projektgrenzen hinaus und in der Betriebsphase nutzen zu können, bedarf es einer technischen Infrastruktur, die das Datenteilen im Bauprozess ökonomisch vertretbar und rechtskonform ermöglicht. Die Einrichtung von Datenplattformen als Datendrehscheibe bietet sich hierfür an.

Der Datenmittler, der die Plattform betreibt, agiert neutral und nutzt die Daten aus verschiedenen Projekten nicht selbst. Seine Aufgabe besteht darin, die technische Infrastruktur im CDE bereitzustellen, mit oder ohne Datenhaltung. Die beteiligten Parteien behalten die Kontrolle über ihre dezentralen IC und teilen diese nur im notwendigen Umfang.

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In der Bauindustrie hat sich in den letzten Jahren viel verändert. Während die Branche lange Zeit als rückständig und wenig innovativ galt, vollzieht sie mittlerweile nach und nach den Sprung in die digitale Welt. Eine wichtige Rolle spielen hierbei professionelle CDE-Systeme, die eine durchgängige Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten ermöglichen. Doch nicht alle CDE-Systeme sind gleich. Insbesondere die Integration von BIM, ESG-Checklisten und KI kann erhebliche Wettbewerbsvorteile bringen.

Ohne ein professionelles CDE mit BIM, ESG-Checklisten und KI hat man in der Bauindustrie erhebliche Wettbewerbsnachteile. Doch was genau steckt dahinter?

Beginnen wir mit dem BIM, also dem Building Information Modeling. BIM ist eine Methode, die es ermöglicht, ein Bauwerk digital in all seinen Facetten zu planen, zu bauen und zu betreiben. Das bedeutet, dass sämtliche Daten zum Bauwerk in einem zentralen Modell zusammengeführt werden. Das hat den Vorteil, dass alle Projektbeteiligten auf dieselben Daten zugreifen und so ein reibungsloser Ablauf gewährleistet ist. Fehler können vermieden werden, da sie schon in der Planungsphase erkannt und korrigiert werden können. Das spart Zeit und Kosten.

Auch ESG-Checklisten spielen eine wichtige Rolle in der Bauindustrie. ESG steht hierbei für Environmental, Social und Governance. Es geht also um Themen wie Nachhaltigkeit, Sozialverträglichkeit und gute Unternehmensführung. Die Einführung von ESG-Checklisten ist zwingend notwendig, um sicherzustellen, dass ein Bauwerk den heutigen Anforderungen an Nachhaltigkeit und sozialer Verantwortung gerecht wird. Durch ein CDE mit integrierten ESG-Checklisten können diese Anforderungen von Anfang an berücksichtigt werden, was sich positiv auf die Reputation des Unternehmens auswirken kann.

Auch der Einsatz von KI kann in der Bauindustrie erhebliche Wettbewerbsvorteile bringen. So können beispielsweise durch den Einsatz von Machine Learning und Predictive Analytics Abweichungen vom Plan frühzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Auch die Planung von Ressourcen kann durch den Einsatz von KI optimiert werden.

Ein professionelles CDE mit integriertem BIM, ESG-Checklisten und KI kann also erhebliche Wettbewerbsvorteile in der Bauindustrie bringen. Sie ermöglicht eine durchgängige Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten, vermeidet Fehler, stellt die Nachhaltigkeit des Bauwerks sicher und optimiert Ressourcenplanung und -einsatz. Unternehmen, die hier auf modernste Technologien setzen, haben somit einen klaren Wettbewerbsvorteil gegenüber ihren Mitbewerbern.

Weiteres zum Thema:

Innovationen für eine leistungsfähigere Bauwirtschaft: https://www.tab-beim-bundestag.de/projekte_innovative-technologien-prozesse-und-produkte-in-der-bauwirtschaft.php

„Bauen 4.0“ – Innovationen in der Bauwirtschaft: https://www.bauindustrie-ost.de/artikel/bauen-4-0-innovationen-in-der-bauwirtschaft

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