Augmented Reality. Und Gebäudedaten werden erlebbar.

Digitale Zwillinge von Gebäuden erfahren eine immer weitere Verbreitung. Mit einer schlanken, benutzerfreundlichen Augmented-Reality-Lösung macht Ergon diese 3D-Modelldaten für eine Vielzahl von Anwendungsfällen zugänglich.

Es ist ein häufiges Phänomen der modernen Arbeitswelt: Obwohl zu einer relativ trivialen Aufgabe umfangreiche Informationen vorliegen, dauert es unerwartet lange, bis sie erledigt ist. Wer schon mal vor einem riesigen Schaltschrank stand, um den Schalter Nummer 42 mit dem fehlerhaften Bauteil zu finden, weiss, was gemeint ist. Oder wer sich in einem grossen Lager schnell die Lagerorte bestimmter Warenlieferungen vergegenwärtigen muss. Oder wer auf einer Baustelle überprüfen will, ob der Verlauf bestimmter Versorgungsleitungen mit dem Verlauf einer geplanten Wand in Konflikt geraten könnte.

Gemein ist diesen Problemen, dass es Listen oder 2D-Pläne gibt, die die wesentlichen Informationen enthalten. Doch diese Informationen gilt es, vor Ort mit dem Raum in Einklang zu bringen. Das ist für das menschliche Gehirn nicht immer einfach, schon gar nicht unter Zeitdruck. Fachleute sprechen in diesem Zusammenhang von kognitiver Distanz: Der Begriff beschreibt die Kluft zwischen der Form, in der die Informationen präsentiert werden, und dem Kontext, auf den sie sich beziehen. Die Redewendung, dass ein Bild mehr als tausend Worte sagt, bringt es auf den Punkt. Ergon hat eine Augmented-Reality-Lösung entwickelt, die solche kognitiven Distanzen verringert und dadurch die Produktivität steigert. Sie heisst BIM-to-Field-Augmented.

Digitale Zwillinge machen es möglich

Ergons Verfahren nutzt aus, dass dank BIM (Building Information Modeling) von Gebäuden digitale 3D-Modelle existieren. In den vergangenen Jahren wurden in der Schweiz immer mehr Immobilien mit dieser Arbeitsmethode geplant und gebaut – besonders auf Grossbaustellen und bei Bauprojekten der öffentlichen Hand, aber durchaus auch bei Einfamilienhäusern. Wenn nun immer mehr Gebäude über einen digitalen Zwilling verfügen, lässt sich das nicht nur fürs Bauen ausnutzen, sondern während des gesamten Lebenszyklus einer Immobilie.

Ergon hat mit BIM-to-Field-Augmented ein Verfahren entwickelt, das BIM-Daten mit dem realen Raum in Einklang bringt. Zur Visualisierung ist keine teure Spezialhardware erforderlich, sondern nur ein Smartphone oder Tablet. Das Verfahren benötigt auch keine zusätzliche Infrastruktur zur Ortsbestimmung, zum Beispiel in Form von WLAN-Access-Points, QR-Codes oder GPS. Es ist ohne Vorbereitungen einsetzbar, es ist zum Beispiel kein Laserscan des gesamten Raums erforderlich. Vielmehr nutzt das Verfahren aus, dass mathematisch betrachtet ein Punkt im Raum durch den Schnitt dreier Ebenen eindeutig bestimmt ist. Wände und Boden in einem Raum legen also die Raumecken eindeutig fest. Das genügt für die Verknüpfung der BIM-Daten mit dem realen Raum.

Einfache Initialisierung

In der Praxis erfolgt die Initialisierung in zwei einfachen Schritten. Zunächst markiert ein:e Nutzer:in auf Smartphone oder Tablet den eigenen Standort in einem 2D-Plan des digitalen Zwillings und dreht das Gerät in die betrachtete Raumecke. Im zweiten Schritt wählt die Person im Videobild von den automatisch erkannten Ecken des Raums die richtige aus. Fertig. Schon wird das gewählte 3D-Modell aus den BIM-Daten auf dem Display in der Augmented-Reality Ansicht eingeblendet. Die gesamte Prozedur, um ein Endgerät einsatzfähig zu machen, dauert nicht länger als 10 bis 15 Sekunden.

Bezogen auf die eingangs erwähnten Probleme heisst das: Der gesuchte Schalter in dem grossen Schaltschrank lässt sich dank der Augmented-Reality-Ansicht der App visuell identifizieren – ohne Vergleiche zwischen Schaltplänen und Schalteranordnung im Schaltschrank. Der Lagerort der gesuchten Waren wird in der Augmented-Reality-Ansicht visualisiert – Listen muss man keine weiteren konsultieren. Und für den Verlauf der Leitungen in dem Bauwerk gibt es dank Augmented-Reality-Ansicht Entwarnung – sie kollidieren, wie unmittelbar ersichtlich ist, nicht mit der Wand.

Rasch anwendbar – niedrige Nutzungshürden

Ergon hat das eigens entwickelte Verfahren patentieren lassen. Durch die Art der Initialisierung ist es rasch verfügbar und einfach in der Handhabung. Hat man das Endgerät wieder weggepackt, ist die Hürde extrem niedrig, BIM-to-Field-Augmented bei Bedarf erneut aufzurufen. Das fördert die Bereitschaft, BIM-Daten „direkt im Feld“ zu verwenden.

Der benutzerfreundliche Zugang zu den 3D-Modellen erfolgt bequem über eine App, die ebenfalls von Ergon entwickelt wird. BIM-to-Field-Augmented funktioniert offline und online, abhängig von den Anforderungen im konkreten Anwendungsfall. Smartphones und Tablets bringen alle Voraussetzungen mit, um die Augmented-Reality-Ansichten flüssig darzustellen. 

AR revolutioniert den Mängelbehebungsprozess

Als erstes Unternehmen hat Fieldwalk BIM-to-Field-Augmented in ihr Kollaborationstool integriert. Fieldwalk ist eine einfach zu bedienende App für das zentrale Pendenzen-, Mängel- und Qualitätsmanagement im Gebäudebau. Sie sorgt dafür, dass Bauleitung und Subunternehmen alle den gleichen aktuellen Stand über den Baufortschritt haben. Schliesslich sind Abläufe auf Baustellen hochkomplex und Terminfenster immer sehr eng gesetzt – da lohnt es sich, wenn die Beteiligten rasch, reibungslos und eindeutig Informationen untereinander austauschen können. Vor Fieldwalk wurden bei Baurundgängen Mängel mit Fotos und Notizen händisch erfasst und anschliessend im Büro mühsam in Tabellen mit womöglich tausenden Positionen übertragen und die Bilder auf den Server geladen. Dann bekamen die betreffenden Subunternehmen die Pendenzen zur Bearbeitung zugeteilt. Die verbale Beschreibung der Mängel, ohne visuellen Kontext führte oft zu falschen Interpretationen. Entsprechend mühsam und langwierig waren die Prozesse.

Mit Ergon als Technologiepartner hat Fieldwalk inzwischen BIM-to-Field-Augmented integriert. Die Fachbauleitungen fotografieren, markieren und verfassen Notizen oder Sprachnachrichten, um Mängel zu beschreiben. Die Pendenz wird automatisch auf dem Grundrissplan oder im 3D-Modell verortet und an das betroffene Subunternehmen versandt. Vor Ort auf der Baustelle kann das Subunternehmen dank Ergons Augmented-Reality-Lösung sich den Mangel im räumlichen Kontext vergegenwärtigen und beheben. Im 3D-Modell verortete Pendenzen können aus Fieldwalk nahtlos in alle gängigen 3D CAD Tools als BCF-Datei exportiert werden.

Ein reibungsloser Ablauf dieser Prozesse birgt ein enormes Einsparpotenzial. So hat eine Studie der PwC Schweiz dokumentiert, dass allein die Bearbeitung von Baumängeln in der gesamten Bauindustrie in der Schweiz jährlich 10 Prozent der Bauleistung – oder rund 5 Milliarden Franken an Kosten – verursacht.

Kosteneffizient in die Zukunft

Durch BIM liegen zunehmend digitale Zwillinge von Gebäuden vor. Augmented Reality macht es möglich, die Daten dieser 3D-Modelle über den gesamten Lebenszyklus einer Immobilie zu nutzen. Hiervon kann nicht nur die Baubranche, sondern zum Beispiel auch Facility Management, Retail oder Logistik profitieren. Ergons Lösung BIM-to-Field-Augmented macht solche 3D-Daten auf breiter Front nutzbar. Die Anforderungen an die hierfür erforderlichen Geräte sind gering, die Bedienung der App benutzerfreundlich, einfach und schnell. Dank BIM-to-Field-Augmented geht es nicht mehr darum, den Wust an Informationen, der durch Listen und Pläne entsteht, mit dem Raum in Einklang zu bringen, sondern sich auf die zu bearbeitende Aufgabe zu konzentrieren: Schliesslich sind die Informationen bereits im Raum der richtigen Stelle zugeordnet.

Dieser Beitrag wurde verfasst von Daniel Neubig, Head of AR, Ergon