2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 491 Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant Dipl. Ing. (FH) Simon Martin Künz Q Point GmbH, Wien, Österreich Zusammenfassung Die Digitalisierung steckt in der Baubranche trotz großer Bemühungen von Baufirmen, die in den letzten Jahren viel Zeit und Geld in die Suche nach dem richtigen digitalen Werkzeug für ihr Unternehmen investiert haben, immer noch in den Kinderschuhen. Viele etablierte Anbieter, Start-Up Unternehmen und Baufirmen mit ausreichendem Bedarf und finan-ziellen Mittel haben für einzelne Problemstellungen von der Planung bis zur Dokumentation, digitale Lösungen entwickelt. In den letzten 5 Jahren ist so eine heterogene Landschaft an Produkten und Systemen zur Digitalisierung der Baubranche entstanden. Daraus ergeben sich zwei wesentliche Herausforderungen für die Akteure. Zum einen muss die Integration der einzelnen Lösungen bzw. der standardisierte und sichere Datenaustausch geschaffen werden und zum anderen sind die Anwender durch die unterschiedlichen Lösungen bei der Anwendung gefordert die verschiedenen Businesslogiken der Lösungen zu verstehen, um diese richtig bedienen zu können. Am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant versuchen wir einen Weg aufzuzeigen, wie Baufirmen die Herausforderungen der Digitalisierung meistern können. 1. Anforderungen und Rahmenbedingungen Um die Digitalisierung erfolgreich im eigenen Unternehmen umzusetzen, reicht der Wille dazu alleine nicht aus. Ungenaue Zielsetzungen, unklare Erwartungen und unterschiedliche Motivationen lassen eine Vielzahl der Projekte scheitern. Nicht selten bekommen sie unbefristete Laufzeiten und werden auf Dauerschleife bearbeitet. Um dies zu verhindern hilft es, wenn zuerst eine Situationsanalyse durchgeführt wird. Mit der Unterstützung von Experten kann dies über Benchmarks und strukturierten Interviews in wenigen Tage erledigt werden. Auf Basis dieser Analyse können nun rentable Projekte anhand der bestehenden Prozesse - und Systemkosten lokalisiert werden. Aktuelle Problemstellungen und Hemmnisse werden transparent und können bei der Umsetzung entsprechend berücksichtigt werden. Die bestehenden Rahmenbedingungen und die Projekt - bzw. Systemgrenzen können somit klar definiert werden. So ist auch die Zielsetzung und ein gemeinsames Verständnis der Erfolgskriterien gewährleistet. 1.1 Herausforderung Anwender Der Bau ist eine gewachsene und auf Erfahrungen basierende Branche, die es grundsätzlich gewohnt ist das Know-how von Generation zu Generation weiterzugeben. Die grundlegende Veränderung der Arbeitswelt durch die Digitalisierung und Globalisierung schreitet auch in der Baubranche voran und verlangt von Arbeitnehmer und Arbeitgeber neue Kompetenzen und Herangehensweisen. Neben der Art der Wissensvermittlung verstärkt auch der demografische Wandel unserer Gesellschaft das Problem in der Digitalisierung schneller voranzukommen, da in der Baubranche immer weniger geeignetes Personal für den Wandel über alle Hierarchien hinweg zur Verfügung steht. Die Arbeitsbedingungen und die Perspektiven für junge Menschen machen den Bau ebenfalls wenig attraktiv. Aus diesem Grund müssen sich Bauunternehmen Gedanken darüber machen, was sie potenziellen Mitarbeitern bieten können, damit sich diese entscheiden für sie zu arbeiten. Waren bisher Firmenwagen und Statussymbole ein wichtiger Anreiz, so geht die Tendenz heute in Richtung flacher Hierarchien und eine ausgewogene Work-Life-Balance. Hier treffen nicht nur Alt und Jung aufeinander, sondern komplett unterschiedliche Generationen mit unterschiedlichen Werten und Verhaltensmerkmalen. Heute und in den kommenden Jahren sind es vier bis fünf Generationen, die gemeinsam an einer Lösung für die Branche arbeiten. Um ein besseres Verständnis für die Herausforderung bei der Umsetzung digitaler Projekte zu bekommen, liste ich an dieser Stelle stark verkürzt die Generationen sowie deren Motivation und Ausprägung auf. Mir ist dabei klar, dass das Konzept der Generationen kontrovers diskutiert wird und sich diese nur schwer auf Jahrgänge fixieren Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant 492 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 lassen. Nichtsdestotrotz gibt es eine Intergenerationsdifferenz zwischen den nachstehenden Generationen, die beachtet werden soll. Die Generation Baby Boomer (1955-1965) mit dem Motto „Leben, um zu arbeiten“ mit einem hohen Stellenwert der Arbeitsplatzsicherheit. Die Generation X (1965-1979) mit dem Motto „Arbeiten, um zu leben” mit einem hohen Stellenwert der Entwicklungsmöglichkeit und Lebensqualität. Die Generation Y (1980-1994) mit dem Motto „Arbeit muss Sinn machen“ mit einem hohen Stellenwert für Teamwork, flache Hierarchien und Vernetzung. Die Generation Z (ab 1995) mit dem Motto „Arbeit ist nur ein Teil des Lebens“ mit einem hohen Stellenwert für Selbstverwirklichung, Sicherheit und Fokus auf das Privatleben. Abb. 1: Populationspyramide 2018 DE Warum ist es für den Erfolg der Digitalisierung im Bau wichtig, die Merkmale der Generationen zu kennen? Respekt und Umgangsformen Generationen haben die Eigenart sich abzugrenzen und dadurch entstehen in der Zusammenarbeit automatisch Konflikte. Wenn beispielsweise ein Projektleiter oder Digitalisierungsbeauftragter des Unternehmens der Generation Y auf Anwender der Generation X oder der Generation Baby Boomer trifft, kann es schnell zu Spannungen und Akzeptanzproblemen kommen. Kommunikation auf Augenhöhe kann hier schnell missverstanden werden. Werte und Motivationen Bei der Beschäftigung mit den Generationen geht es allerdings um mehr als nur Konflikte zu verstehen und zu lösen, die bei der Umsetzung von unternehmensweiten digitalen Lösungen auftreten können. Die unterschiedlichen Werte verschiedener Generationen spielen direkt in die Anforderung der gesuchten Lösung hinein und stellen Anwenderrollen, Zugriffsrechte und Datensicherheit der einzelnen Lösungen auf die Probe. So kann der Wunsch eines Anwenders der Generation Y, die Daten und Informationen vor der Verteilung zu kontrollieren und freigeben zu können, im Gegensatz zur Notwendigkeit der Datenbereitstellung in Echtzeit für Prozess - und Systemsteuerungen stehen. Ablehnung einer solchen Echtzeitlösung durch den Anwender kann schnell als Angst vor Transparenz verstanden werden. Bei der Umsetzung und Einführung von digitalen Systemen muss somit neben der Teamzusammenstellung, auch auf die Veränderungen in den Zuständigkeiten, Informationszugängen und der persönlichen Stellung im Unternehmen geachtet werden. 1.2 Herausforderung Integration Die Integration ist aus zweierlei Sichten zu betrachten. Aus der Herausforderung der technischen Aufgaben und aus der Herausforderung der organisatorischen Integration der digitalen Lösungen. Herausforderungen der Integration Abb. 2: Herausforderungen der Integration Sind bei den technischen Herausforderungen die Kompatibilität der Hardware und der Abgleich der unterschiedlichen Programmiersprachen und Datenstrukturen die prioritären Themen, so sind es bei den organisatorischen Punkten meist die doppelten Eingaben der Anwen- Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 493 der durch parallele Systeme oder durch die getrennten Arbeitsbereiche zwischen Planung, Arbeitsvorbereitung, Produzenten, Lieferanten, der Baustelle, dem Bauherrn und dem eigenen Office. Zudem sind die IT-Abteilungen oftmals mit den neuen Anforderungen rund um den Betrieb, die notwendigen Prozess-Kenntnisse und durch den geforderten Support für die Anwendung und die Anwender außerhalb der Bürozeiten am Rande der Überforderung. Wenn man sich die Erstellung eines Bauwerkes als 360° Prozesskreis vorstellt, der mit der Planung des Bauwerks beginnt und mit dem Betrieb, der Erhaltung, der Erneuerung und vielleicht beim Rückbau endet, um dann wieder mit dem Planungsprozess des Neubaus zu beginnen, kann man nun entlang der einzelnen Prozessabschnitte in die jeweiligen Kreissektoren die beteiligten Abteilungen, die verwendeten Systeme oder die notwendigen Daten und Dokumente aufgetragen. So erhält man sehr schnell einen einfachen Überblick über die vielen parallel eingesetzten Systeme und die daraus resultierenden System - und Organisationsbrüche in der Wertschöpfungskette. Das nachstehende Schema zeigt einen 360° - Prozesskreislauf einer typischen Tiefbaufirma in Deutschland. Sehr gut sind die Systembrüche des eingesetzten ERP Systems, die Vielzahl an Excel Lösungen und die parallel laufenden Systeme erkennbar. Durch diese Betrachtung wird schnell klar, dass ohne klare Strategie und einen digitalen Bauplan für die Ziel- Systemlandschaft des Unternehmens, das Unterfangen der technischen und organisatorischen Integration der bestehenden Lösungen für eine geschlossene digital unterstützte Wertschöpfungskette ohne System - und Datenbrüche kaum erfolgreich umsetzbar ist. Abb. 3: 360°Prozesskreis neutral Die getrennten Arbeitsbereiche in einem Unternehmen werden entweder durch ein Monolithen-System nach dem Motto „one-fits-all“ verbunden oder es werden die einzelnen Lösungen des jeweiligen Bereichs Schritt für Schritt über eine unzählbare und unwartbare Flut an Schnittstellen miteinander verbunden. In beiden Fällen sind die Unternehmen meist auf ihr eigenes Know-how oder das ihrer zugekauften Berater angewiesen, da sich die einzelnen Systemlieferanten meistens wenig offen zeigen, wenn es um das Teilen von Daten oder eine tiefe Integration geht. Aber genau das wäre notwendig, wenn wir von systemübergreifenden Arbeitsprozessen sprechen. Q Point zeigt mit dem Ansatz der Kollaboration auf, wie Digitalisierung in der Baubranche funktionieren kann und wie viele kleine innovative Anbieter in Europa gemeinsam gegen die globalen Riesen aus Asien und Amerika bestehen können, um somit den eigenen Anwendern und Kunden eine nachhaltige Lösung zu bieten und deren getätigtes Investment sichern können. Q Point bündelt bestehende und innovative Marken und Lösungen in einem digitalen Cluster, um gemeinsam als Innovationsführer im Bereich der Digitalisierung in der Baubranche auftreten zu können. Warum ist der digitale Cluster der richtige Weg? Als digitaler Cluster ist es möglich, ein zeitlich befristetes Alleinstellungsmerkmal und notwendige Markteintrittsbarrieren für Lösungen aus Asien und den USA aufzubauen, um das von Kunden getätigte Investment in Ihre Lösungen zu schützen und den betrieblichen Erfolg der einzelnen Anbieter zu sichern. Zu den Markteintrittsbarrieren gegenüber Imitatoren aus dem Ausland gehören die Etablierung der Marktführerposition, der Aufbau von Abnehmerloyalitäten, das Setzen von Standards und die Nutzung von Erfahrungskurveneffekten. Als Innovationsführer am Markt aufzutreten birgt für ein einzelnes Unternehmen ein erhebliches Risiko, wie sich aus der hohen Rate an Misserfolgen bei Produktinnovationen in der Baubranche gezeigt hat. Ein Unternehmen, welches plant, als Innovationsführer aufzutreten, sollte daher folgende Fähigkeiten aufweisen: a. Beherrschung des Standes der Technik im relevanten Technologiefeld, b. Verfügbarkeit von ausreichenden Investitionsmitteln bei Bedarf, c. erhöhte Flexibilität und geringe Regelungsintensität innerhalb der Organisationsstruktur. Diese Voraussetzungen zu schaffen, fällt einem Cluster leichter als einem einzelnen Unternehmen in dieser Branche. Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant 494 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Abb. 4: Kooperationspartner / digitaler Cluster 2. Die Lösungen Da es im Straßenbau keine einheitliche Lösung gibt, konkurriert Q Point mit Spezialisten aus verschiedenen Bereichen der Branche. Es gibt Lücken zwischen Lösungen und Gesetzen, die geschlossen werden müssen, um die Produktivität der Branche zu verbessern. Das Ergebnis dieser Fragmentierung sind hochkomplexe Prozesse und eine Vielzahl digitaler Dienste, die die Abneigung gegen Technologie und Digitalisierung zwischen dem hochkonservativen, nicht technischen Publikum der Branche zusätzlich verstärken. Abb. 5: Prozess der Bauwerksherstellung und Systemanordnung Q Point ist entschlossen, eine digitale Infrastruktur zu schaffen, die es der Branche ermöglicht, die besten Ideen und Lösungen von der Mischanlage bis zum Fertiger zu verbinden und einen Bauzyklus zu bilden, der den individuellen Marktanforderungen der Zukunft entspricht. Die Lösung soll die Arbeiten an der Infrastruktur des Straßenbaus erleichtern, indem wir den Datenfluss über Branchenkontaktpunkte und Plattformen verbinden, optimieren und große Datenmengen in greifbare und umsetzbare Informationen umwandeln. 2.1 Q Point Die Q Point Gruppe versucht dieses Ziel als Member der AMMANN GROUP HOLDING und somit als Schwesterfirma von AMMAN Bau Ausrüstung, AVESCO und t-matix zu erreichen. Eingebettet in der Gruppe arbeitet Q Point zusammen mit über 20 Kooperationspartnern, 70 eigenen Mitarbeitern und den Anwendern an den Standorten in Österreich, Deutschland und der Schweiz. Abb. 6: Unternehmensstruktur Q Point Gruppe 2.2 Analyse und Masterplan Für die erfolgreiche Umsetzung werden zusammen mit der Firma Innovent Construction, nutzbringende Maßnahmen und Handlungsfelder mit dem jeweiligen Kunden erarbeitet. Dazu werden anhand von Standardprozessen, Interviews und relevanten Benchmarks die Handlungsfelder und die erwarteten Potentiale fixiert. Abb. 7: Prozesslandkarte einer Tiefbaufirma Abb. 8: Kosten, Systembrüche und Nutzendarstellung je Prozess Auf Basis dieser Analyse wird die Zielstruktur für das Unternehmen definiert und in den 360° Prozesskreis eingetragen. Somit wird für den Entscheider sehr einfach ersichtlich, wie sich die neue Lösung in die bestehenden Systeme einbettet und welche Integrationsaufwände sich durch die Einführung ergeben werden. Die Frage, die sich jetzt die meisten Unternehmen stellen ist der richtige Zeitpunkt für den Start, wer das Projekt Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 495 umsetzen kann, wer wie eingebunden wird und ob die Umsetzung in einem Gesamtprojekt oder doch über einzelne „punktuelle“ Projekte erfolgen soll. Da diese Entscheidungen meist von vielen unterschiedlichen Faktoren im Unternehmen abhängen, kann hier keine pauschale Aussage oder ein Patentrezept ausgestellt werden, wie ein erfolgreiches Projekt abläuft. Jedoch zeigt sich in der Praxis, das die nachfolgenden Punkte tendenziell zum Erfolg beitragen. - Es gibt nicht den falschen Zeitpunkt, um mit der Digitalisierung zu starten. Nicht zu beginnen, wäre falsch. - Digitalisierung ist Chefsache - Straffe Gesamtplanung mit punktueller Umsetzung - Schnelle Erfolge und Nutzen beim Anwender Bei der Auswahl des Systems ist darauf zu achten, dass neben den funktionalen Anforderungen vor allem auch die nicht funktionalen Anforderungen abgedeckt sind. Die Betrachtung der finanziellen Situation des Lieferanten, die eingesetzte Technologie und deren Lebenszyklus und die Leistungsfähigkeit für den Betrieb, Wartung, Support und Innovation sollten bei der Auswahl einen wesentlichen Faktor einnehmen. Am Beispiel der Q Point Systeme wird gezeigt, wie mittels Einzelsysteme flexibel über mehrere Schritte ein geschlossenes Gesamtsystem entwickelt werden kann. Somit werden die Vorteile von Einzelsysteme mit den Vorteilen eines Gesamtsystems kombiniert und die Erfolgschancen für die Umsetzungen erhöht. 2.3 Q Exchange Q Exchange ist der Basisbaustein der Integration. Er besteht aus einem System von Schnittstellen, mit denen andere Hersteller ihre Applikation in dem digitalen Cluster integrieren können. Über Q Exchange können Produktionsdaten, Mischgutbestellungen, Lieferscheine und andere wesentliche Informationen in Echtzeit ausgetauscht werden. Um eine Q Exchange Schnittstelle zu nutzen, muss der aufrufende Client sich authentifizieren und registriert sein. So wird die Sicherheit der Daten gewährleistet. Über Q Exchange werden Schnittstellen zu den wichtigsten Systemen am Markt bereitgestellt. So sind Wiegesysteme, Anlagensteuerungen, Buchhaltungssysteme oder Telematik - und Telemetrie - Daten über die standardisierten Schnittstellen abrufbar. Abb. 9: Schema PlantX Schnittstellen in Q Exchange Abb. 10: Schema der Integration über Q Exchange 2.4 Q Directories Q Directories ist ein öffentliches allgemeines Branchenverzeichnis für den Straßenbau. Über Q Directories werden Mischwerke, Steinbrüche und Kiesquellen und deren angebotene Mischgutartikel veröffentlicht oder abgerufen. Jeder Betreiber ist eingeladen, dem Markt Informationen über sein jeweiliges Angebot mittels Q Directories zur Verfügung zu stellen. Die Informationen sind öffentlich und können von Baufirmen und anderen interessierten Organisationen verwendet werden, um Bauprojekte und Bestellungen zu planen. Abb. 11: Screen Q Directories Website Das richtige Werkzeug für Ihre Baustellen am Beispiel von Q Asphalt und Q Plant 496 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Die Directories X API ist eine zentrale REST API zur Abfrage des Verzeichnisses und zur Pflege der Einträge über Drittsysteme. Neben der manuellen Erfassung von Mischwerken und Artikeln bildet sie den zweiten Kanal, über den Anbieter ihre Informationen pflegen können. Für Kunden von Mischanlagen bietet API eine Alternative zur manuellen Suche nach Anbieter-Information über die Q Directories Webseite. 2.5 Q Plant Q Plant ist die umfassende Applikation für Betreiber von Mischanlagen, Steinbrüchen oder Kieswerken. In Q Plant werden alle relevanten Systeme eines Produktionsstandorts miteinander verknüpft. Somit stehen zum ersten Mal alle Informationen aus der Anlagensteuerung, dem Wiegesystem, dem Laborprogramm, dem CRM bzw. der Auftragsverwaltung in einer Plattform gebündelt zur Verfügung. Abb. 12: Integrationsschema Q Plant PRO Durch die Cloudbasierte Lösung hat jeder Anwender über einen Zugangspunkt jederzeit und von überall Zugriff auf die kompletten Anlagen - und Produktionsdaten, Kundenaufträge, Liefer - und Produktionsstatus, Funktionszeiten, Lieferscheine, Rapporte, Chargenprotokolle, den Energieverbrauch und vieles mehr. Durch die einzigartige Möglichkeit andere Systeme in Q Plant einzubinden, können Anwender in ihrer gewohnten Umgebung des jeweiligen Systems z.B. Wiegesystem, der Anlagensteuerung oder im ERP System arbeiten und die dabei entstehenden Daten ohne weitere Bearbeitung mit anderen Systemen oder Anwendern in Echtzeit teilen. Jedes so verbundene System und jeder Arbeitsbereich in Q Plant verwaltet und entscheidet dabei selbst über die Zugriffe und die Art der Datenteilung. So sind trotz offener Schnittstellen der Datenschutz und Datensicherheit immer gewährleistet. Abb. 13: Arbeitsplatz auf einer Mischanlage mit Q Plant Q Plant stellt den Kunden der Mischanlage einen papierlosen Bestellservice zur Verfügung. So können die Kunden ihre Bestellungen digital über die mobile SiteBuddy App oder andere standardisierte Wege einreichen. Anhand der so eintreffenden Kundenbestellungen wird sowohl ein elektronischer Produktionsplan als auch die Beladelose für die LKW-Disposition und die Waage generiert. Taktpläne und Lieferpläne für die JIT Versorgung der Baustelle können unter Berücksichtigung der bestmöglichen Auslastung und Effizienz der Anlage erstellt werden. 2.6 Q Asphalt Q Asphalt ist die weltweit fortschrittlichste Prozess Steuerungssoftware, da sie neben der Koordination und Harmonisierung der Arbeitsprozesse und Informationsflüsse zwischen den Systemen entlang der Wertschöpfungskette, auch den eigentlichen Prozess des Asphalteinbaus komplett plant, steuert und dokumentiert. So können mit Q Asphalt die Bauprozesse im Asphaltstraßenbau organisiert und über die gesamte Wertschöpfungskette, von der Ausschreibung bis zum Rückbau, abgedeckt werden. Mit den Partnersystemen bietet Q Asphalt somit das erste 7D Tool für den Asphaltstraßenbau und erfüllt alle erforderlichen Normen für Baustellen nach QSBW4.0, Kompaktasphalt und Regelungen aus der Qualitätsoffensive Asphaltstraßenbau. In der Anwendung ist das System trotz des großen Umfangs intuitiv und in wenigen einfachen Schritten durch die Anwender zu bedienen. Jeder Projektbeteiligte hat genau die Kennzahlen im Blick, welche er für seinen Bauablauf unmittelbar benötigt. Aus den unzähligen Daten aller am Prozess beteiligten Systemen werden Informationen und Handlungsempfehlungen durch die praxiserprobten Algorithmen errechnet. So passt sich das System dynamisch an die vom Anwender gewählte Abarbeitung an und berechnet laufend Kosten und Zeiten auf Basis der aktuellen Position des Arbeitsfortschritts im Bauwerk.