DfMA und KI: Wie digitale Fertigung den Bau verändert

Die deutsche und österreichische Bauindustrie steht 2025 unter massivem Druck: Fachkräftemangel, steigende Baukosten, ambitionierte Klimaziele und immer komplexere Projekte. Gleichzeitig eröffnen BIM, KI und industrialisiertes Bauen ganz neue Möglichkeiten. Ein zentraler Baustein dieser Entwicklung ist DfMA – Design for Manufacturing and Assembly.

Das neue E-Book von ALLPLAN „DfMA verstehen: Design für Fertigung und Montage im Faktencheck“ greift genau diesen Ansatz auf. In diesem Beitrag zeigen wir, warum DfMA für Baustelle 4.0 so wichtig ist, wie digitale Werkzeuge und Künstliche Intelligenz (KI) den Ansatz praxistauglich machen und welche Schritte Planer, Bauunternehmen und Fertigteilwerke jetzt gehen sollten.

1. Was ist DfMA – und warum spielt es 2025 eine Schlüsselrolle?

Design for Manufacturing and Assembly (DfMA) bedeutet, Bauwerke von Anfang an so zu planen, dass ihre Komponenten einfach, effizient und kostengünstig gefertigt und montiert werden können. Es ist die logische Weiterentwicklung des klassischen BIM-Gedankens hin zu industriellem Bauen.

DfMA basiert im Kern auf drei Säulen:

• Standardisierung von Komponenten – wiederkehrende Bauteile, modulare Systeme, klare Schnittstellen
• Optimierung für Vorfertigung – mehr Produktion im Werk, weniger komplexe Prozesse auf der Baustelle
• Frühzeitige Zusammenarbeit – integrale Planung von Architektur, Tragwerk, TGA, Fertigteilwerk und Ausführung

In Zeiten von Fachkräftemangel, Materialpreis-Schwankungen und Klimavorgaben bietet DfMA konkrete Vorteile:

• Schnellere Bauzeiten durch hohen Vorfertigungsgrad
• Höhere Qualität dank industrieller Fertigung unter kontrollierten Bedingungen
• Weniger Nacharbeit und Risiken auf der Baustelle
• Bessere Kalkulationssicherheit durch früh festgelegte Modul- und Fertigungsstrategien

Studien prognostizieren ein Wachstum von DfMA-Methoden um rund 10 % bis 2027. Aber: Dieses Potenzial wird nur dann realisiert, wenn digitale Planungstools und KI DfMA durchgängig unterstützen.

2. DfMA trifft KI: Fundament für die Baustelle 4.0

In unserer Serie „KI in der deutschen Bauindustrie: Baustelle 4.0“ betrachten wir, wie Künstliche Intelligenz Planung, Ausführung und Betrieb von Bauwerken verändert. DfMA ist dabei ein idealer Anwendungsfall – denn industrialisiertes Bauen liefert genau das, was KI braucht: Daten, Wiederholbarkeit, Standards.

2.1 Wo KI DfMA konkret unterstützt

Mit DfMA entsteht eine Datenbasis, die KI-Algorithmen hervorragend nutzen können:

• Automatisierte Variantenvergleiche: KI bewertet unterschiedliche Modulkonzepte hinsichtlich Kosten, CO₂-Fußabdruck, Bauzeit oder Logistikaufwand.
• Optimierung von Fertigungsabläufen: Machine-Learning-Modelle erkennen Engpässe in Fertigteilwerken und schlagen bessere Reihenfolgen und Taktungen vor.
• Predictive Analytics in der Logistik: Prognosen helfen, Lieferketten zu stabilisieren und Just-in-Time-Anlieferungen abzusichern.
• Qualitätskontrolle: Bild- oder Sensordaten aus der Fertigung werden per KI analysiert, um Abweichungen frühzeitig zu erkennen.

Damit wird DfMA zum Rückgrat der Baustelle 4.0: Was im digitalen Modell entsteht, wird mit Hilfe von KI in der Fertigung und Montage optimiert – und liefert gleichzeitig neue Daten für die nächste Planungsrunde.

2.2 Cloudplattformen als Nervensystem der digitalen Baustelle

Im E-Book wird deutlich, wie wichtig integrierte, cloudbasierte Lösungen sind. Die Übernahme der Plattform MANUFACTON durch ALLPLAN ist ein Beispiel für diesen Trend: Eine zentrale Lösung, die Planung, Produktion, Materialmanagement und Logistik end-to-end abbildet.

Für Bauunternehmen in Deutschland und Österreich heißt das:

• Alle Projektbeteiligten arbeiten auf einem gemeinsamen Datenstand.
• Fertigungs- und Montagedaten fließen in Echtzeit zurück in die Planung.
• KI-gestützte Auswertungen (z. B. Auslastung, Störungen, Verzögerungen) werden überhaupt erst möglich.

Genau an dieser Schnittstelle verschwimmen die Grenzen zwischen BIM, DfMA und KI – und aus der Baustelle wird eine datengetriebene Produktionsumgebung.

3. Die größten Hürden bei DfMA – und wie digitale Tools helfen

Das ALLPLAN E-Book benennt klar: DfMA ist kein Selbstläufer. Viele Unternehmen scheitern nicht an der Technik, sondern an der Transformation.

3.1 Typische Stolpersteine

Zu den häufigsten Hürden gehören:

• Silo-Denken zwischen Planung, Fertigteilwerk und Ausführung
• Individuelle Sonderlösungen statt standardisierter Komponenten
• Mangelndes Know-how zu Vorfertigungsprozessen in Architektur- und Ingenieurbüros
• Fehlende Datenkonsistenz zwischen BIM-Modell, Stücklisten, Fertigungs- und Logistiksystemen

Hier setzt die Kombination aus BIM-Software, Spezialisierung auf Vorfertigung und KI-gestützter Analyse an.

3.2 Was eine AEC-Software für DfMA können muss

Ein zentrales Kapitel des E-Books widmet sich der Frage: Welche Anforderungen muss eine AEC-Software erfüllen, um DfMA wirklich zu unterstützen? Wichtige Funktionen sind unter anderem:

• Objektorientierte Modellierung mit hoher Detailtiefe für Fertigteil- und Stahlbau
• Automatische Ableitung von Stücklisten, Schal- und Bewehrungsplänen
• Parametrische Bauteile und Bibliotheken für standardisierte Module
• Direkte Anbindung an Fertigungsanlagen (z. B. CAM-/Maschinendaten)
• Bidirektionaler Datenaustausch mit Cloudplattformen für Produktionsmanagement

Ergänzt man diese Funktionen um KI-Funktionen – etwa automatische Bewehrungsoptimierung, standardkonforme Detailausbildung oder Logistikprognosen – entsteht eine durchgehende DfMA-Toolchain vom Entwurf bis zur Montage.

4. Praxisnahe Einsatzfelder: Von Vorfertigung bis Stahlbau

Das ALLPLAN E-Book zeigt anhand von Praxisbeispielen, wie DfMA bereits heute funktioniert. Übertragen auf die deutschsprachige Baupraxis zeichnen sich mehrere typische Einsatzbereiche ab.

4.1 Hochbau mit Fertigteilen

Im Wohnungs- und Bürobau werden Wände, Decken, Treppen und Fassadenelemente zunehmend industriell vorgefertigt. DfMA ermöglicht hier:

• Wiederkehrende Modulgrundrisse mit variablen Ausbaustandards
• Integrierte Planung von Haustechnikführungen in Halbfertigteilen
• Optimierte Bewehrungsführung mit minimalem Materialeinsatz

Digitale Modelle dienen nicht nur der Planung, sondern werden auch genutzt für:

• Automatisierte Schalpläne und Taktplanungen im Werk
• KI-gestützte Auswertung von Produktionsdaten zur Prozessverbesserung

4.2 Brücken- und Infrastrukturprojekte

Im Infrastrukturbau lassen sich mit DfMA und Vorfertigung Brückenüberbauten, Lärmschutzwände oder Tunnelinnenschalen modularisieren. Vorteile:

• Reduzierte Sperrzeiten durch schnelle Montage vor Ort
• Hohe Präzision bei komplexen Geometrien
• Verlässliche Termin- und Kostenplanung

Gerade in Deutschland und Österreich, wo viele Bestandsbauwerke saniert oder ersetzt werden müssen, eröffnet DfMA hier enormes Potenzial – insbesondere wenn KI hilft, Optimierungsvarianten und Sanierungsstrategien zu vergleichen.

4.3 Stahlbau und modulare Systeme

Im Stahl- und Modulbau kommt die Stärke von DfMA und KI besonders zum Tragen:

• Serienfertigung von Stahlrahmen, Fassadenelementen, Treppentürmen
• Exakte Zuschnitt- und Schweißdaten direkt aus dem Modell
• Nutzung historischer Projektdaten mit KI, um Materialeinsatz, Schweißfolgen und Taktzeiten zu optimieren

Auf diese Weise rücken Bauprojekte in die Nähe klassischer Industrieproduktion – mit entsprechendem Effizienzgewinn.

5. Konkrete Schritte: So machen Sie Ihr Unternehmen DfMA- und KI-fit

Damit DfMA und KI nicht abstrakte Buzzwords bleiben, sondern echten Mehrwert auf der Baustelle 4.0 bringen, braucht es einen strukturierten Einstieg.

5.1 Strategische Weichen stellen

1. Ziele definieren: Geht es primär um Kostenreduktion, Terminsicherheit, Nachhaltigkeit oder Skalierbarkeit?
2. Pilotprojekte auswählen: Starten Sie mit Projekten, die sich gut modularisieren lassen (z. B. Wohnungsbau, Parkhäuser, Standardbrücken).
3. Partner früh einbinden: Fertigteilwerke, Modulbauer, Stahlbauer und Logistikpartner von Beginn an in die Planung integrieren.

5.2 Digitale Infrastruktur aufbauen

• BIM-Software evaluieren, die DfMA-Funktionalitäten unterstützt (Fertigteilmodul, parametrische Bibliotheken, Schnittstellen zu Fertigungsanlagen).
• Cloudbasierte Projektplattform einführen, die sämtliche DfMA-relevanten Daten bündelt.
• KI-Potenziale identifizieren: Wo fallen bereits Daten an, die mit einfachen Analysen oder KI-Modellen ausgewertet werden können (z. B. Taktzeiten, Nacharbeiten, Ausschussquoten)?

5.3 Know-how und Prozesse entwickeln

• Schulungen für Planungsteams zu DfMA-Grundlagen, Vorfertigungsprozessen und integraler Zusammenarbeit.
• Aufbau eines interdisziplinären Kernteams (Planung, Ausführung, Fertigteilwerk, IT), das Standards und Bibliotheken definiert.
• Schrittweiser Ausbau der Standardisierung: von wiederkehrenden Detaillösungen hin zu kompletten Bauteilfamilien und Modulen.

Gerade in der deutschsprachigen Baupraxis zeigt sich: Wer DfMA und KI in kleinen, kalkulierbaren Schritten einführt, erreicht schnell sichtbare Verbesserungen – und schafft intern Akzeptanz für weitergehende Digitalisierung.

6. Ausblick: DfMA als Baustein einer intelligenten, nachhaltigen Bauindustrie

Das ALLPLAN E-Book „DfMA verstehen: Design für Fertigung und Montage im Faktencheck“ zeigt deutlich: DfMA ist weit mehr als eine Methodik für Fertigteilwerke. Es ist ein Strategieansatz für eine industrialisierte, digitale und nachhaltige Bauwirtschaft.

Im Kontext unserer Serie „KI in der deutschen Bauindustrie: Baustelle 4.0“ wird klar:

• BIM liefert die Datenbasis,
• DfMA strukturiert Planung und Ausführung,
• KI analysiert und optimiert die daraus entstehenden Prozesse.

Für Bauunternehmen, Planungsbüros und Fertigteilwerke in Deutschland und Österreich ist jetzt der richtige Zeitpunkt, diese drei Komponenten zu verbinden. Wer heute in DfMA-fähige BIM-Workflows, Cloudplattformen und erste KI-Anwendungen investiert, wird in den nächsten Jahren spürbare Wettbewerbsvorteile bei Kosten, Geschwindigkeit und Nachhaltigkeit erzielen.

Nutzen Sie die aktuelle Phase, um Pilotprojekte zu starten, Teams aufzubauen und Ihre Prozesse zu industrialisieren. Die zentrale Frage lautet dabei nicht mehr, ob DfMA und KI kommen – sondern wie schnell Ihr Unternehmen bereit ist, die Chancen der Baustelle 4.0 zu nutzen.