bauforumstahl: Herr Professor Kraus, was verstehen Sie unter Künstlicher Intelligenz im Bauwesen und welche Chancen ergeben sich speziell für den Stahlbau?
Prof. Michael Kraus: Unter Künstlicher Intelligenz im Bauwesen verstehe ich daten- und modellgetriebene Verfahren, aber insbesondere KI-Agenten, die Ingenieurinnen und Ingenieure entlang des gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks unterstützen – vom Entwurf bis zum Rückbau. Im Stahlbau entstehen dadurch vor allem drei Chancen: die bessere Nutzung vorhandener Daten, KI‑gestützte Variantenentwürfe für Tragwerke und schließlich digitale Zwillinge, die als Materialkataster dienen, aber gleichzeitig das reale Tragverhalten von Stahlkonstruktionen mithilfe von Messdaten präziser abbilden.
bauforumstahl: Wo sehen Sie heute schon konkrete Einsatzmöglichkeiten für KI im Stahlbau? Z. B. in Planung, Fertigung oder Montage?
Kraus: In der Planung lassen sich komplexe Tragwerksmodelle mithilfe von KI emulieren, was Stabilitäts- und Plastizitätsnachweise im Stahlbau deutlich beschleunigen kann. Ergänzend ermöglichen prädiktive Modelle, etwa für Überfestigkeitsfaktoren, aber auch Ermüdung von Stahlprofilen, eine präzisere und datenbasierte Bemessung.
In Fertigung und Montage sehe ich Potenziale in Mensch‑KI‑ und Mensch‑Roboter‑Teaming-Konzepten, etwa für flexible Schweiß- und Montageprozesse. Hier hilft KI dabei, Qualität z. B. hinsichtlich der Schweißnähte oder der Imperfektionen auf der Baustelle zu sichern und gleichzeitig Mitarbeitende zu entlasten.
bauforumstahl: Kann KI helfen, den Stahlbau nachhaltiger zu machen, etwa durch Materialeinsparung oder CO₂‑Reduktion?
Kraus: Ja, eindeutig. KI‑basierte Analysen können Bemessungsmodelle verfeinern und so materialeffizientere, aber weiterhin sichere Querschnitte ermöglichen. Zusätzlich unterstützen KI‑Methoden die Identifikation und Bewertung wiederverwendbarer Stahlbauteile und fördern damit zirkuläre Konstruktionskonzepte.
Über den Lebenszyklus hinweg erlauben KI‑gestützte Zustandsprognosen eine zustandsorientierte Instandhaltung, die die Nutzungsdauer von Stahlkonstruktionen verlängert und unnötige Eingriffe vermeidet.
bauforumstahl: Welche zukünftigen Potenziale sehen Sie für KI im Stahlbau?
Kraus: Die größten Potenziale liegen in der engen Verbindung von Ingenieurwissen, Simulationsmodellen und KI‑Methoden – Stichwort „Scientific Machine Learning“ und „physik-informierte KI“. Dadurch lassen sich Tragverhalten, Stabilität und Ermüdung von Stahlkonstruktionen realitätsnäher und zugleich schneller beurteilen.
Zudem werden graphbasierte und generative Modelle neue Formen des KI‑gestützten Entwurfs ermöglichen: Tragwerke werden als Graphen beschrieben, Varianten von KI-Agenten automatisiert erzeugt und bewertet, während die finale Verantwortung klar beim planenden Ingenieurteam bleibt. Mit meinen Teams an der TU Darmstadt, aber auch der ZM-I KI GmbH, arbeiten wir täglich daran, diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen.
bauforumstahl: Herr Professor Kraus, wir bedanken uns für das Gespräch.
