Produktdaten der Krananlagen: VDI 3805?

Während DIN- und EN-Normen primär technische Details regeln, geben Richtlinien wie die VDI 3810 praxisnahe Empfehlungen für das Betreiben und Instandhalten technischer Anlagen im Gebäude. VDI 3810 (insbesondere Blatt 1 als Grundlagendokument) richtet sich explizit an Betreiber und beschreibt, wie ein sicherer, bestimmungsgemäßer, bedarfsgerechter und nachhaltiger Betrieb von gebäudetechnischen Anlagen umzusetzen ist. Dazu gehören die Voraussetzungen zur Wahrnehmung der Betreiberpflichten (z. B. Organisation, Personalqualifikation, Prüfplanung), die Gewährleistung der Betriebssicherheit und der Wirtschaftlichkeit sowie der Umweltverträglichkeit im Betrieb.

Obgleich VDI 3810 den Begriff “gebäudetechnische Anlagen” verwendet – womit klassischerweise Heizungs-, Lüftungs-, Sanitär-, Elektro- und Aufzugsanlagen gemeint sind – lassen sich viele Grundsätze auch auf Krananlagen übertragen. So fordert VDI 3810 einen organisierten Instandhaltungsprozess, der Inspektion, Wartung und Instandsetzung umfasst, um die Soll-Funktion einer Anlage über den Lebenszyklus zu erhalten. Übertragen auf Krane heißt das: Es sollte klare Wartungspläne geben, z. B. regelmäßige Kontrolle von Seilen und Ketten auf Verschleiß, Prüfung der Bremsen und Endschalter, Schmierung und Justage von mechanischen Komponenten etc. . Mängel oder Abnutzungen, die dabei festgestellt werden, sind unverzüglich zu beseitigen – insbesondere sicherheitsrelevante Bauteile wie Tragmittel oder Bremsen müssen vor Wiederinbetriebnahme geprüft sein. Diese Vorgehensweise deckt sich mit DGUV 52 und BetrSichV, geht aber als Managementempfehlung darüber hinaus, indem sie die Einrichtung eines Wartungsplans auf Basis von Herstellerempfehlungen und Gefährdungsbeurteilung anrät.

Ein weiterer Aspekt in VDI 3810 ist die Nachhaltigkeit und Kostenkontrolle. Betreiber sollen nicht nur auf Sicherheit achten, sondern auch auf Wirtschaftlichkeit über den Lebenszyklus. Für Krananlagen bedeutet dies: Bereits bei Beschaffung oder Modernisierung ist auf energieeffiziente Antriebe zu achten (Stichwort: Stromverbrauch eines Hallenkrans), und bei Betriebsausfällen müssen die Folgekosten berücksichtigt werden. Kapitel über Lebenszykluskosten betonen, dass neben Anschaffung auch laufende Kosten (Wartung, Energie, Personal) und am Lebensende Demontage-/Entsorgungskosten betrachtet werden. Ein digital unterstütztes Anlagenmanagement kann hier helfen, etwa durch Auswertung der Wartungsdaten: So können Facility Manager erkennen, ob z. B. eine alte Krananlage aufgrund häufiger Störungen unwirtschaftlich wird und Ersatzinvestitionen sinnvoll sind.

Zusammengefasst liefert VDI 3810 einen Rahmen, wie Betreiber – inklusive Facility Manager – ihrer Sorgfaltspflicht nachkommen können, um Sicherheit und Verfügbarkeit technischer Anlagen zu gewährleisten. Für die vorliegende Arbeit ist diese Perspektive wichtig: Das Implementierungsmodell zur Integration von Krananlagen soll genau diese Anforderungen (regelmäßige Prüfungen, vorbeugende Instandhaltung, Dokumentation, Kostenkontrolle) mit digitalen Werkzeugen unterstützen.

Um Krananlagen digital zu verwalten, bedarf es eines strukturierten Datenmodells, das alle relevanten Informationen abbildet. In der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) hat sich hierfür die VDI-Richtlinie 3805 etabliert. VDI 3805 definiert ein standardisiertes Format für den elektronischen Produktdatenaustausch von Bauteilen und Anlagen der Heiz-, Raumluft-, Sanitär- und Elektrotechnik. Sie ermöglicht Herstellern, Planern und Betreibern, auf eine einheitliche Produktdatenbank zuzugreifen, in der alle erforderlichen alphanumerischen und geometrischen Produktinformationen hinterlegt sind. Die Richtlinie ist dabei hersteller- und softwareneutral ausgelegt, sodass die Daten zwischen verschiedenen CAD-, BIM- und Berechnungsprogrammen ausgetauscht werden können.

Ein wesentliches Merkmal von VDI 3805 ist, dass sie in Blätter (Teile) untergliedert ist, die jeweils für bestimmte Produktgruppen spezifische Datenstrukturen bereitstellen. Beispielsweise gibt es Blätter für Pumpen, Ventile, Heizkessel, Lüftungsgeräte etc.. Jedes Blatt definiert, welche Attribute für die betreffende Produktgruppe relevant sind (z. B. bei Pumpen: Förderstrom, Förderhöhe, Anschlussdurchmesser, Motorleistung usw.). Diese Attribute können Werte oder ganze Kennlinien umfassen. Zusätzlich standardisiert VDI 3805 die geometrische Beschreibung (z. B. 2D/3D CAD-Geometrien oder parametrisierte Modelle), damit Komponenten direkt in Bauzeichnungen oder BIM-Modelle eingefügt werden können.

Ursprünglich in Deutschland entwickelt, fließt VDI 3805 auch in die internationale Normung ein: Aktuell entsteht die ISO 16757 „Datenstrukturen für elektronische Produktkataloge gebäudetechnischer Anlagen“, die inhaltlich auf VDI 3805 basiert. Dies zeigt die wachsende Bedeutung einheitlicher Produktdaten in Zeiten von BIM. Building Information Modeling erfordert, dass für alle Bauteile digitale Zwillinge mit konsistenten Eigenschaften vorliegen, um Planungs- und Betriebsprozesse zu unterstützen. VDI 3805 liefert hierfür das Daten-Backbone: Sind z. B. für eine Lüftungsanlage alle Komponenten nach VDI 3805 beschrieben, so kann ein Planer diese Daten sowohl für die Dimensionierung (Berechnung Druckverlust, Auslegung) als auch direkt für die Gebäudemodellierung nutzen. Im Betrieb wiederum können dieselben Daten etwa für Simulationen oder Analysen (z. B. Energieverbrauch, Strömungssimulation) oder für das Facility Management genutzt werden.

Bisher konzentriert sich VDI 3805 auf die klassischen TGA-Gewerke. Krananlagen zählen nicht zu den üblichen TGA-Komponenten; sie fallen eher in die Kategorie Fördertechnik/Produktionstechnik. Dementsprechend existiert derzeit kein eigenes VDI-3805-Datenblatt für Krananlagen. Es gibt allerdings verwandte Standards: Die VDI 3576 etwa behandelt Kranbahnschienen (Schienen für Laufkrane), was zeigt, dass im VDI-Regelwerk einzelne Aspekte von Kraninfrastruktur aufgegriffen wurden. Ein Ziel dieser Arbeit ist es jedoch, die Lücke zu schließen und das Konzept der VDI 3805 auf Krananlagen als Ganzes zu erweitern. Denn ein standardisiertes Datenmodell würde es erlauben, Krane ähnlich wie TGA-Komponenten digital in BIM und CAFM abzubilden, inklusive aller wichtigen Attribute.

Im Ergebnis verspricht die Anwendung von VDI 3805 auf Krane Mehrwerte für alle Lebenszyklusphasen: Bereits im Planungsgespräch könnten Hersteller digitale Krandaten bereitstellen (Geometrie, Tragfähigkeit, Anschlusswerte), Architekten und Fabrikplaner könnten Krane als 3D-Objekte mit Hüllkurven ins Modell integrieren, und im Betrieb hätte das Facility Management Zugriff auf alle technischen Stammdaten an einem Ort. Die Vereinheitlichung reduziert Fehlerquellen – Daten müssten nicht mehrfach manuell erfasst werden – und schafft die Basis für Berechnungen, Simulationen und Auswertungen bis hin zum Energiemanagement und zur Wartungsplanung.

• Datenverfügbarkeit und -standardisierung: Viele bestehende Krananlagen sind älteren Baudatums und deren Dokumentation liegt nur in Papierform oder als PDF vor (z. B. Handbücher, Prüfbücher). Um sie in ein digitales System zu überführen, müssen zunächst die relevanten Datenpunkte identifiziert und digitalisiert werden. Hierfür fehlen oft Standards. VDI 3805 könnte die notwendige Struktur bieten, doch derzeit stellen Kranhersteller ihre Produktdaten nicht in diesem Format bereit. Es bedarf also einer Initiative, solche Produktdatensätze für Krane zu definieren – entweder durch Erweiterung bestehender VDI-Blätter oder durch neue Blätter, die Kran-spezifische Merkmale (Traglast, Spannweite, Hubwerkstyp, Nutzungsklasse etc.) enthalten.

• Geometrische Integration in BIM: In Bauwerksmodellen (BIM) werden Krananlagen bislang häufig nur vereinfacht oder gar nicht abgebildet, insbesondere wenn sie Teil der Produktion sind und nicht fest mit dem Gebäude verbunden. Für festinstallierte Laufkrane, die an der Gebäudestruktur (Kranbahnen) angebracht sind, ist jedoch eine Integration sinnvoll, um z. B. Kollisionsprüfungen durchzuführen (etwa ob Krane und Gebäudestrukturen sich in die Quere kommen). BIM-Standards wie IFC (Industry Foundation Classes) haben zwar Entitäten für viele Ausrüstungen, aber eine spezifische Klasse für „Crane“ ist bisher nicht prominent. Es müsste geklärt werden, ob ein Kran im Modell als IFC-Equipment oder als IFC-TransportElement o. Ä. abgebildet wird. Die Herausforderung der Semantik besteht darin, dass BIM-Modelle i.d.R. Gebäude und TGA beschreiben, während Krane teils zum Bautenbestand (Kranbahn als Teil der Halle) und teils zur betrieblichen Ausstattung gehören. Ein implementiertes Modell muss hier eine konsistente Zuordnung finden.

• Interoperabilität zwischen BIM und CAFM: Selbst wenn Kranobjekte im BIM vorhanden sind, müssen die alphanumerischen Daten (wie Wartungsintervalle, Prüftermine) in das CAFM-System überführt werden. Dies erfordert Schnittstellen oder gemeinsame Datenumgebungen. Idealerweise erfolgt dies über offene Formate (z. B. via IFC oder über eine direkte Kopplung an eine gemeinsame Datenbank). In der Praxis ist es eine Herausforderung, die Datenkonsistenz sicherzustellen: Änderungen am physischen Kran (z. B. Austauschen des Hubwerks) müssen ins BIM nachgetragen werden, und umgekehrt sollten im CAFM geplante Wartungen auch im BIM-Modell sichtbar sein (etwa als Status oder Termin). Hierfür werden Workflows und Verantwortlichkeiten benötigt, damit die Daten gepflegt bleiben.

• Echtzeitdaten und Zustandserfassung: Moderne Krane sind zunehmend mit Sensoren für Zustandsüberwachung ausgestattet (z. B. Laufwerkkollision, Öltemperatur, Schwingungssensoren an Winden). Diese IoT-Daten ermöglichen Predictive Maintenance, also die vorausschauende Wartung basierend auf dem realen Nutzungsprofil. Eine große Herausforderung ist die Integration dieser Sensordaten in bestehende FM-Software. Einerseits gibt es Datenmengen- und Schnittstellenprobleme, andererseits muss definiert werden, welche Sensordaten für das FM relevant sind. Ein Implementierungsmodell sollte in Betracht ziehen, wie solche Daten verknüpft werden – zum Beispiel könnte ein Digital Twin des Krans aufgebaut werden, der in Echtzeit den Betriebszustand im CAFM oder einer Leitwarte anzeigt. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ein digitaler Zwilling es ermöglicht, den Status aller Kran-Komponenten in Echtzeit zu erfassen und die Restlebensdauer wichtiger Bauteile vorherzusagen. Dies ist für einen sicheren Betrieb sehr bedeutend. Die Herausforderung besteht darin, diese Ansätze in die vorhandenen Systeme zu integrieren, ohne die Bedienbarkeit für den Facility Manager zu überfrachten.

• Benutzerakzeptanz und Prozesse: Schließlich dürfen die organisatorischen Hürden nicht unterschätzt werden. Die Einführung eines digitalen Modells nach VDI 3805 für Krananlagen erfordert Schulungen und ggf. Anpassung bestehender Prozesse. Wartungstechniker und Sicherheitsingenieure müssen mit dem neuen System arbeiten wollen. Die Erfahrung zeigt, dass digitale Lösungen nur erfolgreich sind, wenn sie gegenüber herkömmlichen Verfahren (Papierlisten, Excel-Tabellen) einen klaren Mehrwert und Zeitgewinn bieten. Daher müssen die Workflows benutzerfreundlich gestaltet sein, etwa durch automatische Erinnerungen an Prüftermine, einfache Eingabemasken für Prüfergebnisse vor Ort (z. B. via Tablet) und die Möglichkeit, alle Informationen an einem Ort einzusehen (z. B. der digitale Kranzwilling mit hinterlegtem Handbuch, Prüfprotokollen etc.). Die Vorteile – etwa alle Informationen stets verfügbar zu haben – müssen im Alltag spürbar sein, damit die Akzeptanz hoch ist.

Diese Herausforderungen zeigen, dass die digitale Einbindung von Krananlagen ein interdisziplinäres Thema ist, das Normung (Datenstandards), Informationstechnik (Schnittstellen, BIM-Modelle), Maschinenbau (Sensorik, Steuerungen) und Organisation vereint. Im nächsten Kapitel wird darauf aufbauend ein Implementierungsmodell entworfen, das Lösungsansätze für diese Punkte bietet. Schwerpunkt ist dabei die Entwicklung eines standardisierten Datenmodells auf Basis der VDI 3805 und dessen Verwendung in BIM- und CAFM-Umgebungen, um die genannten Ziele – Verbesserung der Wartungsplanung, Erhöhung der Anlagensicherheit und Nachweissicherheit – zu erreichen.

Bevor die technischen Details des Implementierungsmodells skizziert werden, ist es wichtig, die übergeordneten Ziele und Anforderungen festzulegen.

• Regulatorische Konformität sicherstellen: Alle vorgeschriebenen Prüf- und Wartungsintervalle (aus DGUV 52, BetrSichV, etc.) müssen im System hinterlegt und überwacht werden. Das System soll automatisch Prüftermine generieren und es erleichtern, die Einhaltung nachzuweisen (beispielsweise durch digitale Prüfberichte). Damit wird die Betreiberverantwortung unterstützt und das Risiko von Compliance-Verstößen minimiert.

• Zentrales Datenmanagement bieten: Alle Stammdaten einer Krananlage – von technischen Spezifikationen (Tragfähigkeit, Spannweite, Hubhöhe, Geschwindigkeit, Antriebsleistung etc.) über Herstellerinformationen (Baujahr, Seriennummer, Fabrikat) bis hin zu Wartungshistorie und durchgeführten Änderungen – sollen in einem einheitlichen Datenmodell erfasst sein. Dies verhindert doppelte Datenhaltung und ermöglicht, dass jeder Beteiligte auf aktuelle Daten zugreifen kann. Ein Wartungsplaner soll z. B. im selben System die Tragmittelhistorie sehen, den nächsten Prüftermin sowie die zuletzt ausgetauschten Komponenten.

• Integration in BIM und CAFM ermöglichen: Das Modell muss sowohl in BIM-Planungssoftware als auch in CAFM-Systemen nutzbar sein. In der BIM-Welt soll der Kran als intelligentes Objekt mit Parametern erscheinen, das in 3D visualisiert wird (für Planungszwecke wie Kollisionsprüfung oder Layoutplanung nützlich). Im CAFM soll der Kran als Wartungsobjekt geführt werden, mit Verknüpfung zu Arbeitsaufträgen, Prüfterminen, Kostenstellen etc. Die Durchgängigkeit zwischen BIM und CAFM ist wesentlich; idealerweise ist es ein gemeinsamer Datenpool oder es bestehen Schnittstellen, sodass Änderungen in einem System das andere informieren.

• Erweiterbarkeit und Normkonformität: Das Datenmodell soll auf bestehenden Standards aufbauen, insbesondere VDI 3805 und ISO 16757, um kompatibel zu sein mit vorhandenen Tools und Bibliotheken. Gleichzeitig müssen spezifische Kran-Merkmale ergänzt werden, da VDI 3805 in den existierenden Blättern Krane nicht berücksichtigt. Eine mögliche Strategie ist, ein neues VDI 3805-Blatt „Krananlagen“ zu entwickeln, das die notwendigen Attribute definiert. Dieses sollte in Abstimmung mit Normungsgremien (z. B. VDI-Fachbereiche, ggf. in Zusammenarbeit mit ISO TC 110 oder IEC, die sich mit Kranen befassen) entstehen, um Akzeptanz zu finden.

• Praxisgerechte Detailtiefe: Das Modell soll einen ausreichenden Detaillierungsgrad haben, ohne zu überfrachten. Beispielsweise sind für eine Krananlage im FM-Kontext Informationen wie Traglast, Kranbahnlänge, Hubgeschwindigkeit, Steuerungsart, Baujahr, Nutzungsklasse (Hebezeuggruppe) etc. relevant. Hochdetaillierte Fertigungsdaten einzelner Getriebe sind hingegen weniger relevant. Ebenso sollte die 3D-Geometrie ausreichend genau für Layoutzwecke sein, muss aber nicht jede Schraube modellieren (um das BIM-Modell nicht unnötig zu verkomplizieren). Es gilt also, die Balance zwischen Datentiefe und Handhabbarkeit zu finden.

Mit diesen Zielen vor Augen kann nun das eigentliche Implementierungsmodell beschrieben werden, das sich in zwei Hauptkomponenten gliedert: (1) Datenmodellierung nach VDI 3805 für Krananlagen und (2) Systemintegration in BIM- und CAFM-Umgebungen.

Basierend auf den Prinzipien der VDI 3805 wird vorgeschlagen, ein Datenblatt für Krananlagen zu entwickeln, das die Struktur für alle relevanten Informationen vorgibt.

• Allgemeine Identifikationsdaten: Eindeutige Anlagenkennzeichnung (z. B. Anlagen-ID oder Inventarnummer im Unternehmen), Hersteller, Typenbezeichnung, Seriennummer, Baujahr, Standort (Gebäude/Halle, Achse, Position), Art des Krans (Brückenkran, Portalkran, Schwenkkran etc.).

• Technische Kenndaten: Nenn-Tragfähigkeit (z. B. 10 t), Spannweite (bei Brückenkran, z. B. 20 m), Hubhöhe, Hubwerktyp (Seilzug oder Kettenzug), Anzahl der Hebezeuge (bei Kran mit mehreren Hubwerken), Fahrgeschwindigkeit Kran/ Katze, Steuerungsart (Kabel, Funkfernsteuerung, automatisiert), Einsatzumgebung (Halle/ außen, ggf. Temperaturbereich). Wichtig auch die Einstufung in Nutzungsklassen, typischerweise nach ISO 4301 / EN 14492: z. B. Hebezeug Gruppe M5 (was einer definierten Betriebsdauer entspricht). Diese Klassifikation kann als Attribut geführt werden, da sie Hinweise auf die Beanspruchung liefert.

• Kranbahndaten: Bei Laufkranen: Informationen zur Kranbahn (Länge, Schienentyp, Befestigung, vorhandene Kranbahninspektionen). Teils überschneidet sich dies mit dem Gebäudemodell, da die Schienen oft fest installiert sind – hier entscheidet man, ob die Schiene als eigenes Objekt geführt wird (ggf. als Teil der Infrastruktur im BIM) oder attributiv beim Kran. VDI 3805-Blatt Kran könnte z. B. auf VDI 3576 verweisen für Schienendaten. Für FM genügt oft ein Verweis „Kranbahn gemäß DIN 4132, Länge X m, Tragstruktur gepr. am “.

• Sicherheits- und Ausstattungsmerkmale: Vorhandensein von Not-Aus-Einrichtungen (z. B. Reißleinenschalter), Überlastsicherung, Kollisionsschutz (ja/nein, Art des Systems), Betriebsstundenzähler, Lastkollektivzähler. Gerade die Zähldaten sind relevant: Viele moderne Krane haben elektronische Zähler, die z. B. Hubzyklen aufzeichnen. Diese Werte können als Felder integriert werden, die entweder manuell oder automatisch aktualisiert werden.

• Wartungs- und Prüfvorschriften: Hier würde das Datenmodell Soll-Informationen speichern wie: Prüfintervalle (z. B. UVV-Prüfung jährlich, Kranbahnbefundung alle 4 Jahre, elektrische Prüfung nach DGUV 3 jährlich etc.), letzte Prüfungstermine mit Ergebnis, nächste Fälligkeiten. Diese Informationen ergeben sich aus den Vorschriften und werden initial beim Anlegen des Kranobjekts konfiguriert. Man könnte im Datenblatt Felder vorsehen wie: „Nächste Jahresprüfung (Datum)“, „Nächste Hauptprüfung durch SV (Datum)“ etc., die vom CAFM automatisch berechnet und aktualisiert werden.

• Historie und Lebenszyklusdaten: Ein Bereich des Datensatzes dokumentiert Änderungen und Ereignisse: z. B. „Hubwerk getauscht am durch “, „Tragfähigkeit geändert von 5 t auf 8 t am mit Abnahme nach EN 13001“. Solche Informationen können als listenartige Einträge geführt werden. Auch größere Störfälle oder Reparaturen sollten hier eingetragen werden, um einen vollständigen Lebenslauf des Krans digital verfügbar zu haben.

• Verknüpfte Dokumente: Das Modell verweist auf zugehörige Dokumente, die meist als Dateien vorliegen: Prüfbücher (heute oft digital geführt als PDF oder im System direkt), Betriebsanleitungen, Ersatzteillisten, Zertifikate (z. B. CE-Konformitätserklärung, Abnahmeprüfzeugnisse). In einem VDI 3805-Datensatz können solche Dokumente via Links oder Anhänge eingebunden werden.

Das obige Schema orientiert sich an praktischen Erfordernissen. In der Umsetzung würde es bedeuten, dass in einem XML-Schema (wie es VDI 3805 verwendet) entsprechende Felder definiert werden.

(Tabelle: Beispielhafte Attribute für einen Kran-Datensatz nach VDI 3805)

Dieses strukturierte Datenmodell bildet die Grundlage. Es ist zu beachten, dass VDI 3805 prinzipiell zwischen herstellerneutralen Datensatz und Herstellerprodukt unterscheidet. In der TGA werden häufig neutrale Daten verwendet, bis im Planungsprozess ein konkretes Fabrikat gewählt wird. Bei Krananlagen dürfte meist früh ein Hersteller feststehen (weil es wenige Standardkrane „von der Stange“ gibt, vielmehr individuelle Anpassungen pro Halle). Dennoch könnte das Modell generisch sein, sodass auch vergleichende Planungen möglich sind (z. B. zwei Kranangebote im BIM-Modell vergleichen anhand der Daten).

Ein Aspekt, den das Datenmodell ebenfalls vorsehen sollte, ist die Möglichkeit zum Austausch der Daten zwischen Beteiligten. Beispielsweise könnte ein Hersteller seine Krananlage als VDI-3805-konformen Datensatz liefern, der dann vom Planungsbüro ins BIM importiert wird. Später übernimmt der Betreiber diesen Datensatz ins CAFM. Damit das reibungslos geht, müssen alle Systeme die gleiche Sprache sprechen – genau hierfür ist die Standardisierung essentiell.

Schließlich sei erwähnt, dass VDI 3805 typischerweise auch die grafische Repräsentation (2D-Symbole, 3D-Modelle) standardisiert. Für Krananlagen könnte man vereinbaren, dass beispielsweise im 2D-Grundriss eine Krananlage mit ihren Fahrwegen und Hakenabdeckung dargestellt wird, in 3D als schematisches Volumenmodell mit Kranträger und Hakenhöhe. Solche Geometrien ließen sich parametrieren (Eingabe der Spannweite generiert entsprechend breiten Kranträger etc.). Dies macht das BIM-Modell anschaulich und ermöglicht z. B. Kollisionsprüfungen mit Gebäudeteilen (wichtig, damit Krane nirgendwo anstoßen). Die Kopplung von Geometrie und Daten ist ein Kernelement von BIM; VDI 3805 liefert hier das methodische Rüstzeug, damit ein Kran im digitalen Modell nicht nur ein „toter Klotz“, sondern ein intelligentes Objekt mit sämtlichen Informationen ist.

• Planung und Aufstellung: Bereits bei der Planung eines Neubau-Projekts kann ein Kran als BIM-Objekt berücksichtigt werden. Nehmen wir an, ein neues Werk wird geplant, das schwere Pressen und entsprechend einen Hallenkran benötigt. Der Planer kann von einem Hersteller oder aus einer Bibliothek einen VDI-3805-Datensatz für einen passenden Kran importieren. Dieser enthält Geometrie und Kenndaten, sodass der Kran im digitalen Modell genau positioniert wird. Planerische Entscheidungen – etwa die Dimensionierung der Halle oder der Fundamente – können damit überprüft werden: Passt die Kranbahn, ist genug Freiraum für den Hakenweg, müssen Kranlasten an das Tragwerksplanungsteam gegeben werden? Durch BIM lassen sich solche Koordinationen früh im Projekt durchführen. Änderungen (z. B. doch eine höhere Traglast nötig) können am BIM-Modell vorgenommen und mit allen Beteiligten geteilt werden. Dadurch werden Fehler vor Bau und Installation vermieden.

• Datenübernahme in Betrieb: Nach Fertigstellung der Anlage (Bau und Kranmontage) entsteht der sogenannte As-Built-Datensatz. Idealerweise aktualisiert der Hersteller oder Bauleiter das BIM-Modell mit allen finalen Daten (Seriennummern, tatsächliche Prüfdaten der Abnahme etc.). Diese Daten fließen in die digitale Bauwerksdokumentation ein, die dem Betreiber übergeben wird. In modernen Projekten wird dies als digitaler Zwilling des Gebäudes und seiner technischen Anlagen realisiert. Hier schließt sich der Kreis: Der im BIM vorhandene Kran-Datensatz kann nun direkt in ein CAFM- oder Instandhaltungssystem überführt werden. Dies geschieht entweder durch einen Export (z. B. IFC-Datei, die vom CAFM-System eingelesen wird) oder durch ein Common Data Environment (CDE), in dem alle Stakeholder auf die gleichen Daten zugreifen. VDI 2552 Blatt 6 (BIM im Betrieb) beschreibt solche Übergaben im Grundsatz – unser Kran-Datensatz wäre ein konkretes Anwendungsbeispiel dafür.

• BIM im laufenden Betrieb: Während der Nutzungsphase eines Gebäudes dient das BIM-Modell mit dem Kran als Informationsquelle und Entscheidungswerkzeug. So kann der Facility Manager oder Instandhaltungsplaner jederzeit im 3D-Modell den Kran lokalisieren und mit einem Klick dessen Eigenschaften abrufen (Traglast, Prüfstatus etc.). Wenn Baumaßnahmen anstehen, z. B. eine neue Maschine installiert werden soll, kann man das BIM-Modell nutzen, um zu sehen, ob der vorhandene Kran die nötige Tragfähigkeit hat, um die Maschine zu heben, oder ob eventuell temporär ein Mobilkran erforderlich ist. Ebenso können Umbauten oder Nachrüstungen zunächst virtuell am Modell geplant werden: z. B. die Nachrüstung eines Schwingungsdämpfungssystems oder Kollisionsschutzes – das Bauteil kann am digitalen Kran positioniert und geprüft werden, ob es passt.

• Ein weiterer Nutzen von BIM ist die Visualisierung von Zuständen. So ließe sich im Modell farblich markieren, welche Krananlagen aktuell gesperrt sind (z. B. rot eingefärbt, weil eine Störung vorliegt), oder welche demnächst eine Prüfung benötigen (gelb als Warnung). Solche Visualisierungen helfen, komplexe Sachverhalte schnell zu erfassen – etwa wenn ein Standort dutzende Krane hat, sieht man sofort, wo Handlungsbedarf besteht. Dies ist ein Beispiel für die Kopplung von CAFM-Daten zurück ins BIM: Das CAFM verwaltet die Termine und Status, das BIM dient als Dashboard, um es anschaulich im räumlichen Kontext darzustellen.

• Schnittstelle IFC und Klassifikation: Ein technisches Detail, das zu beachten ist: Wenn der Kran-Datensatz per IFC übertragen wird, muss eine geeignete Entity gewählt werden. IFC4 kennt z. B. IfcEquipmentElement oder man könnte einen Kran als IfcCraneRailAShapeElement (gibt es spezifisch wohl nicht) oder generisches IfcElement mit PropertySets modellieren. Wichtig ist, dass die Properties (Eigenschaften) den Weg ins CAFM finden. Das Implementierungsmodell könnte vorschlagen, einen IFC PropertySet „PDV_Krananlage“ (Produktdatenvorlage Kran) anzulegen, der genau die im VDI 3805-Blatt definierten Felder enthält. So blieben die Daten auch in neutralen Formaten erhalten. Alternativ könnte man auf openBIM-Initiativen setzen: buildingSMART entwickelt sogenannte Data Templates für Produkte. Ein Kran-Data-Template nach ISO 16757 wäre genau die Lösung, um international kompatibel die Krandaten zu übergeben. Unser Modell orientiert sich daher an diesen Standards, um die Implementierung in Software zu erleichtern.

Zusammengefasst ist die BIM-Integration eines der Herzstücke: Sie sorgt dafür, dass Krananlagen von Anfang an im digitalen Abbild der Liegenschaft vorhanden sind und alle relevanten Informationen mitführen. Dadurch steht bei Übergabe an den Betrieb ein vollständiges digitales Kranbuch zur Verfügung, das nahtlos ins CAFM übernommen werden kann – im Idealfall ohne manuelle Neueingaben, was Fehler minimiert.

Im Betrieb übernimmt das CAFM-System (Computer Aided Facility Management) bzw. Instandhaltungsmanagementsystem die Federführung. Hier werden die täglichen Aufgaben verwaltet: Wartungsaufträge, Prüfplanungen, Störungsmeldungen, Ersatzteilmanagement, Budgetkontrolle etc.

• Stammdaten in CAFM: Zunächst werden die im vorherigen Abschnitt beschriebenen Stammdaten der Krananlage als Datensatz im CAFM angelegt (idealerweise via Import aus BIM). Der Kran erhält z. B. eine Anlagenkennung im System. Alle Attribute (Traglast, Standort, Baujahr, etc.) sind nun in der CAFM-Datenbank verfügbar. Ebenso Verknüpfungen zu Dokumenten: Ein Benutzer kann etwa das Prüfbuch als PDF aus dem Datensatz heraus öffnen oder die Bedienungsanleitung einsehen, ohne lang suchen zu müssen.

• Wartungsplanung: Das CAFM nutzt die Angaben zu Prüfintervallen und Wartungsvorschriften, um Wartungspläne zu generieren. Beispielsweise wird für jeden Kran ein jährlicher Wartungsauftrag angelegt, der dem zuständigen Techniker oder Dienstleister zugewiesen wird. Gleichzeitig wird ein Prüfauftrag für die jährliche Sachkundigenprüfung erstellt. Modernes CAFM kann diese Aufträge automatisch generieren, sobald ein Prüfdatum näherrückt, und ggf. E-Mails oder Benachrichtigungen versenden. Hier zeigt sich ein großer Compliance-Vorteil: Mit solch einem System ist sichergestellt, dass keine Prüfung „vergessen“ wird – das System bietet Sicherheit bei der Einhaltung der Prüftermine. Für den Betreiber bedeutet das, dass er seiner Pflicht gemäß DGUV 52 stressfreier nachkommen kann, da das System als Erinnerungshilfe dient. Sollten Deadlines überschritten werden, kann das System Warnungen eskalieren (z. B. Rotmarkierung im Dashboard, Management-Report).

• Durchführung von Wartung/Prüfung: Wenn der Techniker eine Wartung durchführt, kann er vor Ort per Tablet die Aufgaben abhaken, Messwerte eintragen (z. B. gemessene Bremswegzeit, Ölstand etc.) und eventuelle Mängel erfassen. Diese fließen als Wartungsbericht in den Kran-Datensatz zurück. Falls Mängel vorliegen – etwa ein Drahtseil zeigt gebrochene Litzen über dem Grenzwert – kann direkt ein Instandsetzungsauftrag ausgelöst werden (z. B. „Seil austauschen bis spätestens…“). Nach der Instandsetzung wiederum wird vom System eine außerordentliche Prüfung angelegt (da sicherheitsrelevantes Teil getauscht, muss eine Sachkundige es abnehmen). All dies geschieht innerhalb der gleichen Plattform. Jeder Schritt wird dokumentiert, wodurch ein lückenloser Nachweis entsteht. Bei einer Prüfung durch die Berufsgenossenschaft könnte der FM aus dem System alle relevanten Nachweise ziehen, geordnet nach Datum. Das erhöht die Rechtssicherheit enorm.

• Kosten- und Lebensdauermanagement: Das CAFM verknüpft auch Kosteninformationen mit der Krananlage. Jede Wartung und Reparatur kann mit Kosten hinterlegt werden, sodass sich über Jahre Lebenszykluskosten ergeben. Das erlaubt betriebswirtschaftliche Entscheidungen: Wenn z. B. ein Kran im Alter von 20 Jahren stark steigende Instandhaltungskosten zeigt, kann man belastbar argumentieren, ob eine Neuanschaffung wirtschaftlicher wäre. Die integrierten Daten unterstützen also nicht nur die Technik, sondern auch das Asset Management und Controlling. In Zahlen ausgedrückt kann ein digitalisiertes Vorgehen über den Lebenszyklus erhebliche Einsparungen bringen – Studien zeigen, dass mit BIM-unterstütztem Betrieb die Kosten um 20–30 % geringer sein können. Zwar beziehen sich solche Zahlen meist auf Gesamtgebäude, aber es ist plausibel, dass auch bei Krananlagen z. B. durch weniger Ausfälle und optimal getimte Wartungen deutliche Einsparungen erzielt werden können.

• Anbindung von Sensorik: Für fortgeschrittene Anwender besteht die Möglichkeit, Echtzeitdaten aus dem Kransteuerungssystem ins CAFM zu überführen. Moderne Krane (vor allem größere, z. B. Containerbrücken) haben Condition-Monitoring-Systeme, die z. B. Motortemperaturen, Schwingungen, Lastkollektive aufzeichnen. Über Schnittstellen (OPC UA, MQTT oder proprietäre APIs) könnten diese Daten ins CAFM fließen, wo sie z. B. Dashboards speisen. Ein Dashboard könnte z. B. anzeigen: „Kran 1: 80 % der theoretischen Lebensdauer des Hubwerks verbraucht“ – berechnet aus Lastkollektiv und Hubzahl. Solche Informationen erlauben zustandsbasierte Instandhaltung: Anstelle starrer Intervalle kann man nach tatsächlicher Beanspruchung warten, was Kosten spart und trotzdem Sicherheit gewährt. Die Implementierung so einer Lösung erfordert natürlich einen weiteren Schritt in Richtung eines Digitalen Zwillings, wie er in der Forschung beschrieben wird. In der Praxis würden wahrscheinlich zunächst Alarmmeldungen (z. B. Überhitzung, Schocklast detektiert) ins System integriert, um bei besonderen Ereignissen sofort Maßnahmen einleiten zu können.

• Schnittstellen und Mobilität: Ein CAFM-System ist nur so gut wie seine Usability. Daher sieht das Implementierungsmodell vor, dass der Zugriff auf die Kran-Daten und -Aufträge auch mobil möglich sein muss (Smartphone/Tablet für Techniker). Ebenso sollten Schnittstellen zu anderen Systemen existieren, etwa zum Einkauf (für Ersatzteilbestellungen), zum Lager (Ersatzteile vorrätig?) oder zum übergeordneten ERP-System, um Kosten automatisch zu verbuchen. Für die Kranintegration ist z. B. denkbar, ein Ersatzteilmanagement zu nutzen: Wenn ein bestimmtes Teil häufig getauscht werden muss, kann das System warnen, oder es kann automatisch beim nächsten Tausch ein Ersatz bestellt werden, falls keiner mehr auf Lager. In einer vollständig digitalisierten Umgebung könnten sogar Smart Contracts dafür sorgen, dass externe Prüfdienstleister automatisch beauftragt werden, wenn ein Prüftermin ansteht, inklusive Bereitstellung aller nötigen Kraninformationen vorab.

Zusammengefasst ermöglicht die Integration ins CAFM dem Facility Management eine proaktive und gut dokumentierte Bewirtschaftung der Krananlagen. Das Implementierungsmodell stellt sicher, dass jeder Kran im System vollständig abgebildet ist und kein Termin, kein Kostenfaktor und kein Risiko übersehen wird. Im Ergebnis steigt die Anlagensicherheit, die Verfügbarkeit verbessert sich (weniger unvorhergesehene Ausfälle durch planmäßige Wartung) und die Compliance wird gewährleistet, da jederzeit nachgewiesen werden kann, dass alle Pflichten erfüllt wurden.

• Planungsphase: Bedarf für Krananlage wird identifiziert (z. B. in einer frühen Phase der Fabrikplanung). Die Anforderungen (Traglast, Arbeitsbereich) werden festgelegt. Ein Hersteller oder Berater stellt einen digitalen Kran-Datensatz nach VDI 3805 bereit, der ins BIM-Modell importiert wird. Das Planungsteam platziert und überprüft den Kran virtuell in der Halle. Änderungen werden iterativ eingepflegt, bis das Konzept passt. Dieser Schritt endet mit einem virtuellen Kranobjekt, das alle Spezifikationen enthält, und mit definierten Schnittstellen (Befestigungspunkte, Stromversorgung etc.) im Gebäudemodell.

• Beschaffung und Bau: Der Kran wird gefertigt und in der Halle installiert. Während dieser Realisierungsphase fließen praktische Informationen zurück ins Modell: der tatsächliche Hersteller/Typ, eventuelle Abweichungen, tatsächliches Montageende etc. Nach erfolgreicher Abnahme erstellt der Sachverständige einen Abnahmebericht (z. B. nach DGUV 52 und BetrSichV, mit Prüfsiegel). Dieser wird dem digitalen Datensatz hinzugefügt. Nun ist der Soll-Zustand zum Betriebsstart vollständig: Der Kran ist im BIM-/CAFM-System mit korrekten Stammdaten erfasst und hat einen ersten geprüften Status.

• Übergabe in Betrieb: Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme übernimmt die Facility-Management-Abteilung bzw. der Betreiber die Verantwortung. Im digitalen System wird ein Wartungsplan aktiviert – d. h. es werden die zyklischen Aufträge für Inspektionen, Wartungen und Prüfungen entsprechend der Vorschriften angelegt. Die Betreiber erhalten Schulungen und Zugriff auf das System. Alle relevanten Mitarbeiter (Kranschüler, Instandhalter) haben nun eine zentrale Informationsquelle.

• Nutzungsphase – laufender Betrieb: Während des laufenden Betriebs werden alle Tätigkeiten am Kran über das System abgewickelt. Regelmäßige Wartungsarbeiten werden erledigt und dokumentiert. Störungen – z. B. der Kran fällt aus – werden sofort im System erfasst; die Fehlersuche wird unterstützt durch Zugriff auf Handbücher und vielleicht sogar Diagnosedaten (z. B. Fehlercodes der Kransteuerung). Ersatzteile werden mit Referenz zum Kranobjekt beschafft, so dass eine Teileverwendungsübersicht entsteht (wichtig, falls es Rückrufe gäbe oder Serienfehler an bestimmten Komponenten). Bei bestandenen Prüfungen wird der Status erneuert („Nächste Prüfung fällig am…“). Wenn eine Prüfung einmal nicht bestanden wird (z. B. Kran muss außer Betrieb genommen werden wegen Mangel), dann wird dies ebenfalls vermerkt und das System kann den Kran als „gesperrt“ kennzeichnen, bis Freigabe erfolgt.

• Umbau/Erweiterung: Sollte der Kran modifiziert werden (z. B. Tragfähigkeit erhöhen, Frequenzumrichter nachrüsten, neue Sensorik anbringen), wird dies als Projekt ebenfalls im Modell vorgenommen. Geometrie und Daten werden angepasst. Die Konformität wird neu bewertet (ggf. neue CE-Kennzeichnung). Nach Abschluss wird die Änderung als Lebenszyklusereignis dokumentiert. Vorteil: Selbst nach vielen Jahren weiß man noch, welche Version des Krans vorliegt (wichtig für nachfolgende Prüfungen, da die Prüfer immer den aktuellen Zustand bewerten müssen, nicht den Originalzustand).

• Außerbetriebnahme und Nachnutzung: Am Lebensende des Krans (z. B. Halle wird stillgelegt oder Kran ist unwirtschaftlich) kann man aus den gesammelten Daten Schlüsse ziehen: Der FM kann genau sehen, wie oft der Kran im Einsatz war, welche Teile zuletzt grenzwertig waren und ob evtl. eine Weiterverwendung in einem anderen Bereich möglich ist. Falls der Kran demontiert und verkauft/verschrottet wird, wird das im System als Status geändert. Alle Daten stehen bereit, um z. B. einem Käufer Auskunft zu geben. So schließt sich der Kreis – möglicherweise wird an einem anderen Ort das Kranobjekt wieder in ein BIM-Modell integriert.

Dieser Prozess zeigt, dass das Datenmodell und das System über den gesamten Lebenszyklus konsistente Informationen liefern. Jeder Schritt – von der Planung bis zur Entsorgung – wird begleitet. Das macht die Bewirtschaftung nicht nur effizienter, sondern auch nachhaltiger und sicherer. Erfahrungen, die mit einem Kran gesammelt wurden, bleiben erhalten und können für künftige Investitionen ausgewertet werden (z. B. Welcher Hersteller hat die zuverlässigsten Komponenten geliefert? Welche Wartungsstrategie war optimal?). In gewisser Weise wird damit das Erfahrungswissen, das früher in den Köpfen der Techniker oder verstreut in Akten lag, digital konserviert und nutzbar gemacht.

Im folgenden Abschnitt werden nun exemplarische Fallstudien vorgestellt, die die Umsetzung und den Nutzen des Implementierungsmodells in praxisnahen Szenarien veranschaulichen.

Die digitale Integration von Krananlagen hat einen hohen Nutzwert. Im Folgenden werden die wichtigsten Vorteile sowie noch bestehende Herausforderungen zusammengefasst und reflektiert, auch im Lichte einer wissenschaftlichen Bewertung.

Ein zentrales Argument für die Einführung eines solchen Systems sind die wirtschaftlichen Vorteile.

• Reduzierte Ausfallzeiten: Durch geplante, zustandsorientierte Wartung verringern sich teure Produktionsunterbrechungen. In AutoFab Süd wurde eine 30 % geringere Stillstandzeit der Krane erreicht; in PortoMare konnte ein einzelner präventiver Eingriff 450.000 € potenziellen Schaden vermeiden. Diese Beispiele untermauern, dass sich präventive Wartung rechnet – eine These, die auch generell in der Instandhaltungslehre bekannt ist, hier aber durch digitale Hilfsmittel optimiert wird.

• Längere Lebensdauer der Anlagen: Ein gut gewarteter Kran kann deutlich länger genutzt werden, bevor eine Ersatzanschaffung nötig wird. Durch kontinuierliches Monitoring können schleichende Verschleißtrends erkannt und behoben werden, bevor sie Folgeschäden anrichten. Die Kosten einer Krananlage (insbesondere großer Portalkrane) sind erheblich, daher verlängert jede gewonnene Nutzungsperiode die Abschreibungszeit und verbessert die Kapitalnutzung. In der ABUS-Fallstudie wurde erwähnt, dass rechtzeitiges Erkennen und Beheben von Verschleiß die Lebensdauer deutlich verlängert. Dies deckt sich mit unseren Annahmen.

• Optimierte Ressourcennutzung: CAFM-Integration ermöglicht es, Wartungspersonal und Ersatzteile effizienter einzusetzen. Beispielsweise kann man Wartungsteams bündeln oder Routen planen, sodass in einem Hallenkomplex alle Krane an einem Tag inspiziert werden statt verstreut. Auch lassen sich Ersatzteile bedarfsgerecht vorhalten – das System weiß z. B., welche Seiltypen in den nächsten 12 Monaten wahrscheinlich fällig werden, und der Einkauf kann Mengenrabatte nutzen. Summa summarum sinken die Instandhaltungskosten pro Kran. Dass BIM-gestützter Betrieb 20–30 % günstiger sein kann, wurde bereits erwähnt; auch wenn diese Zahl sicherlich von Branche zu Branche variiert, deutet sie doch auf die Größenordnung der möglichen Einsparungen hin.

• Administrative Entlastung: Ein oft unterschätzter Kostenfaktor ist der Aufwand für Dokumentation und Audits. Früher waren Mitarbeiterstunden nötig, um Ordner zu durchforsten, Listen zu erstellen und Nachweise zusammenzustellen. Mit einer digitalen Lösung ist vieles automatisiert – Berichte lassen sich mit einem Klick generieren, der Zustand ist stets aktuell dokumentiert. Das spart Arbeitszeit, die für wertschöpfendere Tätigkeiten genutzt werden kann. Zudem vermeidet man potenzielle Kosten durch Bußgelder oder Versicherungsausschlüsse: Würde z. B. ein Unfall passieren und es käme heraus, dass Prüfungen versäumt wurden, drohen empfindliche Strafen und Regresse. Dieses Risiko wird durch strikte digitale Überwachung minimiert.

Trotz dieser Vorteile muss betont werden, dass eine wirtschaftliche Betrachtung immer den individuellen Kontext berücksichtigen muss. Faktoren wie die Größe des Kranparks, das Alter der Anlagen, die Produktionsabhängigkeit und die bestehenden Prozesse beeinflussen die tatsächlichen Einsparungen. Die Amortisationszeit für eine Digitalisierung kann bei einem einzigen Hallenkran evtl. lang sein, während sie in einem Großbetrieb mit vielen Kranen sehr kurz ist. In jedem Fall liefern unsere Ergebnisse Hinweise, dass ab einer gewissen Komplexität der Anlage der Return on Investment (ROI) für ein BIM/CAFM-gestütztes Kranmanagement äußerst positiv ausfallen kann.

Ein Hauptmotiv, insbesondere in sicherheitsbewussten Branchen, ist die Verbesserung der Compliance.

• Lückenlose Prüf- und Wartungshistorie: Jedes Gesetz und jede Richtlinie – ob DGUV, BetrSichV oder interne Policies – kann in Form von wiederkehrenden Aufgaben und Checklisten abgebildet werden. Dadurch wird nichts vergessen. Sollte es zu einem Unfall oder einer Überprüfung kommen, kann das Unternehmen schnell zeigen: Alle erforderlichen Maßnahmen wurden fristgerecht und sachgerecht durchgeführt. Diese Nachweissicherheit schützt vor rechtlichen Konsequenzen und stärkt auch intern das Vertrauen (z. B. des Betriebsrats oder der Arbeitnehmer, dass mit ihrer Sicherheit nicht leichtfertig umgegangen wird).

• Stand der Technik und Aktualität: Durch Verknüpfung mit Normen (im Datenmodell sind Normbezüge hinterlegt, z. B. dass ein Kran nach EN 14492 gebaut wurde, oder dass ein Umbau nach Maschinenrichtlinie beurteilt wurde) bleibt auch über Jahre nachvollziehbar, welcher Stand der Technik zugrunde lag. Wenn Normen sich ändern, kann das System ggf. darauf hinweisen (z. B. „EN 13001 geändert, Prüfumfang erweitern“). Das ist natürlich Zukunftsmusik und erfordert entsprechende Datenbanken, aber denkbar. In jedem Fall hilft das digitale System, Komplexität in der Vorschriftenlage zu beherrschen, indem es die relevanten Ausschnitte operationalisiert (etwa TRBS 1201 – Prüfintervalle für Arbeitsmittel – sind implizit durch die hinterlegten Intervalle abgedeckt).

• Schulung und Qualifikation: Das Modell enthält zwar primär technische Daten, aber es kann auch genutzt werden, um z. B. Schulungsnachweise der Kranführer zu verwalten (z. B. im Anhang B der Fallstudie PortoMare wurde Personalschulung angesprochen). Zwar war das nicht Kern dieser Arbeit, doch ein integriertes FM-System könnte auch dokumentieren, dass nur geschulte Personen Krane bedienen (ggf. via Zugangsberechtigung gekoppelt). So ließe sich die Umsetzung von DGUV Grundsätzen zur Kranausbildung ebenso nachweisen. Dies rundet das Compliance-Bild ab: Nicht nur der Kran, auch der Mensch dahinter ist abgedeckt.

Trotz aller Hilfen bleibt die Verantwortung letztlich beim Betreiber. Das System ist ein Werkzeug – es verhindert aber nicht per se Fehlverhalten. Wichtig ist daher, dass Prozesse und Kultur im Unternehmen das Digitalsystem ergänzen. In den Fallstudien wurde sichtbar, dass die Akzeptanz entscheidend ist: Nur wenn die Beteiligten das System aktiv nutzen (Daten pflegen, Hinweise ernst nehmen), entfaltet es seine volle Wirkung. Akademisch gesprochen: Ein soziotechnischer Ansatz ist nötig, Technologie und Mensch müssen zusammenspielen.

• Datenqualität und -pflege: Ein initialer Kraftakt ist die Datenaufbereitung. Die Fälle zeigten, dass viel Mühe in die Ersterfassung fließt. Hier können Fehler passieren. Falsche oder unvollständige Daten können im Betrieb falsche Entscheidungen auslösen (z. B. falsche Traglast hinterlegt). Daher ist ein robustes Datenvalidierungskonzept nötig. Ggf. sollten Daten von mehreren Personen gegengeprüft werden. Hersteller sollten eingebunden werden, um korrekte Parameter zu bestätigen. Zudem muss im laufenden Betrieb die Datenpflege diszipliniert erfolgen – Änderungen am physischen Kran müssen sofort im System nachgezogen werden, sonst driftet das Modell vom Realzustand ab.

• Standardisierung und Interoperabilität: Ein Knackpunkt ist die Verfügbarkeit von Schnittstellen und die Einhaltung von Standards. Unser Modell basiert auf VDI 3805, aber die tatsächliche Implementierung hängt davon ab, dass CAFM- und BIM-Software dies unterstützen. Hier besteht Verbesserungsbedarf: Noch ist ISO 16757 (der “offizielle” Standard aus VDI 3805) nicht weltweit in Software umgesetzt. Daher könnten proprietäre Anpassungen nötig sein. Gleiches gilt für Live-Sensorintegration; die IT-Landschaft muss solche Echtzeitdaten verarbeiten können. Datensicherheit spielt hier ebenfalls mit hinein – bei Fernzugriff auf Krandaten muss gewährleistet sein, dass keine Manipulation von außen erfolgt (insbesondere, da Kransteuerungen potenziell sicherheitskritisch sind). Das Implementierungsmodell sollte daher mit der IT-Abteilung und OT-Sicherheit abgestimmt werden.

• Skalierbarkeit: In kleinen Unternehmen könnte das System „überdimensioniert“ wirken; dort wird man abwägen, ob vielleicht einfachere Lösungen reichen. In sehr großen Unternehmen wiederum stellt sich die Frage der Skalierbarkeit: Hunderte Krananlagen bringen große Datenmengen. Performance und Übersichtlichkeit der Software werden dann zum Thema. Hier helfen Hierarchien oder Cluster (z. B. nach Standort, Hallen). Die Fallstudien deuteten das an, blieben aber unter der Schwelle, wo echte Big-Data-Probleme auftreten. In Zukunft, mit massenhaft Sensordaten (Stichwort IoT), muss man aufpassen, relevante von irrelevanten Daten zu trennen, sonst droht ein Information Overload für die Nutzer.

• Change Management: Organisatorisch muss ein solcher Wandel gut gemanagt werden. Ältere Techniker könnten misstrauisch sein, ob das System sie überwacht oder bevormundet. Daher ist Transparenz und Einbindung wichtig: Bereits beim Einrichten der Checklisten sollten die erfahrenen Kräfte gefragt werden, was sinnvoll ist. Erfolge sollten kommuniziert werden („Dank eurer Eingaben konnten wir Ausfall X verhindern“), um Motivation zu schaffen. Die Schulungsphase muss ausreichend sein, damit jeder sicher mit dem neuen Tool umgehen kann. Hier kann auch Gamification helfen: etwa ein internes Benchmarking, wer seine Wartungen pünktlich erledigt (sichtbar im System), um einen gewissen sportlichen Ehrgeiz zu wecken – aber das nur am Rande.

Aus wissenschaftlicher Sicht stellt die Umsetzung des Modells ein Beispiel für die fortschreitende Digitalisierung im Facility Management dar. Es zeigt, wie Prinzipien aus dem Bauwesen (BIM) und aus der Instandhaltung (Predictive Maintenance) zusammengeführt werden können. Interessant wäre es, das Modell weiter zu evaluieren, etwa durch KPIs (Key Performance Indicators) vor und nach Einführung zu vergleichen: Unfallraten, Verfügbarkeiten, Instandhaltungskosten etc. So ließe sich quantitativ untermauern, was qualitativ in den Fallstudien beobachtet wurde.

Eine Herausforderung für die Forschung ist die generalisierte Übertragbarkeit: Unsere Betrachtung fokussierte Krananlagen – ein spezielles Anwendungsfeld. Ähnliche Modelle könnten auf andere produktionsnahe Anlagen ausgedehnt werden (z. B. Flurförderzeuge, Aufzüge in Sonderbauten, große Energieanlagen in Werken). Die Anpassbarkeit des VDI-3805-Frameworks scheint gegeben, denn es ist ja grundsätzlich offen für Erweiterungen. Hier könnten weitere Habilitationsschriften anknüpfen und untersuchen, wie universell das Konzept als Brücke zwischen Bauwesen und Industrieanlage funktioniert.

• DGUV Vorschrift 52 "Krane": Unfallverhütungsvorschrift, regelt Aufstellung, Ausrüstung, Betrieb, Prüfung und Wartung von Krananlagen. Schreibt u. a. regelmäßige Prüfungen (jährliche Sachkundigenprüfung, wiederkehrende Sachverständigenprüfungen) und Betreiberpflichten vor. Zentrale Rechtsgrundlage für Arbeitssicherheit bei Kranen in Deutschland.

• Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV): Verordnung, die allgemein die Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren sichere Benutzung regelt. Für Krane gelten besondere Anforderungen, z. B. Gefährdungsbeurteilung vor Inbetriebnahme, Ermittlung von Prüfintervallen nach TRBS 1201. BetrSichV verweist auf Technische Regeln (TRBS) und DGUV-Vorschriften zur Konkretisierung.

• DIN EN 13001 (Teile 1–3): Europäische Normenreihe „Kräne – Konstruktion allgemein“. Definiert grundlegende Sicherheitsanforderungen, Belastungsannahmen, Nachweisführung für tragende Strukturen und Hubwerke. Wichtige Begriffe: z. B. Ermüdungsfestigkeit, Teilsicherheitsbeiwerte. Grundlage für kranbezogene Konstruktion und Abnahmen.

• DIN EN 14492 (Teile 1–2): „Kräne – kraftgetriebene Winden und Hubwerke“. Legt Anforderungen speziell an Hebezeuge fest, inkl. Seilwinden, Kettenwinden (Teil 1) und Hubwerke (Teil 2). Enthält Einstufung der Hubwerke in Triebwerksgruppen (ISO 4301) und Anforderungen an Bremsen, Steuerung, Seile. Relevant für Auswahl und Auslegung von Kranhubwerken.

• DIN EN 15011: „Kräne – Brücken- und Portalkrane“. Fachnorm für Laufkrane, definiert besondere konstruktive und sicherheitstechnische Anforderungen (z. B. Endanschläge, Fahrwerksmaße, Pufferenergien, Sichtfelder für Bediener). Wichtig bei Beschaffung/Abnahme von Hallen- und Portalkranen.

• DIN EN 13849 (Teile 1–2): Norm zur funktionalen Sicherheit von Maschinensteuerungen. Legt Kategorien/Performance Level für Steuerungssysteme fest. Für Kransteuerungen sind bestimmte Funktionen (Not-Halt, Überlastschutz) nach EN 13849 zu realisieren. Bei Modernisierung der Steuerung ist diese Norm zu beachten.

• VDI 3810: Richtlinie „Betreiben und Instandhalten von gebäudetechnischen Anlagen“. Allgemeine Betreiberverantwortung, Empfehlungen für sicheren und wirtschaftlichen Betrieb inkl. Instandhaltung. Nicht spezifisch für Krane, aber Prinzipien übertragbar (Wartungsplanung, Dokumentation, Betreiberorganisation).

• VDI 3805: Richtlinie zur digitalen Produktdatenbeschreibung in der TGA. Standardisiert alphanumerische und geometrische Datenformate für Komponenten (Heizung, Lüftung etc.). Basis für Datenaustausch in CAD/BIM. In Arbeit, um Krananlagen als neue Komponente aufzunehmen (im Rahmen dieser Habilitationsarbeit vorgeschlagen).

• ISO 16757: Internationale Norm in Entwicklung, basiert auf VDI 3805, allgemein „Datenstrukturen für elektronische Produktkataloge gebäudetechnischer Anlagen“. Perspektivisch relevant, um Kran-Datenmodelle international nutzbar zu machen.

(Die obige Liste ist nicht vollständig; weitere Normen wie DIN 4132 (Kranbahnen – Berechnung und Ausführung), TRBS 2121 (Gefährdung von Personen durch Absturz – z. B. Arbeiten an Kranen) und diverse VDI/VDMA-Informationen ergänzen das Bild. Für die Zwecke dieser Arbeit wurden die wichtigsten direkt einschlägigen Regelwerke zusammengefasst.)

Die folgende Checkliste (Auszug) zeigt typische Prüfpunkte, wie sie im CAFM-System für eine jährliche Sachkundigenprüfung hinterlegt werden könnten.

• Visuelle Kontrolle Krantragwerk: Prüfen auf Verformungen, Risse, Korrosion an Hauptträgern, Endwagen, Kranbahnpuffern. Befund: ____ (OK/Nicht OK; Kommentar: ___)

• Laufwerke und Endanschläge: Kontrolle der Kran- und Katzfahrwerke, Spurmaße, Zustand der Räder, Funktion der Endabschalter (Fahrwegbegrenzung). Befund: ____

• Hubwerk und Seil/Kette: Sichtprüfung des Seils/der Kette auf Bruchstellen, Korrosion, Schmierung. Messen des Seildurchmessers (Verschleißmaß). Prüfung Seilbefestigung und Trommel. Befund: ____ (Seildurchmesser Ist: ___ mm; Vergleich Nenn: ___ mm)

• Bremsen: Funktionsprüfung der Hubwerksbremse und Fahrbremsen (ggf. durch Lastprobe: Last halten, Abbremsen aus Fahrt). Bremseinstellwege kontrollieren. Befund: ____ (Bremsprobe mit Last XYZ kg erfolgreich ja/nein)

• Haken und Anschlagmittel: Untersuchung des Kranhakens auf Risse (magnetpulver oder visuell), Maßkontrolle Maulöffnung, Sicherungseinrichtung (Sicherungsriegel) vorhanden und gängig. Befund: ____ (Maulweite Ist: ___ mm, max. Soll: ___ mm)

• Elektrische Anlagen: Überprüfung der Stromzuführung (Schleifleitungen oder Kabeltrommel) auf Schäden, Funktion der Endschalter, Not-Halt-Taster auf Kran und Funk. Isolationstest der Motoren (Megger-Messung). Befund: ____ (Isowiderstand: ___ MΩ)

• Schutzeinrichtungen: Vorhandensein und Zustand von Geländern, Laufstegen, Absturzsicherungen auf dem Kran gemäß DGUV 52 § 9 (z. B. Geländer auf Kranbrücke bei über 1 m Sturzhöhe) prüfen. Befund: ____

• Dokumentation Prüfbuch: Prüfung, ob alle Änderungen und letzte Prüfungen im Prüfbuch/Digitaldatensatz erfasst sind. Befund: ____ (aktualisiert ja/nein)

• Funktionsprüfung unter Last: Probefahrt des Krans mit Nennlast oder Prüflast: Heben, Senken, Kranfahren, Katzfahren – ruckfreier Betrieb, keine ungewöhnlichen Geräusche, Not-Halt ausgelöst – Kran stoppt wie vorgesehen. Befund: ____

• Abschlussbewertung: Kran ist sicher zum Weiterbetrieb bis /(Monat/Jahr) unter der Bedingung, dass festgestellte Mängel (siehe Anmerkungen) behoben werden. Gesamturteil: ___ (zb. "Betrieb sofort einzustellen bis Mangel X behoben").

Diese Prüfliste wird digital ausgefüllt. Bei “nicht OK” Befunden erzeugt das System automatisch einen Mangelbericht und ggf. einen Instandsetzungsauftrag. Fotos können direkt an die jeweiligen Prüfpunkte angehängt werden (z. B. Foto vom Riss am Haken).

• Hersteller liefert VDI 3805 XML für Kran ->

• Planungssoftware (BIM) importiert XML, erstellt Kranobjekt in 3D ->

• BIM-Modell wird erweitert um PropertySet "Kran" (alle Attribute) ->

• Nach Bau: As-built Daten (Seriennr., Prüfdaten) fließen ins BIM-Objekt ein ->

• CAFM-System importiert Kranobjekt via IFC/Database, legt Anlage an ->

• CAFM generiert Wartungs- und Prüfaufträge, speist Termine zurück ins BIM (Optionale Visualisierung) ->

• Instandhaltung führt Arbeiten aus, erfasst Ergebnisse im CAFM (mobil) ->

• CAFM aktualisiert Kranstatus (z. B. "geprüft bis..."), Dokumente (Berichte als PDF) verlinkt ->

• Echtzeitmonitor (optional) liest Sensordaten vom Kran (über IoT Gateway) und zeigt Zustand im CAFM/BIM-Dashboard ->

• Management entnimmt Kennzahlen (Berichte, KPIs) aus dem CAFM für strategische Entscheidungen.

Diese Schleife wiederholt sich kontinuierlich über den Lebenszyklus. Bei Umbauten kehrt man zu Schritt 1/2 zurück (neue Herstellerdaten für neues Teil, Aktualisierung BIM, dann CAFM).