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Dass Zeit Geld ist, ist ja wohl mittlerweile hinreichend geklärt. Nur: wessen Zeit und wessen Geld? Wenn der Auftraggeber möglichst schnell für möglichst wenig Geld einen Tunnel gebaut haben möchte, der Auftragnehmer aber möglichst viel Geld für möglichst wenig Aufwand haben will, dann scheiden sich schon mal die Geister. Mit dem zeit- und leistungsbasierten Vergütungsmodell „StilfOs“ könnten Bauvorhaben für beide Parteien kosteneffizienter und produktiver abgewickelt werden, weiß Dr. Michael Werkl von der BWI Beratende Wirtschaftsingenieure für Bauwesen GmbH.

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Ich war nie ein Fan von Gruppenarbeiten. Mehrere Arbeitsweisen unter einen Hut zu bringen, sind schon schwierig genug, aber wenn dann auch noch jedes Gruppenmitglied ein anderes Ziel hat (persönlich gehöre ich zur Fraktion „4 gewinnt“, die einen positiven Abschluss mit möglichst wenig Aufwand anstrebt; in jeder Gruppe scheint es aber aus irgendeinem Grund auch Mitglieder der „Wir wollen 100 Prozent Partei“ sowie der Liste „Jetzt sage ich aber bei der Präsentation einen Satz mehr als du, das ist doch ungerecht“ zu geben), wird es wirklich kompliziert.

Ähnlich gestaltet es sich bei Bauvorhaben. Während der Auftraggeber sein Projekt möglichst kostengünstig abwickeln will, möchte der Auftragnehmer einen möglichst hohen Preis für seine Leistung erhalten.  „In diesem Spannungsfeld entwickelt sich – zumeist ausgehend vom Auftraggeber – ein Vergütungs- und Vertragsmodell, das die gegenlaufenden Interessen der beiden Vertragsparteien bestmöglich ausgleichen sollte. Durch die zunehmende Anzahl an Streitigkeiten um Vergütungsfragen am Bau zeigt sich jedoch, dass herkömmliche Modelle den Austausch von Leistung und Vergütung oftmals nicht optimal regeln können“, weiß Dr. Werkl.

Eine Alternative muss her

Stattdessen braucht es also eine Alternative, die in Werkls Augen im Optimalfall auf Anreizen statt auf Strafen basiert. Eine solche Methode ist das StilfOs-Modell. „Die Anwendung von StilfOs ist grundsätzlich dann zu empfehlen, wenn zeitabhängige Vergütungselemente einen wesentlichen Teil der Leistung ausmachen. Dies ist insbesondere bei Spezialtiefbauarbeiten der Fall. So hat sich der erfolgreiche Einsatz schon bei vielen Injektionsbaustellen für beide Vertragsparteien bezahlt gemacht.“

[Anm.: Zeitabhängige Faktoren sind vereinfacht gesagt Dinge (neben Gerätekosten auch Personen), für die ein Stunden- oder Monatssatz verrechnet wird, deren Verwendung also teurer wird, je länger man sie benötigt.]

Zugegeben, der Name geht nicht unbedingt ins Ohr. StilfOs setzt sich zusammen aus Stilfontein Goldmine in der ehem. Provinz Transvaal in Südafrika und dem Oswaldibergtunnel in Kärnten, wo es in Österreich 1987 zum ersten Mal zum Einsatz kam. Wie wäre es stattdessen mit MEFA (Monetäre Einsparungen Für Alle)? Nett klingt auch mein persönlicher Favorit, ProST (produktiver Spezialtiefbau). Oder natürlich LoVe (Leistungsorientiertes Vergütungssystem)?

Am ungewöhnlichen Namen liege es aber jedenfalls nicht, dass sich das Modell anderen gegenüber bislang nicht durchsetzen konnte, meint Dr. Werkl. „Grund dafür ist meines Erachtens die Tatsache, dass das Modell oftmals vielleicht zu kompliziert erklärt wurde. Diejenigen, die das Modell angewandt hatten, berichten aber allesamt von Vorteilen für beide Vertragspartner“ betont Dr. Werkl, der bereits seine Diplomarbeit an der Technischen Universität (TU) Graz der Thematik widmete.

Herausforderung angenommen! Wir machen StilfOs massentauglich und starten mit einer Erklärung, die auch die Sendung mit der Maus vor Neid ganz blass werden lässt!

StilfOs einfach erklärt

Um das Modell also möglichst einfach und dennoch anschaulich zu erklären, haben wir es vom Spezialtiefbau auf einen anderen Lebensbereich übertragen, nämlich eine simple Wohnungssanierung:

Die übliche Herangehensweise wäre, dass ich einen Baumeister beauftrage, der mir einen pauschalen Kostenvoranschlag erstellt, den ich annehme. Hier besteht für ihn das Risiko darin, dass sich die Umbauarbeiten verzögern oder schwieriger gestalten, als ursprünglich von ihm geplant, und sich somit sein Stundenlohn verringert. Alternativ zu einem Kostenvoranschlag könnte er mir also einen Stundensatz bieten. Dann habe aber ich als Auftraggeber möglicherweise das Problem, dass der Baumeister durch seine besonders langsame Arbeitsweise die Arbeiten hinauszögert und die Kosten für mich steigen.

Würden wir meine Renovierungsarbeiten hingegen nach dem StilfOs Prinzip gestalten, könnten sich die Kosten vereinfacht auf drei Punkte aufteilen:

1. 1. Pauschale
2. Es gibt eine Grundpauschale, die gewisse Standardleistungen einmalig abdeckt (beispielsweise die Planung, die Beauftragung der unterschiedlichen Gewerke, das Anliefern der Materialien in meiner Wohnung und die abschließende Reinigung. Alles sehr gut planbar.)

2. 2. Zeitabhängige Faktoren wie Geräte & Personal
   Für diese wird grundsätzlich ein gewisser Stundensatz verrechnet. Soweit nicht ungewöhnlich. Allerdings liegt hier der verrechnete Stundensatz unter den Selbstkosten des Baumeisters.
   So zahlt der Baumeister beispielsweise selbst 100 Euro/Stunde für seinen Bodenleger, mir verrechnet er aber zeitabhängig nur 70 Euro. Auf den ersten Blick also ein Verlustgeschäft für ihn.
4. Aber die Differenz geht natürlich nicht verloren – denn sie wird als Zuschlag mitgenommen in die nächste Rechnungsposition, die Leistung:

3. 3. Leistung
   Die Leistung umfasst alle Komponenten wie z.B. die verlegten Quadratmeter Parkett und wird erst abgerechnet, wenn tatsächlich eine Leistung erbracht wird.
   Kann also der Bodenleger gerade keine Leistung erbringen (weil ich mich nicht darum gekümmert habe, dass es Strom gibt ODER weil der Baumeister lange mit ihm Urlaubsfotos austauscht), fällt auch keine Leistung an.
   Sobald die Leistung erbracht wird, also der Boden verlegt ist, wird eine Vergütung pro Quadratmeter PLUS der durch die zeitabhängigen Faktoren berechnete Zuschlag fällig.

 

Ich bin also sehr motiviert, für einen reibungslosen Ablauf der Baustelle zu sorgen und notwendige Entscheidungen schnell zu treffen – denn sonst zahle ich unnötig für zeitabhängige Faktoren (Pkt. 2).

Der Baumeister ist aber ebenso daran interessiert, produktiv zu arbeiten, da er für die rein zeitabhängigen Faktoren unter seinen Selbstkosten arbeitet – also Verlust macht, wenn er diese nicht durch den entsprechenden Aufschlag auf die Leistungen wieder wettmachen kann (Pkt. 3).

Durchgerechnet am Beispiel des Bodenlegers könnten die Kosten für die Sanierung also wie folgt aussehen:

* Dieser Punkt berechnet sich aus der verlegten Menge Parkett (50m2) in Kombination mit der Umlage (30 Euro) -also 1.500 Euro- PLUS die jeweiligen verrechneten Kosten Arbeitszeit an mich durch den Bauherrn (also 70 Euro für Variante 1, 350 Euro für Variante 2 und 700 Euro für Variante 3).

 Sehr schön erkennbar: Wenn die Arbeiten länger dauern, wird es für alle Beteiligten teurer. Je produktiver gearbeitet wird, umso besser für alle.

Einfach in Einheitspreisverträge einbauen

StilfOs kann problemlos in einen Einheitspreisvertrag im Rahmen einer Ausschreibung implementiert werden. „Es werden die wesentlichen Leistungspositionen herausgegriffen, wobei die Umlage der zeitabhängigen Anteile in der gewählten Höhe dann auf diese Positionen erfolgt. Abgerechnet werden also wiederum Einheitspreise, die durch die Umlage des StilfOs Modells entsprechend modifiziert wurden“ so Dr. Werkl. Der Aufwand halte sich „in Grenzen, wenn man die zeitbezogenen Kosten auf die wesentlichen Leistungspositionen umrechnet.“

No Risk, much fun

Es spricht also alles für StilfOs. Wieso wird es dennoch noch nicht mehr verwendet? Hier kommt der Faktor Mensch ins Spiel. „Die Bewertung von Risiko ist in der Praxis stets nur durch die Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeiten (Eintrittswahrscheinlichkeiten) möglich, was uns Menschen entsprechend schwer fallen dürfte“, weiß Dr. Werkl. Die Folge sind irrationale Entscheidungen, aus dem Bauch heraus gefällt.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, an einen Bodenverleger zu geraten, der nicht realisiert, dass er selber auch draufzahlt, wenn er unproduktiv arbeitet? In der Realität sehr gering, im Kopf des Auftraggebers aber (zum Beispiel aufgrund negativer persönlicher Erfahrungen) sehr viel höher. Das Gleiche gilt für den Handwerker, der vielleicht bei seinen letzten drei Baustellen mit unkooperativen Kunden zu tun hatte, aufgrund derer er dem aktuellen Auftraggeber gegenüber negativ eingestellt ist. Dabei sind bei dem StilfOs-Vergütungsmodell beide Parteien an einer produktiven Arbeit interessiert sind, weil sie sonst beide draufzahlen.

„Wir haben bei der Erhebung des Risikobewusstseins in Bezug auf Vergütungsmodelle festgestellt, dass viele Akteure bei unsicheren Entscheidungen auch tatsächlich irrationale Entscheidungen treffen. Der Umgang mit dem Thema Wahrscheinlichkeit ist eben für viele Menschen sehr schwierig und nicht immer werden dabei logische Entscheidungen getroffen“, so Dr. Werkl. „Da die Interessen bei alternativen Vergütungsmodellen wie eben StilfOs gleichgeschaltet werden, kann aber das Gesamtrisiko für beide Vertragsparteien minimiert werden.“

Gemeinsam in die Zukunft

Die Aufgabe der zwei Vertragspartner ist es also im Grunde, sich auf die Höhe der Umlage und die gemeinsam festzulegenden Ressourcen zu einigen. Die Festlegung ist aber nur dann erfolgreich, wenn auch der Auftraggeber über technisches und betriebliches Know-How verfügt, weiß Dr. Werkl.  Umgelegt auf die Gruppenarbeiten während meiner Studienzeit: Wenn alle Teilnehmer das win-win-Ziel verfolgen, steigen sie am Ende auch besser aus.

Ein partnerschaftlicher Zugang nicht nur in diesen monetären Belangen werde in Zukunft in der Baubranche immer mehr an Bedeutung gewinnen, ist sich Dr. Werkl sicher.

Unser Beitrag zeigt: Bei komplexen Arbeiten ist ein alternatives Modell für alle vorteilhaft. Dass sich die Baubranche in Richtung einer partnerschaftlichen Projektabwicklung entwickelt, konnte Dr. Werkl bereits beobachten. Konkret macht er diese Entwicklung daran fest, dass beispielsweise die Österreichische Bautechnikvereinigung ÖBV im Mai 2021 eine Richtlinie für alternative Vertragsmodelle veröffentlich hat, in der auch das StilfOs-Modell erwähnt wird.

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Wer mehr über StilfOs wissen möchte, liest am besten Dr. Werkls Beitrag darüber in der Dezember-Ausgabe des VÖBU-Magazins 2020

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Über Dr. Michael Werkl:

Michael Werkl faszinierte schon während des Studiums an der TU Graz (Wirtschaftsingenieurwesen – Bauwesen) die Schnittstelle von Technik und Wirtschaft. Wie viele andere wurde auch er durch die Vorlesungen von Professor Gert Stadler (brachte StilfOs nach Österreich und an die TU Graz …) zum Spezialtiefbau verführt, wo er mit Insond/Züblin spannende Projekte in Europa abwickeln konnte (so auch das ein oder andere Projekt mit unserem Geschäftsführer Philipp).

Besonders hat ihn am Spezialtiefbau das Thema Risiko interessiert, was schließlich dazu führte, dass er noch zusätzliche vier Jahre an der TU Graz mit einer entsprechenden Dissertation verbrachte, um zu untersuchen, wie Menschen mit der Abschätzung von Wahrscheinlichkeiten und Risken umgehen.

Der Einstieg in die bauwirtschaftliche Beratung erfolgte direkt im Anschluss und führte nach Ablegung der Prüfung zum Sachverständigen zur Gründung der BWI Beratende Wirtschaftsingenieure für Bauwesen GmbH, die er nun als geschäftsführender Gesellschafter leitet. Sein Schwerpunkt ist dabei die bauwirtschaftliche Begleitung von Projekten und die gutachterliche Arbeit bei internationalen Schiedsverfahren. Dabei engagiert sich Dr. Werkl als Autor von Fachpublikationen und bei Vorträgen zu bauwirtschaftlichen Fragen.

Der passionierte Tennisspieler ist verheiratet, hat zwei Kinder, wohnt und arbeitet – wenn nicht gerade international unterwegs – in Graz.

Zu viel des Guten? Gibt es auch bei Injektionen. Wenn zu viel Material in einen Riss verpresst wird, kann der Spalt noch weiter aufreißen. Gemeinsam mit der TU Graz versuchen wir im Rahmen des Forschungsprojektes HYJACK herauszufinden, wann der Punkt erreicht ist, an dem man sagen sollte: Aus, Schluss, Basta.

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Einen Tunnel zu bauen klingt für den Laien recht einfach: Man nehme eine Schaufel und grabe ein Loch in einen Berg. So, wie die Gebrüder Dalton es in den Lucky Luke-Comics in regelmäßigen Abständen getan haben, um aus dem Gefängnis auszugraben. Naturgemäß gestaltet sich die Sache aber längst nicht so simpel, und wären die Daltons auf ihrer Flucht tatsächlich so vorgegangen, wäre der Tunnel über ihren Köpfen vermutlich zusammengebrochen und Morris und Goscinny hätten sich neue Gegenspieler für ihren Cowboy ausdenken müssen.

Damit der Berg beim Tunnelbau stabil bleibt, nicht einstürzt und kein Wasser zutreten kann (auch kein schönes Ende für die vier ungleichgroßen Brüder), greift man in der Realität also auf Injektionen zurück, mit denen die kleinen aufreißenden Stellen gefüllt werden.

Klingt noch immer zu einfach, um wahr zu sein?

Ist es auch. Denn wenn zu viel Material oder mit zu viel Druck verpresst wird, werden die Risse nicht gefüllt, sondern im Gegenteil noch weiter vergrößert. So werden mehr Ressourcen benötigt, die Injektionszeiten sind länger, als sie sein müssten, und die Bauarbeiten verzögern sich.

Wann aber ist der Punkt erreicht, an dem zu viel zu viel ist und man das Verpressen besser sein lassen sollte? Genau dieser Fragestellung gehen wir seit Juni 2020 gemeinsam mit der Technischen Universität (TU) Graz in einem Forschungsprojekt auf den Grund.  Unser Bauingenieur und Entwickler Cesare Schwabl hat dafür der TU Graz im August einen Besuch abgestattet und sich einen Überblick über den Stand der Dinge verschafft.

Point of no return

„Wir wollen herausfinden, ob man an den Messdaten ablesen kann, wann der Punkt erreicht ist, an dem es genug ist und man am besten den Vorgang beenden sollte“, erklärt er. Das Thema beschäftigt uns schon einige Jahre, Ansätze dazu wurden bereits beim Nordic Grouting Symposium 2019 vorgesellt. Von Seite der TU wird das Projekt HYJACK von Projektleiter Scott Kieffer vom Institut für Angewandte Geowissenschaften sowie Versuchsleiter Manfred Blümel vom Institut für Felsmechanik und Tunnelbau begleitet.

„Für uns ist es wichtig, die Daten, die wir verarbeiten, auch im Detail zu kennen und vor allem auch zu verstehen“, betont eguana-Geschäftsführer Philipp Maroschek. „Deshalb untersuchen wir mit unseren Kunden, Partnern und Forschungseinrichtungen auch Bauprozesse. Dadurch kennen wir die Herausforderungen unserer Kunden besser und können ihnen dadurch besser helfen bzw. deren Herausforderungen gemeinsam mit ihnen meistern.“

Der Versuchsaufbau von HYJACK besteht vereinfacht gesagt aus einem Steinzylinder, der in zwei Teile geschnitten wurde. Die obere Hälfte wird mit Druck an die untere Hälfte gedrückt. Ein Hohlraum verläuft mittig durch die untere Hälfte und wird im Verlauf des Versuchs mit Wasser gefüllt. Wenn so genug Druck entsteht, hebt sich der obere Zylinder trotz Gegendruck leicht vom unteren ab. Mit einer Reihe von Sensoren wird dieser Zeitpunkt sowie der aufgebrachte Durchfluss und Druck genau dokumentiert und analysiert und gibt somit Aufschluss darüber, wann die Injektion abgebrochen werden sollte.

Nachhaltig besser

Die Versuchsreihe läuft noch bis Ende 2021 – bis dahin werden weitere Versuche durchgeführt und von uns Daten gesammelt und analysiert. Ziel unserer gemeinsamen Forschungsarbeit ist die Entwicklung eines Algorithmus, der das Aufreißen von Klüften bei Injektionsprozessen frühzeitig erkennt und steuernd eingreift, statt sie nur im Nachhinein zu korrigieren, wie es aktuell gehandhabt wird. So soll der Tiefbau in Zukunft qualitativ hochwertiger und die Ressourcen nachhaltiger eingesetzt werden.

Bei unseren Blogbeiträgen fühlt er sich ein bisschen an „Die Sendung mit der Maus“ erinnert, schwelgt Jan Onne Backhaus im Gespräch mit eguana in Kindheitserinnerungen. Um den Ansprüchen an einfach aufbereitete wissenschaftliche Information gerecht zu werden, haben wir uns für unseren aktuellen Beitrag mit dem Diplombauingenieur über evolutionäre Algorithmen unterhalten – und zwar so, dass es von der Genetikerin über den Informatiker bis hin zum Volksschulkind alle verstehen.

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Als die Herzkönigin zur kleinen Alice sagte „Hierzulande musst du so schnell rennen, wie du kannst, wenn du am gleichen Fleck bleiben willst“, dachte sie bestimmt nicht an Evolution, Autor Lewis Caroll aber schon. Biologe Leigh Van Valen hat letztlich aus der Aussage 1973 eine evolutionsbiologische Theorie geschaffen, nach der sich Organismen in einem ständigen „Wettrüsten“ miteinander befinden. Auch für die Baubranche ist es an der Zeit, mit der Zeit zu gehen, dachte sich Onne und entwickelte kurzerhand einen Algorithmus, der effizientere Abläufe und genauere Prognosen für den Baubereich erstellt.

Evolution ist ja eigentlich ganz einfach erklärt eine Weiterentwicklung, also wenn sich Merkmale einer Population im Laufe von Generationen verändern und diese durch Selektion, Rekombination und Mutation im Optimalfall immer besser werden. Das Prinzip wird dabei meistens im biologischen Sinne verstanden, lässt sich aber auch auf andere Bereiche anwenden, beispielsweise eben die Baustelle. „Bei evolutionären Algorithmen geht es darum, ein Problem auf die Art und Weise zu lösen, wie es auch die Evolution tut“, erklärt Onne anhand eines leicht verständlichen Beispiels: „Angenommen, man würde als Hundezüchter Hunde mit ganz besonders langen Beinen züchten wollen. Dann würde man sich aus den Hunden, die man hat, jene aussuchen, die bereits sehr lange Beine haben und diese miteinander kreuzen. Aus den Welpen dieser Elterngeneration würde man im nächsten Schritt dann wieder jene Individuen auswählen, die die längsten Beine haben und diese wieder miteinander Kreuzen.“

„Das Verfahren nähert sich der optimalen Lösung mit zunehmender Anzahl an Iterationen an. Hierbei ist es wichtig zu verstehen, dass wir am Ende in der Regel zwar sehr gute Lösungen erhalten, optimale Lösungen im mathematischen Sinn sind es oft jedoch nicht. Das müssen sie im Bauingenieurwesen aber häufig auch nicht sein. Es reicht meist, wenn sie nahezu optimal sind“, betont Onne.

Spiel, Satz, Sieg

Eine Technik, die im Baubetrieb immer wieder zum Einsatz kommt, ist die sogenannte Monte-Carlo-Simulation, benannt nach den berüchtigten Casinos von Monaco. Die Methode wurde in den 40er Jahren von Wissenschafter Stanislaw Ulam entwickelt, dem der Gedanke dazu kam, als er eine Runde Solitaires spielte und sich fragte, wie hoch die Chancen eines erfolgreichen Canfield-Solitaire (ein Casino-Spiel mit sehr geringen Gewinnchancen) mit 52 Karten waren. „Nachdem ich viel Zeit damit verbracht hatte, sie durch reine kombinatorische Berechnungen abzuschätzen, fragte ich mich, ob eine praktischere Methode als „abstraktes Denken“ nicht darin bestehen könnte, sie hundertmal darzustellen und einfach die Anzahl der erfolgreichen Spiele zu beobachten und zu zählen. Dies war bereits mit Beginn der neuen Ära der schnellen Computer vorstellbar“, wird Ulam in „Stan Ulam, John von Neumann, and the Monte Carlo method“ zitiert (Eckhardt, Roger (1987)).

Die Technik löst Probleme, die analytisch gar nicht oder nur mit sehr großem Zeitaufwand zu lösen wären, mit einer großen Anzahl an Zufallsexperimenten. „Angenommen wir haben eine Baustelle“, bringt Onne erneut ein Beispiel. „Dann werden auf dieser Baustelle sehr viele unterschiedliche Tätigkeiten ausgeführt. Diese Tätigkeiten oder Prozesse dauern aber nicht immer gleich lang. Manchmal regnet es und es dauert länger, ein andermal ist das Team sehr motiviert und der Bauprozess verkürzt sich. Die Prozesse weisen häufig eine große Abhängigkeit untereinander auf. So kann das Dach einer Halle beispielsweise erst dann gebaut werden, wenn die Wände bereits stehen. Das macht es sehr schwierig, die mittlere zu erwartende Gesamtbaudauer abzuschätzen, auch wenn einem die stochastische Verteilung der Einzelprozesse bekannt ist. Hier kommt die Monte-Carlo Simulation ins Spiel. Im Rahmen der Simulation berechnen wir sehr viele Gesamtbauzeiten, wobei wir in jedem Durchlauf die zufällige Dauer jedes Einzelprozesses neu aus einer Menge möglicher Prozesszeiten ziehen. Das Ergebnis sind dann sehr viele, theoretisch mögliche Gesamtbauzeiten. Bei der Monte-Carlo Simulation gehen wir davon aus, dass sich solche Gesamtbauzeiten, die wir sehr häufig berechnet haben, auch mit erhöhter Wahrscheinlichkeit realisieren. Um die voraussichtliche, mittlere Gesamtbauzeit zu berechnen, müssen wir also nur noch den Mittelwert der berechneten Lösungen errechnen.“

Von der Theorie in die Praxis

Die theoretische Überlegung in der Praxis zu erproben, sei aber gar nicht so leicht, so Onne. Für die Simulation müssen Eingangsdaten erhoben und digitalisiert werden. „Es ist also notwendig, diese entweder selbst zu erheben oder jemanden zu finden, der dies bereits tut – und auch bereit ist, seine Daten zu teilen. In meinem ganz konkreten Fall hatte ich das Glück, auf einer Konferenz einem Projektleiter der Renesco GmbH, Sewerin Sabew, über den Weg zu laufen. Dieser hat mir von seinem Injektionsprojekt im Tunnel Feuerbach und der Zusammenarbeit mit eguana erzählt.“

Im Rahmen des Bauprojektes Stuttgart 21 führt ein zweiröhriger Tunnel von Stuttgarts Hauptbahnhof zum Bahnhof Feuerbach. Der Tunnel liegt bereichsweise im anhydritführenden Gebirge, was mehrere tausende Abdichtungsinjektionen notwendig machte, um Wasserzutritte zu verhindern (wer mehr über die Abdichtungsmaßnahmen und den Tunnel Feuerbach wissen will liest am besten unseren Blogbeitrag Abdichtung im Tunnelbau: Wasser (ab-)marsch!. Von jeder dieser Injektionen sammelte eguana die Prozessparameter wie Durchfluss und Druck über SCALES und leitete automatisch entsprechende Herstell- und Nebenprozesse ab. Gemeinsam mit diversen Metadaten wurden diese Onne tagesaktuell in einem entsprechenden Format in einer eigenen Cloud zur Verfügung gestellt. „Insgesamt wurde sekundengenau dokumentiert, was jede Pumpe zu jeder Sekunde des Projektes gemacht hat.“ Onne war sofort klar, dass hier ein wahrer Datenschatz geborgen wurde, und machte sich daran, das Potenzial der digitalisierten Daten zu nutzen.

„Ich habe zunächst ein Modell programmiert, das in der Lage ist, die Bauzeiten und Baukosten der über 300.000 Injektionen vorherzusagen. Das Modell arbeitet mit statistischen Verteilungen für die Dauer der Einzelprozesse (Injizieren, Versetzen der Pumpen, etc.) und berücksichtigt auch Wartungszyklen oder Ausfallzeiten, zum Beispiel auf Grund von technischen Problemen.“ Eine erweiterte Version des Modells geht sogar auf die Geometrie des zweiröhrigen Tunnels ein – beispielsweise könnten sich die Injektionseinheiten in der Enge des Tunnels in die Quere kommen.

Genauer als der Bauzeitplan

Onnes Modell wurde anschließend mit den realen Baustellendaten vergleichen, um festzustellen, ob die Vorhersage korrekt war und das Modell die richtigen Ergebnisse geliefert hat. „Für die Bauleiter war das total spannend“, freut sich Onne über den Anklang, den seine Arbeit fand. „Die haben die Daten bis dahin vor allem verwendet, um die vielen tausend Bohrungen zu dokumentieren, deren Qualität sicherzustellen und den Baufortschritt grob in die Zukunft zu extrapolieren.“ Aussagen über die Zukunft zu formulieren („Mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent sind wir am Tag x fertig und das kostet uns dann y Euro“) war bisher noch nicht möglich.

„Nachdem das Model gute Ergebnisse geliefert hat, ging es mit dem Optimieren los. Eine große Frage war, was denn die optimale Anzahl an Maschinen und deren optimaler Einsatzzeitraum mit Blick auf die Gesamtbauzeit und die Baukosten wäre. An dieser Stelle kamen der evolutionäre Algorithmus und die Monte-Carlo Simulation ins Spiel.“ Mit seinem Modell konnte Onne zeigen, dass die Anzahl der Maschinen zwar gut gewählt war, es in den Millionen versteckten Parameterkombinationen aber dennoch einige gab, „die das Projektergebnis noch weiter verbessert hätten. Diese Lösungen ohne Simulation zu finden, wäre so gut wie unmöglich gewesen.“

Für die Baustelle Feuerbach war maschinentechnisch der Zug schon abgefahren. Aber der Erkenntnisgewinn, was aus Datenschätzen alles geborgen werden kann und was flexiblere Modelle in Kalkulation und Bauvertrag ermöglichen, kann für künftige Projekte ein Zugewinn sein.

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Unser Dank für den heutigen Blogbeitrag gilt einerseits Jan Onne Backhaus für seine Expertise und seine Fähigkeit, komplizierteste Vorgänge in einfache Worte zu fassen – andererseits geht unser Dank auch an Ella, seine kurzbeinige Hundedame, die uns die Suche nach anschaulichen Beispielen tierisch einfach gemacht hat!

Über Jan Onne Backhaus:

Der gebürtige Hannoveraner liebt den Kulturschock – vielleicht ein Grund, weshalb er 2004 ein Auslandssemester in Wien verbrachte? Seinen Horizont erweitert der Diplombauingenieur, MBA und Doktorand der Technischen Universität Hamburg aber nicht nur in geografischer Hinsicht, sondern auch in kultureller, weshalb er in seiner Freizeit gerne Spanischkurse besucht, meditiert oder Preise bei den International Toastmasters abräumt (was zugegeben nichts mit gerösteten Weißbrotscheiben zu tun hat, sondern der Name einer NPO zur Förderung der Kunst des öffentlichen Redens ist).

Seit kurzem optimiert er als Senior Consultant bei Drees und Sommer Baustellen mit Lean Construction – ein weiteres seiner Herzensthemen.

Über Ella:

Wenn sie es sich nicht gerade auf dem Sofa gemütlich macht, verbringt sie ihre Freizeit am liebsten in der Natur. Bagger zählen zu ihren größten Leidenschaften.

 

Vor ein paar Wochen haben wir eine sehr ungewöhnliche Anfrage per Mail erhalten – nämlich ob es möglich ist, Gastbeiträge für unseren Blog zu schreiben. An sich nicht abwegig – aber wenn der Aussender Küchenutensilien vertreibt und sich auf unseren Blogbeitrag zum Thema Injektionsmittel mit dem englischen Titel „patty-cake, patty-cake, patty-cake“  bezieht („truly amazing!“), dann macht uns das doch ein wenig stutzig.

Wir hüllten uns in Schweigen – bis ein paar Wochen später das nächste Mail folgte:

Nun stellte sich uns die Frage: Was passiert, wenn wir antworten? Was, wenn es sich gar nicht um ein phishing-Mail sondern um eine reale Anfrage handelt? Sollten wir dann nicht zumindest so höflich sein, Alamin über seinen Irrtum aufzuklären? Deshalb widmen wir unseren heutigen Blogbeitrag phishing-Mails und wie man am besten mit ihnen umgeht.

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Der Begriff phishing stammt (wie könnte es anders sein) aus dem Englischen und ist eine Kombination aus den Worten für „angeln“ (fishing) und „Passwort sammeln“ (password harvesting) – weil nämlich phishing-Mails das Ziel verfolgen, dem Empfänger persönliche Daten (im Optimalfall eben gleich Passwörter) zu entlocken.

Das Ganze gibt es aber natürlich nicht nur in Form von Mails, sondern auch von Webseiten, Kurznachrichten oder ganz retro in Form von Briefen.

Wir haben euch eine Liste unserer lustigsten phishing-Versuche zusammengestellt:

1.) No kangaroos in Australasia!

Ein Brief an meinen Opa von der „Bank von Ost Australasien“ über einen Gewinn von 100 Millionen Dollar. Noch lustiger als der Name des Landes war dabei der Hinweis, dass die Namen der Mitarbeiter aus Datenschutz-Gründen geändert wurden. Seems legit.

2.) God save the Queen Duchess!

Als ich dieses Mail eines schönen Morgens in meinem Posteingang fand, war meine Freude groß – wie oft hat man schon die Möglichkeit, Herzogin Kate (vormals Middleton) aus einer Notsituation zu befreien? Meine Freundin Annemarie ist vor Neid erblasst – sie ist ein großer Fan der Royals.

3.) Mr. & Mrs. Jeffry

Oh Agent Jeffrey! Bitte verzeihen Sie vielmals, dass ich Ihrem ersten Spam-Mail nicht unverzüglich nachgekommen bin!

4.) Ich gewonnen! Ich sehr glücklich!

5.) How lovely

Liebe Kateryna Lovely, irgendwie glaube ich nicht, dass wir die gleichen Hobbies haben, und ein Mann bin ich auch nicht. Aber ich wünsche dir viel Erfolg auf deiner Suche nach einem Partner.

6.) 500.000 Dollar Spende 

Die E-Mail-Adresse wirkt sehr glaubwürdig.

7.) Jackpot!

Die einzige Frage ist: Wieso hat es so lange gedauert, mich zu kontaktieren, Sheryll??

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Wir haben unsere Experten gefragt, was man also mit solchen und ähnlichen Anfragen machen soll.

Frage: Ich bekomme ein Mail, das eindeutig phishing ist – was mache ich damit? Ist der Schaden vielleicht schon angerichtet, sobald ich es geöffnet habe?
Antwort: Solange du keine Attachments öffnest, solltest du relativ sicher sein. Dafür darfst du aber natürlich auch keine PDFs oder Word Dokumente etc. öffnen. Wenn nur steht „Ihre Rechnung“ o.ä. und weiter keine Details angegeben sind und nur ein Attachment, ist der Fall ziemlich klar.

Frage: Ich bekomme ein Mail, das zwar etwas dubios wirkt, aber auch echt sein könnte – ist es gefährlich, darauf zu antworten?
Antwort: Im Zweifelsfall eher nicht antworten. Obwohl man sich natürlich auch einen Spaß daraus machen kann. Dazu gibt es einige Youtube-Videos. Es ist also eher nicht gefährlich, sondern Zeitverschwendung.

Frage: Wie kann ich sicherstellen, ob es sich um ein phishing-Mail handelt?
Antwort:

a) Schlechte Grammatik
b) Falscher (gefälschter) Absender – unbedingt im Mailheader überprüfen! Da steht zum Beispiel „Paypal Support <dsfsds@paypal.helpdesk.cn>“, aber dein freundlicher MUA (mail user agent) zeigt Dir nur „Paypal Support“ an, was ja eigentlich recht offiziell klingt
c) Attachments
d) Keine persönliche Anrede, stattdessen „Dear Friend“, „Sehr geehrter Nutzer“, ….
e) Dringender Handlungsbedarf: „Allen, die mir in der nächsten Stunde einen Betrag in Bitcoin schicken, werde ich ihn verdoppeln“ (Das war damals tatsächlich ein Twitter-Hack der Accounts von Warren Buffet, Bill Gates und Elon Musk)

Frage: Was sollte ich auf keinen Fall machen (mal abgesehen davon, meine Kontodaten herzugeben)?
Antwort: Persönliche Daten hergeben und/oder Attachments öffnen

Frage: Was erhoffen sich die Aussender davon?
Antwort: Aussender erhoffen sich dadurch entweder Geld oder Zugang zu einem Rechner, um ein Bot-Netzwerk zu betreiben. Ein Bot-Netzwerk (also ein Netzwerk auf mehreren Rechnern) kann dann folgendermaßen genutzt werden:

• *) um weitere Phishing- oder Spam-Mails zu versenden, um das Netzwerk zu vergrößern
• *) um die Rechenleistung meines Rechners nutzen, um für sich selbst Bitcoin Mining zu betreiben
• *) um Denial of Service-Angriffe durchzuführen, bei denen mehrere 1000e Rechner das Ziel angreifen und somit die normale Funktion lahmlegen. Durch die vielen Quellen lässt sich der Angriff kaum blockieren.

Frage: Soll man solche Mails irgendwo/irgendwie melden?
Antwort: Kann man, zum Beispiel hier: https://www.watchlist-internet.at. Bringt aber vermutlich nicht viel.

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Wir hoffen, mit unserem Blogbeitrag ein wenig Licht ins phishing-Dunkel gebracht und auch ein wenig unterhalten zu haben!

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PS: Das Gespräch auf unserem Titelbild hat übrigens tatsächlich genau so stattgefunden.

PPS: Alamin hat auf unsere Nachfrage, worüber er denn gerne einen Gastbeitrag schreiben würde, nicht geantwortet.

Das Glück dieser Erde liegt auf dem Rücken der Pferde? ‚Unglückliche Pferde liegen unter der Erde‘ müsste es wohl eher heißen. Eines dieser Pferde wurde in seiner letzten Ruhe gestört und von Hendrike Gramatke an die Oberfläche geholt. eguana hat bei der Bauleiterin der Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH nachgefragt, was sich sonst noch so im Berliner Untergrund verbirgt – und warum sie trotz der bewussten Entscheidung zur Arbeit in einer Männerdomäne nicht an schönen Schmucksteinen vorbeikommt.

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Hendrike arbeitet zurzeit in Berlin im Injektionsteam mit Düsenstrahlverfahren, kurz DSV oder HDI (Hochdruckinjektion). Bei diesem Verfahren wird mit sehr hohem Druck von rund 350 bar eine Wasser-Zement-Suspension in den Boden gepumpt. „Zur Vorstellung: 1bar sind 10m Wassersäule, 1bar entspricht also dem Druck von 10m tiefem Tauchen“, erklärt Hendrike. „Die Suspension wird mit einem sich rotierenden Gestänge, mit einer oder mehreren Düsen an der Seite, in den Boden injiziert“, während die Injektage langsam in die Höhe gedrückt wird, „wodurch im Regelfall ein zylinderartiger Körper entsteht.“ Dadurch werden Fundamente verstärkt und/oder der Wasserzustrom begrenzt. Wenn man viele Säulen mit Überschnitt aneinanderreiht, entsteht eine DSV-Sohle.

„Wir bohren zunächst einmal in die Tiefe, in der die Sohle beziehungsweise Säule hergestellt werden soll. Mit relativ wenig Druck wird der Weg für das Gestänge freigespült. Wenn man auf einen Widerstand trifft, merkt man nicht, ob es ein Stein oder etwas anderes ist“, so Hendrike. Besonders harte Widerstände wie Stahl bemerke man zwar, aber zwischen ähnlichem Material könne man nicht differenzieren. „Auf der Endtiefe gehen wir dann auf Druck. Da wird dann mit circa 350 bar oder mehr Suspension in den Boden gepumpt und alles an Material ausgespült, was sich im entsprechenden Bereich befindet.“

Ein ehemaliger Chef hat einmal zu ihr gesagt: „Ärzte und Spezialtiefbauer haben eines gemeinsam: Ihre Kunstfehler liegen unter der Erde.“ Aber auch sonst liegt so einiges unter der Erde, wie Hendrike schon mehrmals festgestellt hat.

Knochenarbeit

Beim Ausspülen werden nämlich unterschiedliche Sachen hochgepumpt, einige sind ihr im Gedächtnis geblieben. „Irgendwann war da mal ein Oberschenkelknochen dabei.“ So ein Rücklauf ist nicht besonders aufregend, eine graue Suppe – ein Knochen fiel allein schon wegen der Form auf (Wer kennt auch den Überraschungsmoment beim Essen in fernöstlichen Ländern, wenn einem dann die Knochen in der Suppe entgegenkommen?). Nach einer Spülung war klar – ein Oberschenkel! Diesem folgte eine Rippe, der Rippe folgte ein Beckenknochen. „Da gab es schon ein bisschen Aufregung bei uns“, erinnert sich Hendrike.

Dem Rippenknochen folgten Gutachter – diese wurden allerdings nicht ausgespült, sondern vom Bauherren über den Fund informiert. „Sie haben das Pferd angesehen und datiert, fanden es dann aber nicht so interessant wie wir anderen.“

Manchmal stößt man auf Material, das sich weder durchbohren noch ausspülen lässt. Ist das Hindernis zu hart, bricht der Bohrer ab – also eigentlich genau wie beim Heimwerken in den eigenen vier Wänden. Wenn so etwas passiert, versucht man es ein Stückchen weiter erneut. Wenn das auch nicht geht, wechselt man wieder Stelle, aber einmal ging es auch hier nicht, tiefer zu bohren. „Irgendwann haben wir festgestellt, dass sich das über eine größere Fläche zieht, und haben mit einem Bagger nachgegraben.“ Zum Vorschein kam eine Platte, das Ganze entpuppte sich als Bunker. In Berlin, wo unterirdische Bunker nicht allzu ungewöhnlich sind, „kamen dann Leute von den Berliner Unterwelten vorbei.“ Der Verein befasst sich mit Erforschung und Erhaltung unterirdischer Anlagen, organisiert Touren durch Bunker, setzt sich mit Kriegsrelikten auseinander – „sie haben aber gesagt, dass wir ihn wegreißen dürfen, weil er uninteressant ist.“

„Bei Baugruben in der Mitte von Berlin wird häufig etwas gefunden, das nicht mega gewöhnlich ist“, relativiert Hendrike. „Sprüche wie „ob das jetzt das Bernsteinzimmer ist?“ gebe es zur Genüge. Von Kollegen bekomme man regelmäßig Geschichten von spektakulären Dingen zu hören, die vor Jahren gefunden wurden.

Verwechslungs- und Explosionsgefahr

Neben Bunkern ist es in Berlin als ehemaligem Kriegsschauplatz zum Beispiel keine Seltenheit, auf Kampfmittel zu stoßen, erinnert sich Hendrike an die Geschichte eines Kollegen: „In Berlin muss vor allen Arbeiten im Boden eine Kampfmittelsondierung durch einen Feuerwehrmann ausgeführt werden.“ In dem speziellen Fall habe es zwar eine Sondierung gegeben, die keine Ergebnisse gebracht hatte, aber „als der Bagger der Erdaushub gemacht und die Erde auf den LKW geworfen hat, sah es sehr komisch aus“ – und entpuppte sich als Bombe. In Folge wurden Stadt und S-Bahn gesperrt und die Wahrscheinlichkeit bewertet, mit der der Sprengkörper hochgehen könnte, die Art der Bombe festgestellt, etc. „Die Bombe blieb zunächst auf dem LKW liegen und wurde durch die Gegend gefahren, zu einem Platz für alte Bomben.“

Was bei einer vorhergehenden Sondierung von Form und Magnetbild wie ein Kampfmittel aussieht, muss nicht immer eines sein. In Hendrikes Fall haben sich potenzielle Sprengkörper nach einer vorsichtigen Freilegung bisher immer als Feuerlöscher herausgestellt. Derartige Funde hat sie bereits drei oder vier Mal erlebt. „In Berlin gibt es durch den Krieg viele Sachen, die einfach nur zugeschüttet wurden“, erklärt Hendrike. Feuerlöscher funktionierten zwar in den 40er Jahren noch mit einem anderen Löschmittel (Tetrachlorkohlenstoff wurde bis in die 50er Jahre eingesetzt, bis man herausfand, dass er Nervensystem und innere Organe schädigt – und außerdem zum Abbau der Ozonschicht beiträgt), hatten aber bereits eine sehr ähnliche Form wie heutige.

Brunnen und Bernstein

Weniger spannend sind alte Brunnen. „Sie gehen in eine bestimmte Tiefe und sorgen dafür, dass wir unsere Sohle nicht schließen können“, so Hendrike. Das sei aber mehr lästig als spektakulär. „Letztens haben wir eine alte Batterie ausgebuddelt, aber leider noch kein Diamantvorkommen. Was aber oft vorkommt und was man in Berlin nicht erwarten würde: Wir finden oft Bernstein. Der größte, der gefunden wurde, war so groß wie ein Kinderkopf.“

Bernstein wird zwar nicht in schöner, orange-leuchtender Farbe an die Oberfläche gespült, sei aber dennoch für das geübte Auge leicht erkennbar, weiß Hendrike. Das fossile Baumharz ist immer mit Kohle verbunden, wie sie im Berliner Untergrund vorkommt. Hochgebohrte Kohle sei aufgrund der schwarzen Farbe und der faserigen Struktur nach zwei, drei Mal leicht zu identifizieren. „Da sind die Jungs dann gleich aufmerksamer.“

Foppen oder stoppen

Wenn Hendrike über einen möglichen Bombenfund informiert wird, ist ihre erste Frage „meistens, ob es stimmt oder ob sie mich gerade auf den Arm nehmen – das versucht ständig wer, wir haben ja auch alle Spaß bei der Arbeit.“ Danach wird abgeklärt, wo der Fund gemacht wurde und wer bereits informiert wurde, damit Hendrike die nötigen Schritte einleiten und die zuständigen Stellen informieren kann.

Je nachdem, wie groß der Fund ist und wo er sich im Baufeld befindet, kann man entweder an anderer Stelle weiterarbeiten, oder es kommt zu einem Baustopp – bis die jeweiligen Behörden mit ihren Untersuchungen fertig sind. „Es kommt immer darauf an, wie die Behörden reagieren. Wenn der Fund auf Interesse stößt und sie Archäologen kommen lassen, um ihn zu beschauen, dann dauert es.“ Bei Vorhaben, die für den Baubeginn zunächst einmal ein Okay der Stadtpolitik benötigen, wollen meistens alle, dass es danach so schnell wie möglich gebaut und fertiggestellt werden kann. „Niemand will, dass sich das ewig hinzieht.“ Wenn nicht gearbeitet werden kann, Personal und Geräte aber weiterhin bezahlt werden müssen, könne man sich ausrechnen, wie lange man sich einen Baustopp leisten kann, so Hendrike, die gerade eine Baugrube betreut, die eine Sohle von rund 6.500 Quadratmetern vorsieht.

Ganz schön viel Untergrund, in dem man etwas finden könnte.

Wir drücken die Daumen, dass es doch noch das Bernsteinzimmer wird!

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Liebe Hendrike, danke für deine Zeit und Expertise – und vor allem deine Geduld. Spannend, was bei einem Gespräch über DSV in Berlin so alles zum Vorschein kommt. Bunker, Bomben und Bernstein, damit hab ich wirklich nicht gerechnet.

Über Hendrike Gramatke:

Hendrike Gramatke wurde in Niedersachsen geboren, lebt aber seit Beginn ihres dualen Studiums vor mehr als zehn Jahren in Berlin. Die heute 32-jährige ist nach Abschluss ihres Studiums Bauingenieurswesen direkt zum Spezialtiefbau gekommen. Für die Arbeit in einer klassischen Männerdomäne hat sie sich damals bewusst entschieden. Ihre Liebe zu Jeans und Turnschuhen statt Röcken und High Heels macht sich bezahlt, damit würde sie auf der Baustelle wohl nicht so gut vorankommen.