Lean Construction im Tiefbau

Lean Construction zählt neben Building Information Modeling (BIM) zu den zentralen Entwicklungsthemen der Bauwirtschaft. Während schlanke Managementmethoden in der Industrie bereits breit etabliert sind, besteht insbesondere im österreichischen Tiefbau weiterhin ein deutlicher Nachholbedarf. Schulungsangebote orientieren sich bislang überwiegend am Hochbau oder an industriellen Produktionsprozessen und bilden die spezifischen Anforderungen des Tiefbaus nur unzureichend ab.

Vor diesem Hintergrund stellte sich im Rahmen einer Masterarbeit die Frage, ob sich die Akzeptanz und das Verständnis von Lean im Tiefbau durch ein praxisnahes Simulationsmodell verbessern lassen. Als Anwendungsfall wurde die Bauweise der »Festen Fahrbahn« gewählt. Dabei handelt es sich um ein von der Porr gemeinsam mit der ÖBB entwickeltes schotterloses Eisenbahnoberbausystem, bei dem die Lastabtragung über Beton erfolgt. Im konkreten Fall basiert das Modell auf dem System ÖBB-PORR, bei dem Fertigteilplatten (Gleistragplatten) die Funktion klassischer Schwellen übernehmen.

Methodik und Versuchs­anordnung
Zur Entwicklung des Simulationsmodells wurde ein mehrstufiger Ansatz verfolgt. Zunächst wurden mittels Experteninterviews Anforderungen, Einsatzmöglichkeiten und Struktur eines geeigneten Lean-Simulationsmodells für den Tiefbau erhoben. Die Ergebnisse wurden sowohl qualitativ ausgewertet als auch grafisch aufbereitet.

Auf Basis dieser Erkenntnisse erfolgte die Entwicklung eines physischen Simulationsmodells. Für die Umsetzung wurden handelsübliche, teilweise angepasste Lego-Elemente eingesetzt. Das Simulationsmodell bildet die wesentlichen Bauphasen und Komponenten der Festen Fahrbahn ab. Dazu zählen die Tunnelsohle, Unterlagshölzer, Gleistragplatten, Schienen, Schalung, Vergussbeton, Randweg sowie Drainagesysteme.

Die Simulation
Das Modell wurde als Planspiel konzipiert: Die Teilnehmenden mussten die einzelnen Bauprozesse in korrekter Reihenfolge, innerhalb vorgegebener Zeit und möglichst fehlerfrei durchführen. Aufbauend auf der Planspieltheorie wurden Ablauf, Rollen und Spielregeln definiert, getestet und iterativ angepasst.

Die eigentliche Versuchsdurchführung erfolgte in Teams. Im Anschluss an die Simulation wurden die Teilnehmenden mittels standardisierter Fragebögen befragt. Die Ergebnisse flossen im Sinne eines PDCA-Zyklus (Plan–Do–Check–Act) unmittelbar in die Weiterentwicklung des Modells ein.

Ergebnisse und Erkenntnisse
Die Untersuchung zeigt, dass das entwickelte Simulationsmodell sowohl technisch funktionsfähig als auch didaktisch wirksam ist. Die Auswertung der Fragebögen belegt einen klaren Mehrwert gegenüber herkömmlichen Lean-Simulationen aus dem Hochbau. Besonders deutlich wird dies in der Bewertung durch die Teilnehmenden: Die Frage, ob die Vorteile von Lean durch die Simulation nachvollziehbar vermittelt wurden, wurde im Durchschnitt mit 4,9 von 5 Punkten beantwortet.

Damit konnte die zentrale Hypothese der Arbeit bestätigt werden: Ein Simulationsmodell, das sich eng am tatsächlichen Arbeitsumfeld im Bahnbau orientiert, verbessert das Verständnis von Lean-Prinzipien und erhöht die Bereitschaft zur Anwendung in der Praxis. Darüber hinaus zeigte sich, dass das Modell nicht nur für den spezifischen Anwendungsfall der Festen Fahrbahn geeignet ist. Die Teilnehmenden attestierten ihm auch Potenzial für andere Tiefbauprojekte, insbesondere für lineare Infrastrukturen wie Bahnstrecken oder Autobahnen.

Einordnung und Ausblick
Das entwickelte Simulationsmodell stellt einen praxisnahen Ansatz zur Vermittlung von Lean Construction im Tiefbau dar. Es schließt eine bestehende Lücke zwischen theoretischer Schulung und realen Bauprozessen und kann direkt in Schulungs- und Projektkontexte integriert werden. Parallel zur Simulation wurde ein Steuerungsboard entwickelt, das bereits in realen Projekten – etwa im Kontext des Koralmtunnels – Anwendung findet und laufend weiterentwickelt wird. Auch die Übertragung in den Straßenbau ist möglich.

Trotz dieser Potenziale bleibt der zentrale Maßstab unverändert: der konkrete Mehrwert für Bauprojekte und deren Auftraggeber. Das vorliegende Experiment zeigt, dass praxisnahe Simulationen einen wesentlichen Beitrag leisten können, Lean Construction im Tiefbau nachhaltig zu verankern.

Tipp
Masterarbeit »Lean Construction Simulationsmodell Feste Fahrbahn«, Herbert Beran, Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft TU Graz, betreut von Prof. Gottfried Mauerhofer.