Automatisierung und Maschinensteuerung: Ein Marathon, kein Sprint

Die Zurückhaltung bei der Einführung neuer Technologien hindert einige Unternehmen daran, die Vorteile der Automatisierung zu nutzen (Foto: AdobeStock)

Auftragnehmer stehen zunehmend unter Druck, Projekte innerhalb schrumpfender Budgets und Zeitvorgaben abzuschließen.

Kombiniert man das mit dem Bedarf an nachhaltigen Verfahren, einem Mangel an Fachkräften und den steigenden Kosten für Brennstoffe und Materialien, entsteht eine herausfordernde Situation.

Doch ein technologischer Fortschritt, der diese Probleme möglicherweise lösen kann, ist die Maschinensteuerung. Durch die präzise Positionierung von Maschinen auf Baustellen und die Automatisierung ihrer Bewegungen auf der Grundlage genehmigter Konstruktionspläne kann die Maschinensteuerung Teams dabei helfen, Projekte schneller und präziser abzuschließen – und das bei geringerem Kraftstoffverbrauch und weniger Fachpersonal.

Bauunternehmer sind mit der Maschinensteuerung vertraut. In einer im letzten Jahr vom globalen Positionierungsunternehmen Topcon durchgeführten Umfrage gaben alle bis auf 3 % der Befragten an, in irgendeiner Form Automatisierung zu nutzen.

Trotzdem heißt es im Bericht von Topcon, dass 46 % die Lösung bei weniger als einem Viertel ihrer Projekte einsetzen. Dies ist das Ergebnis einer Studie, die sich mit der Zukunft der Maschinensteuerung beschäftigt.

Dies lässt darauf schließen, dass die Erfahrung mit der Maschinensteuerung bei vielen noch in den Kinderschuhen steckt oder sich auf begrenzte Arten von Projekten oder Anwendungen beschränkt.

Der Bericht, der eine Umfrage unter Unternehmen in ganz Europa umfasste, legt nahe, dass Deutschland (36 %) und Skandinavien (36 %) die größten Anwender der Automatisierung sind. Dicht gefolgt von Großbritannien mit 32 % und Belgien mit 31 %.

Im Durchschnitt bedeutet dies, dass nur 34 % der europäischen Projekte die Vorteile der Automatisierung nutzen.

Zeit und Investition

John Downey, leitender Vertriebsdirektor bei Topcon Positioning Systems, sagt: „Die Untersuchung der Hindernisse, die einer Einführung im Wege stehen, offenbart eine Arbeitsumgebung, in der die Maschinensteuerung mit einer Reihe anderer, wohl dringlicherer Bedenken hinsichtlich des Zeit- und Investitionsaufwands, der für die Implementierung der Technologie in mehr Projekten erforderlich ist, kaum konkurrieren kann.

Bobcats Kompaktlader Rogue X2 (Foto: Bobcat)

„Vor diesem Hintergrund ist eine stärkere staatliche Unterstützung und regulatorischer Druck zwingend erforderlich, um die Einführung digitaler Baumethoden dringlicher und stimulierender zu machen.“

Es ist klar, dass diese Einführungshürden einige Unternehmen daran hindern, die Vorteile der Automatisierung zu nutzen. Doch was ist das wahre Potenzial der Automatisierung und wie kann sie traditionelle Bauprozesse verändern?

Cameron Clark, Geschäftsbereichsleiter für Erdbewegung bei Trimble, sagt, dass die Automatisierung traditionelle Bauprozesse in zweierlei Hinsicht verändert: Sie ermöglicht es, Arbeiten schneller, präziser und mit weniger Personal zu erledigen, und sie erleichtert das Sammeln und Teilen von Baustellendaten, um bessere Entscheidungen zu treffen.

Clark sagt: „Die Automatisierung von Aufgaben hilft Bauunternehmern jeder Größe, die Herausforderungen des Arbeitskräftemangels zu bewältigen, weil sie dadurch die gleiche Arbeit mit weniger oder weniger erfahrenen Mitarbeitern erledigen können.

„In manchen Fällen bedeutet die Automatisierung von Aufgaben auf der Baustelle, dass jetzt eine Person das erledigen kann, wofür früher zwei nötig waren. Das trägt entscheidend dazu bei, die Arbeit am Laufen zu halten, wenn einfach nicht genug Leute für die Arbeit da sind.“

Durch die Automatisierung werden diese Arbeitsplätze für die Arbeitnehmer auch attraktiver, was dazu beiträgt, die Herausforderungen bei der Personalbeschaffung abzumildern, fügt Clark hinzu.

„Durch die horizontale Lenksteuerung wird beispielsweise die Bedienung eines Erdverdichters deutlich einfacher und angenehmer. Dadurch lassen sich leichter Interessenten für diese Tätigkeit finden und die Arbeitszufriedenheit der Bediener steigt.“

Laut Trimble geht es dabei um mehr als nur die Automatisierung einer Maschine oder einer Aufgabe, sondern darum, Maschinen, Menschen und das Feld mit dem Büro zu verbinden.

„Dies verändert die Baustellen in vielerlei Hinsicht. So werden beispielsweise die Fahrten zwischen Büro und Baustelle reduziert, der Austausch von Echtzeitdaten von der Baustelle und die Entscheidungsfindung auf dieser Grundlage vereinfacht und die Verschwendung von Zeit, Material und Geld vermieden“, so das Unternehmen.

Zeit für einen vollständigen Übergang

Ferhan Ficici, technischer Leiter für Baggerlader und Radlader bei Hidromek, stimmt Clark zu, dass der Trend zur Automatisierung tatsächlich Auswirkungen auf den traditionellen Bauprozess hat. Er glaubt jedoch, dass die Branche positive Schritte in Richtung eines vollständigen Übergangs unternimmt.

In den letzten Jahren haben sich die Betriebsabläufe in allen Branchen verändert und sie verändern sich noch immer. Trotz dieser Veränderungen steht die Sicherheit nach wie vor an erster Stelle und viele Unternehmen versuchen, sie zu verbessern.

Ficici sagt: „Mit Fortschritten bei Sensoren, Aktoren, eingebetteter Software, KI und Cloud-Computing werden Bedienerassistenzsysteme entwickelt. Dies macht Arbeitsplätze und Maschinen sicherer. Darüber hinaus leisten die Entwicklungen in der Radar- und Kameratechnologie einen großen Beitrag zur Arbeitssicherheit.“

Natürlich hat dieser Wandel auch Auswirkungen auf die Baumaschinenbranche. Ficici fährt fort: „Baumaschinen haben ein sehr breites Einsatzspektrum, das auch schwierige oder gefährliche Baustellen wie den Tunnelbau oder Sprengarbeiten umfasst.“

„Bediener schwerer Maschinen sind auf der Baustelle oft rauen und gefährlichen Umgebungen ausgesetzt. Die Fernsteuerung löst solche Probleme und schafft eine optimale Arbeitsumgebung für die Bediener.“

Hidromek sagt, dass es Studien darüber durchführt, wie man am besten zur Digitalisierung beitragen kann, und dass das Unternehmen als Ergebnis dieser Untersuchungen Hidromek Opera auf den Markt gebracht hat.

Mit Opera kann der Bediener die gewünschten Maschinen vom Büro oder von jedem anderen Ort aus steuern, ohne zur Baustelle gehen zu müssen. Das Unternehmen stellte Hidromek Opera kürzlich auf der Smopyc-Messe in Spanien aus und bediente von dort aus einen Radlader HMK 635 WL in Ankara, Türkei.

Wie sieht die Zukunft der Maschinensteuerung aus?

Die Trimble Earthworks Grade Control-Plattform für autonome Verdichter wurde auf einem Dynapac CA 5000-Bodenverdichter installiert (Foto: Trimble/Dynapac)

Clark von Trimble geht davon aus, dass die Automatisierung im nächsten Jahrzehnt und darüber hinaus ihren langsamen, aber stetigen Vormarsch fortsetzen wird, wobei der Schwerpunkt auf der Automatisierung neuer Aufgaben auf neuen Maschinentypen liegen wird.

„Wir testen derzeit einen völlig autonomen Bodenverdichter auf realen Baustellen und gehen davon aus, dass wir in den kommenden Jahren noch mehr Tests und Innovationen dieser Art erleben werden“, sagt er.

Während der Dimensionskonferenz von Trimble im letzten Jahr in Las Vegas (USA) erfuhr die Branche, dass das Unternehmen seinen ersten Test eines völlig autonomen Bodenverdichters auf einer echten Baustelle abgeschlossen hatte. Dies war ein bedeutender Schritt auf dem Weg zum Einsatz autonomer Fahrzeuge auf Baustellen.

Die Trimble Earthworks Grade Control-Plattform für autonome Verdichter wurde auf einem Dynapac CA 5000-Bodenverdichter installiert und im Site C Clean Energy Project am Peace River im Nordosten von British Columbia in Kanada getestet.

„Wir möchten unsere Kunden daran erinnern, dass die Innovation und Einführung der Bauautomatisierung in der Branche ein Marathon und kein Sprint ist“, betont Clark.

„Aber es gibt bereits echte Lösungen auf dem Markt, die auf Baustellen große Vorteile bieten, da sie mehr Arbeit mit höherer Genauigkeit und Sicherheit erledigen können. Ein weiterer großer Vorteil der heute verfügbaren Technologie ist die Möglichkeit, weniger erfahrene Arbeiter schneller auf den neuesten Stand zu bringen, sodass Sie die gleiche Arbeit mit weniger – oder neueren – Mitarbeitern erledigen können.“

„Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert bereits die Bauindustrie und es wird nicht mehr lange dauern, bis sie auch in unsere Maschinen Einzug hält“, sagt Vijayshekhar Nerva, Leiter für Innovation und Beschleunigung für Europa, den Nahen Osten und Afrika bei Bobcat.

„KI und maschinelles Lernen ermöglichen bereits heute eine vorausschauende Wartung, um in vielen Fällen Ausfallzeiten zu minimieren. Ich sehe jedoch eine Zukunft, in der eine solche Technologie komplexe autonome Abläufe ermöglichen, das Bewusstsein durch KI-gestützte Gefahrenerkennung schärfen und Design- und Planungsprozesse optimieren könnte“, kommentiert Nerva.

„Dieser Wandel könnte erhebliche Vorteile mit sich bringen, etwa eine höhere Produktivität, ein verbessertes Bewusstsein, Kosteneinsparungen und eine höhere Qualität der Bauarbeiten.“

Nerva gibt jedoch zu bedenken, dass Herausforderungen wie die Vorlaufkosten der Implementierung, die Notwendigkeit der Höherqualifizierung der Belegschaft, Cybersicherheitsrisiken und die Schaffung von Vertrauen in autonome Systeme angegangen werden müssen.

Trotz der aktuellen Herausforderungen ist es sehr wahrscheinlich, dass die Zukunft der Branche in nicht unerheblichem Maße von dieser Technologie geprägt wird.