Caterpillar 2.0

"Wir wollen so viele Prozesse wie möglich automatisieren"

Malaga/Spanien. – Die Digitalisierung und Automatisierung von Arbeitsprozessen bergen nach Ansicht von Caterpillar (Cat) ungeahnte Potenziale zur Steigerung der Produktivität am Bau. Auf dem Gelände des Demonstration & Learning Center in Malaga erklärte das Unternehmen der internationalen Fachpresse kürzlich, wie es die nächste Stufe der Effizienzsteigerung in Angriff nehmen möchte.

Einmal mehr versammelte sich die internationale Fachpresse kürzlich auf dem Gelände des Demonstration & Learning Centers von Caterpillar im spanischen Malaga. Noch kurz vor der bauma hatte das Unternehmen Journalisten aus aller Welt eingeladen, sich über aktuelle Entwicklungen im Maschinensortiment des Herstellers zu informieren. Statt neuer Bagger, Raupen, Dumper o. ä. befanden sich diesmal jedoch ganz andere Themen auf der Agenda. Im Mittelpunkt der Präsentation standen dieses Mal die verschiedenen Assistenzsysteme von Cat sowie die Frage, wie sich digital erfasste Daten in ein effizientes Baustellenmanagement ummünzen lassen.

"Unsere Kunden sollen mit unseren Maschinen produktiver arbeiten als mit allen anderen", sagte Paolo Fellini, Vice President Global Construction & Infrastructure, in seiner Begrüßungsansprache. "Wenn wir das nicht schaffen, haben wir versagt." Nicht erst seit diesem Jahr beschäftigt sich der amerikanische Baumaschinenhersteller mit der Frage, wie er die Arbeitseffizienz mit und um seine Maschinen herum steigern kann. Ganz oben auf der Liste stehe dabei das Thema Kraftstoffverbrauch. Wie Fellini bereits im vergangenen Jahr betonte, habe Cat hier in der Vergangenheit nicht gerade den Ruf eines "Sparfuchses" genossen.

In der jüngeren Vergangenheit habe sich das Unternehmen vor allem auf die Maschinen selbst und deren Bediener konzentriert: effizientere Antriebstechnologien – zuletzt im Rahmen der Umstellung auf die Abgasnorm Euro 6 –, optimierte Bedienung und komfortablere Arbeitsbedingungen, Anwenderschulungen und mehr. Fellini verwies in diesem Zusammenhang beispielhaft auf die 966er-Reihe im Lader Segment von Cat bei der der Kraftstoffverbrauch in den letzten zehn Jahren um rund 33 % gesenkt worden sei. In einem zweiten großen Schritt hat sich das Unternehmen dem Thema Maschinendaten angenommen. Über das Flottenmanagement-Tool VisionLink können Bauunternehmer seitdem verschiedene Informationen aus den Maschinen auf ihren Baustellen auswerten und für die Prozessoptimierung nutzen. Nun geht der Hersteller wieder einen Schritt zurück, direkt in die Fahrerkabine zum Anwender. Das Zauberwort heißt "integrated technologie"; gemeint sind verschiedene Assistenzsysteme, mit denen Arbeitsprozesse semi- bzw. vollautomatisch gesteuert werden können.

Autonome Baustellen

"Das große Ziel ist die autonome Baustelle", erläuterte Kjeld Jespersen, Construction Technology & Solutions Manager bei Cat. "Wir wollen so viele Prozesse wie möglich automatisieren." Jeder Arbeitsschritt auf der Baustelle solle irgendwann einmal per Fernzugriff in Echtzeit steuerbar sein, so die Vision des Unternehmens. Die Automatisierung habe dabei eine zentrale Rolle inne.

Vor allem bei weniger komplexen Arbeitsschritten, die sich häufig wiederholen, sollen die Assistenzsysteme aus dem Cat connect-Programm greifen. Etwa bei Transportarbeiten im Rahmen der Erdbewegung. Hierfür hat Cat das Mengenerfassungssystem Cat Production Measurement (CPM) in verschiedenen Bagger-, Lader- und Dumpermodellen integriert. Über die sogenannte Cat Payload Technologie wird dabei der Ladezustand von Schaufel bzw. Mulde überwacht und angezeigt. Das System soll vor allem dabei helfen, ein Über- oder Unterbeladen zu vermeiden und damit überflüssige Rückfahrten zu verhindern. Gleichsam werden die Sicherheit auf der Baustelle erhöht und Instandhaltungskosten gesenkt. Die Daten werden über bis zu fünf in der Maschine verbaute Sensoren erfasst, die Hydraulikflüsse und Neigungswinkel messen, und können im späteren Verlauf für eine Langzeitanalyse verwendet werden.

Das Erstellen eines Planums gehört ebenso zu den Aufgaben auf der Baustelle, die sich für eine Automatisierung anbieten. Hier bietet Cat das System Grade mit Assist. Durch die Integration in das bekannte Cat Grade-System, die vertrauten Cat Grade-Anzeigen und -Joysticks kann der Fahrer problemlos einfache 2D-Designs von der Fahrerkabine aus erstellen, die Automatiktaste drücken und die Arbeit aufnehmen. Sowohl erfahrene als auch weniger erfahrene Fahrer erreichen nach Angaben des Herstellers das Zielplanum 45 % schneller als mit traditionellem Planieren und 30 % schneller als mit einem rein anzeigebasierten Planiersteuerungssystem.

Auch im Bereich der Planierraupen hat Cat diverse Systeme für die automatische Planumserstellung und -überwachung entwickelt: Cat Slope Assist hilft dem Fahrer bspw., schnell die gewünschte Neigung zu erzielen, indem es die eingestellten Planierschildwinkel automatisch beibehält. Cat Grade Control 3D wiederum ist ein als Sonderausrüstung erhältliches integriertes Planiersteuerungssystem, mit dem die Fahrer die Planiereffizienz, -genauigkeit und -produktivität von Standard- sowie Feinplanierarbeiten verbessern können. Ebenfalls Teil des Cat connect-Programms für Grader ist Cat AccuGrade. Mit diesem vom Händler nachrüstbaren Planiersteuerungssystem kann die Flexibilität beim Planieren erhöht und die Kapazität an wechselnde Anforderungen angepasst werden. Es bietet verschiedene Laser für zweidimensionales Arbeiten auf ebenen und geneigten Flächen, Nutzung des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS, Global Navigation Satellite System) für komplexe dreidimensionale Einschnitte und Geländeprofile und/oder Nutzung von Systemen mit universeller Nachverfolgungsstation (UTS, Universal Total Station) für Feinabtrag und Feinplanieren.

Nicht zuletzt hat sich Cat auch Gedanken um das Thema Verdichtung gemacht. Das System Cat compaction control misst verschiedene Indikatoren wie den Verdichtungsgrad sowie die bereits absolvierten Überfahrten. Die Besonderheit der Cat compaction-Technologie ist dabei, dass es gegenüber den bereits von anderen Herstellern bekannten Systemen neben dem vibrationsbasierten Messverfahren ein energiebasiertes anbietet. Dabei wird die der Rollwiederstand gemessen, der bei der Bewegung der Trommel über den Untergrund entsteht.

Externe Partner gefragt

Cat ist nicht der einzige Hersteller, der sich das Thema Automatisierung auf die Fahne geschrieben hat. So mahnt George Taylor, CMO und Vice President Marketing & Digital, dass die Einführung neuer Technologien nicht zum Selbstzweck verkommen dürfe. Es könne nicht darum gehen, lediglich mitspielen zu wollen, sondern einen effektiven Nutzen für den Anwender zu gewährleisten.

Insbesondere, wenn es darum gehe, neue Technologien zu implementieren, seien etablierte Hersteller wie Cat darauf angewiesen, externe Kompetenzen mit ins Boot zu holen. Neben verschiedenen Partnerschaften im Bereich der akademischen Forschung setzt Cat in diesem Zusammenhang vor allem auf den Entwicklergeist junger Startup-Unternehmen. Eigens zu diesem Zweck hat Cat im vergangenen Jahr einen Wettbewerb ins Leben gerufen an dem sich rund 80 Startup-Unternehmen beteiligten. Zehn davon wurden von Cat eingeladen, ihre Ideen vor Ort zu präsentieren.

Ein solches Startup-Unternehmen ist die Firma Redbird aus Frankreich. Redbird beschäftigt sich seit rund drei Jahren mit der Analyse von Drohnendaten. Drohnen finden im Bereich der Geländeerfassung vor allem im Ausland bereits sehr häufig Verwendung. Der Bedarf für qualifizierte Methoden der Organisation und Auswertung dieser Daten ist entsprechend hoch. Das Ergebnis der Bemühungen von Redbird ist ein Cloud-basiertes Softwaretool, das auf den Namen Cardinal hört. Die Entwickler bezeichnen das Tool selbst als "Google Maps für den Bau und Steinbrüche". Basierend auf komplexen Geländedaten, die vor Ort über Drohnen gewonnen wurden, können in Cardinal schnell und intuitiv Pläne erstellt, Mengen erfasst und Analysen vorgenommen werden. Alle Informationen sind dabei jederzeit für alle Projektpartner verfügbar. So lassen sich über das Tool schnell und einfach bspw. Produktivitätsberichte erstellen, Einsatzpläne erstellen und kommunizieren oder Bauprozesse mit allen Beteiligten koordinieren.

Cat und Redbird arbeiten seit dem 2015 eng miteinander zusammen. Entsprechend war das französische IT-Unternehmen auch in Malaga vor Ort, um seine Arbeit vorzustellen. Wie genau sich diese Zusammenarbeit in der Zukunft gestalten wird, ist derzeit jedoch noch nicht bekannt.

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