Neue Effizienzkultur

Wie Maschinendaten die Kosten in der Rohstoffgewinnung beeinflussen

Nittenau (ABZ). – Maximale Effizienz anstreben und Kosten pro Tonne Rohstoff auf ein Minimum senken: Damit machte sich Schwinger Granit aus Nittenau in der Oberpfalz auf die Reise, als das Flottenmanagementsystem Vision Link von Caterpillar 2010 eingeführt und fortan immer weiterentwickelt wurde.
Caterpillar Bau digital
Per firmeneigener Mitarbeiter-App bekommen die Fahrer zeitnah ein Feedback über die erzielte Produktionsleistung. Foto: Zeppelin

Seit 2017 wird die Maschinennutzung zusätzlich in einer aktuellen 2D-/3D-Visualisierung der Gewinnungsstätte dargestellt. Mit den erfassten Kennzahlen aus Leerlauf- und Lastanteil ist es gelungen, den Mitarbeitern im Rohstoffabbau und der Verarbeitung von Diorit und Granit ein neues Kostenbewusstsein zu vermitteln. Inzwischen wurden weitere Schritte bei der Analyse von Leistungsdaten der Maschinenflotte eingeleitet und eine neue Stufe erreicht. Dabei sind Maschinendaten die Grundlage für Investitionsentscheidungen, wie für einen neuen Cat-Tieflöffelbagger 395, aber auch der Schlüssel, um stetig die Produktionsprozesse und -ziele zu verbessern. Es geht um eine neue Form von Effizienzkultur, die zu greifbaren Ergebnissen in der Bilanz und bei den CO2-Emissionen geführt hat.

Eine Quelle für Livedaten ist das Cat-Flottenmanagementsystem, um zu analysieren, wie die Jahresproduktion im Vergleich zu den Vorjahren lief. Schwinger verarbeitet im Schnitt rund 4000 t Granitmaterial pro Tag, und zwar in Elf-Stunden-Schichten von Montag bis Freitag. Das war nicht immer so: Um das Tages- und Wochenproduktionsziel zu erreichen, kamen früher Baumaschinen an sechs Tagen die Woche zum Einsatz – damit waren höhere Personalkosten verbunden, bis die Daten zu einer Umstellung führten. Dank der betrieblichen Kennzahlen, die aus den Abläufen wie der Gewinnung von Hartgestein, dessen Aufbereitung mithilfe von Vorbrecher und der Veredelung, der Lagerhaltung und Verladung gewonnen werden, wird inzwischen ein prozentualer Mittelwert gebildet. Dieser zeigt Dr. Kristian Daub, Prokurist und Mitglied der Geschäftsleitung, ob die Produktion von Frostschutzmaterial sowie von Edelsplitten, Gleisschotter und von Wasserbausteinen im Plan liegen.

Produktivität immer weiter verbessern

"Mit Caterpillar haben wir einen Partner an der Seite, der uns unterstützt, die Produktivität immer weiter zu verbessern. 2022 lag unsere stationäre Anlagennutzung bei 92 Prozent – das ist bislang unser bestes Jahr. 90 Prozent Verfügbarkeit streben wir an. Die letzten Prozent, die fehlen, gehen auf betriebliche Störungen zurück. Sie sind oftmals praktisch nicht zu vermeiden. Hierbei kommt es auf die Reaktionszeit unseres Teams an, um die Produktionsunterbrechung so kurz wie möglich zu halten", erläutert Dr. Daub.

Mithilfe der erfassten Daten können einzelne Arbeitsschritte ausgewertet werden, aber auch Gesamtzusammenhänge wie das Zusammenspiel der einzelnen Baumaschinen analysiert werden. Dabei kreist alles um Haufwerke und deren Kosten pro Tonne. "Wir wollen wissen, was mit den Maschinen beim Abbau, beim Laden und Transportieren der Rohstoffe und der verarbeiteten Produkte passiert. Früher waren es oft nur Momentaufnahmen. Nun können wir das genau lokalisieren und sehen Stunde für Stunde, was wir von den verschiedenen Haufwerken ausgehend herausholen und verladen.

Folglich werten wir jedes Haufwerk separat aus und können Vergleiche ziehen. Während wir unseren Fokus auf Effizienz richten, können wir gleichzeitig vermeidbare CO2-Emissionen verringern", erklärt er. Um Daten zu erfassen, wurden zunächst ältere Geräte mit einer Product Link Box ausgerüstet, die bereits bei Maschinen der neueren Generation ab Werk integriert ist. "Die Frage war anfangs, ob die Datenübertragung zuverlässig und schnell bei allen Geräten funktioniert, und ob wir diese dann in die Kostenkalkulation einbinden können", so Dr. Daub. Dabei greift das Unternehmen seit 2020 zusätzlich auf die App Cat Productivity zurück. "Caterpillar wusste, dass ich bereits seit 2010 intensiv die App Vision Link für die stetige Effizienzsteigerung im Betrieb einsetze, folglich fragte man mich, ob wir als praktisch erster Betrieb weltweit die Neuentwicklung auf Herz und Nieren prüfen wollen und das vor Markteinführung", ergänzt Dr. Daub.

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Dr. Kristian Daub, Prokurist und Mitglied der Geschäftsleitung von Schwinger Granit, überprüft die von Vision Link und der App Cat Productivity generierten Daten. Foto: Zeppelin

Die Auswertung der neuen Daten ergab neue Perspektiven, insbesondere können nun Produktivität und Effizienz der Lade- und Transportarbeiten sowie die Kosten pro Tonne für jedes Haufwerk separat berechnet werden. Des Weiteren kann die Leistung verschiedener Baumaschinentypen von Hoch- und Tieflöffelbaggern gegenübergestellt werden – und zwar am selben Haufwerk. Dr. Daub kann sich in jedes einzelne Ereignis einloggen, da dies entsprechend der Verladestelle zugeordnet und dokumentiert wird. So lässt sich beispielsweise erkennen, wie lange die eingesetzten Bagger benötigten, bis die beiden Cat Muldenkipper 775G die Nettozuladung von 56 t erreicht haben.

Ladezeiten bewertet

Davon ausgehend werden Durchschnittswerte über das gesamte Haufwerk ermittelt. So steht immer auch die Umlaufzeit der Muldenkipper auf dem Prüfstand, die 2022 bei durchschnittlich 11,8 Minuten lag. Da der Abbau teilweise auf der siebten Sohle erfolgt und der Fahrweg von der Ladestelle bis zum Vorbrecher bis zu 1400 m beträgt, können von einem Skw im Schnitt 40 bis 70 Umläufe innerhalb von elf Arbeitsstunden erreicht werden. Außerdem werden anhand der Maschinendaten die Ladezeiten bewertet. Verwendet werden die Daten auch für Echtzeit-Prüfungen der Materialqualität im Labor und der Kippbereiche, was für das Unternehmen als Q1-Lieferant der Deutschen Bahn entscheidend ist.

Auch für den Vergleich unterschiedlicher Arten von Baggern und zur Verbesserung neuer und effizienter Wege im Steinbruch werden die Daten genutzt. Außerdem werden mithilfe der Daten die im nächsten Jahr voraussichtlich anfallenden Betriebskosten berechnet, Schichtpläne für die Mitarbeiter erstellt und Feedback an die Bohr- und Sprengteams gegeben.

Das alles machen Datenanalysen inzwischen möglich, und es geht noch viel mehr. "Wir können damit bis zu 200.000 Euro pro Jahr an Kosten einsparen", beziffert Dr. Daub die Verbesserungen. Sie haben sich durch Änderungen von Betriebsabläufen ergeben, indem etwa unproduktive Leerlaufphasen und somit der Kraftstoffverbrauch reduziert wurden. "Es steckt sehr viel Potenzial dahinter, die Maschineneinsätze zu optimieren. Das muss man auch als ein Konzept gegen den Klimawandel sehen.

Deswegen sollten sich Unternehmen weltweit Gedanken machen, was sie verbessern können. Der Kostendruck ist groß und für 2023 stehen alle Unternehmen vor großen Herausforderungen. Jeder Liter Diesel, der nicht verbraucht wird, senkt nicht nur die Kosten, sondern schlägt auch positiv bei der Klimabilanz zu Buche, wenn weniger CO2 ausgestoßen wird. Wir legen in diesem Steinbruch und in unserem gesamten Unternehmen großen Wert darauf, die CO2-Emissionen pro Tonne zu senken, ohne dass wir dabei einen Leistungsverlust haben", stellt Dr. Daub dar.

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