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Baustelle 4.0: nachhaltig & vernetzt

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Tags: NullUnfälle, NullEmissionen, Connectivity, Sicherheit, Elektromobilität, Effizienz
Zwar boomt die Baubranche, doch muss die Baustelle der Zukunft noch effizienter und schadstoffärmer werden. Digitale und elektrische Lösungen von ZF bieten dazu interessante Ansätze und verschaffen Unternehmen handfeste Wettbewerbsvorteile.
Lars Weitbrecht, 08. April 2019
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Lars Weitbrecht kommt ursprünglich aus der Musik- und Gamingbranche, hält aber neben Gamepad und Gitarre auch gerne Stift und Lenkrad in der Hand.
Kein Zweifel, in den nächsten Jahrzehnten wird es in vielen Metropolen der Welt eng werden. Zählte etwa Delhi im Jahr 2010 noch 22 Millionen Einwohner, sollen es nach Angaben des Institutes of Technology an der Universität von Ontario im Jahr 2050 bereits 36 Millionen sein. Im gleichen Zeitraum soll die Zahl der Bewohner in Mumbai von 19 Millionen auf 42 steigen und in Kairo von 17 Millionen auf 24 Millionen. Lebt schon heute fast die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten, werden es im Jahr 2050 nach Schätzungen der Vereinten Nationen mehr als zwei Drittel sein.

Baubranche profitiert von Verstädterung

Baubranche profitiert von Verstädterung

Schließlich bieten Metropolen mehr Arbeitsplätze, der Lebensstandard ist höher und der Zugang zu Bildung sowie medizinischer Versorgung ist leichter. Von der wachsenden Verstädterung profitiert die Baubranche weltweit und langfristig. Egal, ob es um Wohnbau, Gewerbe- und Industriebau oder um den Ausbau der Verkehrs- und Bildungsinfrastruktur geht, die wachsenden Metropolen versprechen gute Aussichten für Bauunternehmen. Weil die durchschnittliche Lebenserwartung weiter steigt, müssen bestehende Gebäude altersgerecht modifiziert werden.

Zunehmende Elektrifizierung der Baustelle

Zunehmende Elektrifizierung der Baustelle

Diese Entwicklungen freuen Anbieter von Sonderfahrzeugen wie Betonmischer, Kompaktlader oder Bagger. Allerdings entstehen auf Baustellen auch Lärm und Abgase, gegen die Gesetzgeber und lokale Behörden weltweit zunehmend vorgehen. „Wenn Bauprojekte aktuell ausgeschrieben werden, ist die Höhe der CO2-Emissionen immer häufiger ein Auswahlkriterium“, erklärt Gerhard Stempfer, ZF-Experte für Elektromobilität in der Industrietechnik. Da liegt es nahe, auch auf Baustellen die lokal emissionsfreie Elektromobilität zu forcieren. Wo kein Diesel mehr verbrannt wird, gibt es auch keine Abgasemissionen; gleichzeitig sinkt der Geräuschpegel.
89,3
Mrd. US-Dollar
soll der geschätzte Umsatz der Baubranche im Jahr 2020 allein in den USA betragen.

ZF-Produkte für die Baustelle von morgen

ZF-Produkte für die Baustelle von morgen

Auf der Fachmesse Bauma in München stellte ZF kürzlich elektro-mechanische Antriebssysteme vor, die explizit für Baumaschinen ausgelegt sind. Besonderes Potenzial bieten hier kompakte Baumaschinen sowie Sonderfahrzeuge im Lkw-Segment, etwa Fahrmischer. Hier werden verschärfte lokale Einschränkungen zuerst greifen. Bei seinen Lösungen profitiert ZF von Synergieeffekten, die sich aus dem vielfältigen Produktportfolio des Konzerns ergeben. So basiert das auf der Bauma präsentierte Konzept eines E-Fahrmischers auf den Elektro-Antrieben der AVE130, die ZF ursprünglich für Busse entwickelt hat.

E-Baumaschinen: niedrigere Betriebskosten, sauber und leise

E-Baumaschinen: niedrigere Betriebskosten, sauber und leise

Dem höheren Anschaffungspreis eines derartigen elektrischen Aggregats stehen niedrigere Betriebs- und Wartungskosten gegenüber. Neben Kosteneffizienz und Abgasfreiheit ist auch in vielen urbanen Anwendungen niedrigere Lärmemission wichtig: Elektrische Baumaschinen erzeugen im Vergleich zu dieselbetriebenen Fahrzeugen weniger Lärm. „Das heißt, dass Unternehmen ihre Maschinen nachts oder in besonders geräuschsensiblen Bereichen besser einsetzen können – beispielsweise in der Nähe von Krankenhäusern“, sagt Stempfer.

Vernetzte Baustelle

Vernetzte Baustelle

Neben der Elektrifizierung der Baumaschinen, erfasst die Baustellen weltweit eine weitere Entwicklung. „Wir gehen davon aus, dass in fünf Jahren alle Maschinen am Bau miteinander vernetzt sind“, sagt Dr. Christian Reischl. Er ist bei ZF in der Business Unit Off-Highway für das Thema „Connectivity“ zuständig. Das ist zwar eine erfreuliche Aussicht, doch hinkt insbesondere die deutsche Baubranche bei der Digitalisierung hinterher. Verantwortlich dafür ist paradoxerweise die gute wirtschaftliche Lage. Weil Bauunternehmen damit beschäftigt sind, ihre vollen Auftragsbücher abzuarbeiten, beschäftigen sie sich zuwenig mit dem Gedanken, in Zukunftstechnologien zu investieren. „Dabei ist es gerade jetzt sinnvoll, das zu tun“, sagt Reischl. Um sich von Wettbewerbern dauerhaft abzugrenzen, müssten Bauunternehmen schließlich so effizient wie möglich arbeiten. Digitalisierung und Vernetzung der Baumaschinen erhöht die Verfügbarkeit und den Wirkungsgrad der eingesetzten Fahrzeuge.

Verbessertes Prozessmanagement durch Telematik

Verbessertes Prozessmanagement durch Telematik

Einen Beitrag dazu leistet unter anderem eine offene Telematik-Lösung, wie ZF sie mit Openmatics anbietet. Deren vielfältige Einsatzmöglichkeiten gestattet Bauunternehmen ein effektives Flottenmanagement. Auch ist es möglich, Logistikketten mit Hilfe von Bluetooth-Tags so zu managen, dass durch eine verbesserte Planung einzelne Projektschritte reibungsloser aufeinander folgen. Ebenso können smarte Tags automatisch die Betriebsstunden von Maschinen erfassen. So lassen sich notwendige Wartungen vorausschauend planen, was Ausfälle vermeidet.

Ziel: Automatisierung der Baustelle

Ziel: Automatisierung der Baustelle

Momentan geht es noch primär darum, bereits vorhandene Lösungen – von Herstellern, Dienstleistern und Zulieferern – in Cloud-Services zu integrieren. „Langfristig haben wir jedoch das Ziel, ganze Prozessketten zu optimieren“, sagt Reischl. Für einen Effizienzgewinn ist es notwendig, dass Fahrzeuge oder Maschinen miteinander kommunizieren. Ein typisches Beispiel dafür auf der Baustelle wäre die automatisierte Materialanlieferung. So könnte der Bagger den Fahrmischer selbstständig bestellen, sobald ein Graben bereit ist, um mit Zement gefüllt zu werden. Doch eröffnet die Digitalisierung der Baustelle noch weitere Freiräume: „Wir sehen heute schon im Mining Bereich vollautonome Fahrzeuge und wir werden für bestimmte Einsätze auch auf Baustellen automatisiertes und autonomes Fahren erleben, bevor es im öffentlichen Straßenverkehr soweit ist“, sagt Reischl. Schließlich sind Baustellen vergleichsweise übersichtliche, abgegrenzte Areale. Dadurch sind die möglichen Situationen weniger vielfältig, die eine KI-Steuerbox wie die ZF ProAI RoboThink regeln müsste. Eine weitere Entwicklung auf der Baustelle der Zukunft ist der verstärkte Einsatz von Sensorik in Baufahrzeugen und Baumaschinen, primär um Menschen in Gefahrenbereichen zu erkennen und zu schützen aber auch um Kollisionen unter den Fahrzeugen zu verhindern.

Mit Systemkompetenz gegen Unfälle

Mit Systemkompetenz gegen Unfälle

Allein in Deutschland ereignen sich jedes Jahr mehr als 100.000 Unfälle auf Baustellen; an jedem neunten Unfall sind Sonderfahrzeuge wie Radlader, Planierraupen und Walzen beteiligt. Dabei spielt der sogenannte tote Winkel eine außerordentlich große Rolle. Kameras außen und Monitore im Cockpit würden das Problem allein nicht lösen. Schließlich sind die Fahrer oft so sehr auf ihre Aufgaben konzentriert, dass sie andere Arbeiter im Gefahrenfeld gar nicht wahrnehmen, egal, ob in der Realität oder auf dem Monitor. Der Einsatz autonomer Baumaschinen mit der dafür notwendigen Sensorik verspricht also einen erheblichen Sicherheitsgewinn auf der Baustelle. Hier bringt ZF das Wissen aus seinen unterschiedlichen Geschäftsfeldern ein: Bei der Konzeptionierung selbstständiger Baufahrzeuge kooperieren Ingenieure der Divisionen Industrietechnik, Elektronik & ADAS, Aktive Sicherheitstechnik und Nutzfahrzeugtechnik.

Mehr zum Auftritt von ZF auf der Fachmesse Bauma erfahren Sie hier .