Selbstfahrende Arbeitsmaschinen: Die Zukunft der Baustelle?

Die Baubranche steht vor vielfältigen Herausforderungen. Der Fachkräftemangel verschärft sich, Umwelt- und Sicherheitsauflagen werden strenger und die Kosten steigen unaufhaltsam. Zusätzlich sorgen weltweite Krisen für Verunsicherung. Vor diesem Hintergrund gewinnen innovative Technologien an Bedeutung, die neue Möglichkeiten für die Planung und Umsetzung von Bauprojekten eröffnen. Erfahren Sie in diesem Artikel, wie selbstfahrende Arbeitsmaschinen und autonome Baumaschinen die Bauindustrie revolutionieren und dazu beitragen, die Baustelle der Zukunft zu gestalten.

Autonome Baumaschinen: Definition und Nutzen

Autonome Baumaschinen verfügen über fortschrittliche Technologien, die es ihnen ermöglichen, Arbeiten am Bau in weiten Teilen eigenständig und präzise zu erledigen. Sensorik wie LiDAR, Radar, Kameras und Ultraschallsensoren erfassen die Umgebung der selbstfahrenden Arbeitsmaschine. Künstliche Intelligenz (KI) analysiert die Sensordaten, trifft Entscheidungen und steuert das Fahrzeug. Hochpräzise Karten helfen in Verbindung mit GPS-Daten bei der Positionsbestimmung und beim Berechnen der idealen Route. Vervollständigt wird das Ganze durch die digitale Vernetzung der Fahrzeuge, die eine Kommunikation mit anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur ermöglicht.

Die Vorstufe zur selbstfahrenden Arbeitsmaschine sind ferngesteuerte Baumaschinen. Bei diesen sitzt der Bediener nicht mehr im Führerhaus, sondern manövriert das Fahrzeug über eine externe Steuerung von außen. Bei Baukranen gibt es diese Funktion schon länger. Mittlerweile existieren aber auch ferngesteuerte Radlader, Bagger und Planierraupen.

Vorteile selbstfahrender Baumaschinen

Autonome Bagger und andere selbstfahrende Baufahrzeuge sind darauf ausgelegt, sich wiederholende Arbeiten auf der Baustelle mit hoher Geschwindigkeit und höchster Präzision auszuführen. Indem sie die Produktivität steigern, ermöglichen sie es, Bauvorhaben effizienter durchzuführen. Das spart Zeit und damit auch Kosten. Zugleich erhöht der Einsatz ferngesteuerter Bagger, Radlader und Raupen die Sicherheit am Arbeitsplatz. Indem die Maschinen vorhersehbar und exakt arbeiten, minimieren sie das Risiko für Unfälle. Menschliche Fehler und Ermüdung verlieren an Bedeutung.

Oft sind automatisierte Fahrzeuge wie Bagger umweltfreundlicher als herkömmliche Baumaschinen. Sie verbrauchen weniger Energie und nutzen Ressourcen besser. Folglich verkleinert sich der ökologische Fußabdruck, wodurch die Bauindustrie nachhaltiger und umweltverträglicher wird.

Einsatzbereich und Anwendungsbeispiele für selbstfahrende Arbeitsmaschinen

Das Bauwesen bietet für die autonome Mobilität vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Selbstfahrende und ferngesteuerte Bagger und Radlader sind beispielsweise dazu geeignet, das Gelände zu vermessen, zu graben und die Erde zu bewegen, während autonome Muldenkipper eigenständig die Beförderung von Baumaterialien übernehmen. Das bietet vor allem in schwer zugänglichen oder gefährlichen Gebieten Vorteile hinsichtlich der Arbeitssicherheit.

Autonome Krane helfen dabei, die Beförderung von Material effizienter zu gestalten. Einige Hersteller bieten autonome Betonmischer an, die Ausgangsstoffe automatisch dosieren und zu Beton verarbeiten können. Grabenwalzen verdichten Böden mittlerweile teilautonom und auch selbstfahrende Asphaltfertiger sind auf dem Vormarsch.

Autonome Baumaschinen im Straßenverkehr: Das ist zu beachten

Um grundsätzlich für den Straßenverkehr tauglich zu sein, müssen selbstfahrende Bagger und andere autonome Baufahrzeuge folgende Sicherheitsausstattungen an Bord haben:

• Kollisionsvermeidungssysteme, die Hindernisse registrieren und entsprechend reagieren

• Notfallmechanismen, die im Fall eines Fehlers oder einer Störung greifen

Prinzipiell ist der Einsatz autonomer Systeme nur in festgelegten Betriebsbereichen erlaubt. Im Straßenverkehr dürfen selbstfahrende Baumaschinen ebenfalls nur in definierten Bereichen bewegt werden. Wichtig ist außerdem, dass die Maschinen von qualifiziertem Personal kontrolliert und überwacht werden, das im Fall eines Problems schnell eingreifen kann.

Robotertechnik für die Baustelle der Zukunft

Neben selbstfahrenden Arbeitsmaschinen ist auch „Kollege Roboter“ längst in der Baubranche angekommen. Zu den typischen Einsatzgebieten zählen:

• das Herstellen von Bauprodukten

• das Bewehren von Betonbauteilen

• die Montage von Schalelementen

• Fachwerk- und Holzständerkonstruktionen

Ob zum Abreißen, Aufmessen, Mauern, Bohren oder Schweißen, zum Verputzen oder Streichen von Decken und Wänden oder zum Pflasterverlegen – Bauroboter sind für unterschiedlichste Arbeiten geeignet. Mithilfe von Greifsystemen, Roboterarmen und Exoskeletten lassen sich schwere Lasten präzise heben und platzieren. Fliegende Drohnen überwachen die Baustelle und den Baufortschritt per Videokamera aus der Luft und führen Inspektionen durch. Autonome 3D-Drucker sind in der Lage, Bauteile oder sogar ganze Gebäude zu „drucken“.

Aktuelle Entwicklungen und technologische Fortschritte

Die Digitalisierung von Baumaschinen bildet einen zentralen Pfeiler für die automatisierte Baustelle. Geeignete Lösungen haben inzwischen nahezu alle renommierten Hersteller im Programm. Allerdings handelt es sich bis lang fast ausnahmslos um Insellösungen.

Der britische Bau-, Industrie- und Landmaschinen-Hersteller J.C. Bamford Excavators Limited (JCB) stattet circa 85 Prozent seiner in Europa verkauften Maschinen standardmäßig mit dem Live-Link-Telematiksystem aus. Dieses informiert über den Zustand der Maschine, deren Auslastung, den Kraftstoffverbrauch und Stillstandszeiten, liefert einen detaillierten Ereignisverlaufsbericht und warnt bei Störungen in Echtzeit. Besonders gefragt bei den Kunden ist ein aus Geofence und Curfew bestehender Diebstahlschutz. Geofence gibt einen Alarm aus, wenn die Maschine den vorgegebenen Korridor verlässt. Curfew warnt bei Inbetriebnahme außerhalb des Einsatzortes.

Ein von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) entwickelter autonomer Bagger kann eigenständig Steinmauern errichten, indem er das Gewicht und den Schwerpunkt von Steinen bestimmt und diese dann optimal platziert. Ein weiteres Beispiel liefert das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) mit seinem autonomen Bagger „ALICE“, der komplexe Arbeiten unter realen Bedingungen erledigt und zu Dekontaminierungsaufgaben eingesetzt wird.

Zukunftsaussichten: Wie selbstfahrende Arbeitsmaschinen die Bauindustrie verändern

Autonome Mobilität bietet nicht nur im Straßenverkehr ein enormes Verbesserungspotenzial. Auch das Bauwesen wird mit autonomen Baumaschinen effizienter, produktiver und sicherer. Die Baubranche der Zukunft wird durch vernetzte Baustellen geprägt sein, auf denen alle Maschinen und Geräte miteinander und mit der Infrastruktur kommunizieren und Daten austauschen. Hieraus resultiert eine bessere Planung und Koordination der Bauprozesse. Gleichzeitig entstehen neue Berufsmöglichkeiten. So könnten Bauarbeiter künftig Programmier- und Steuerungstätigkeiten erledigen, während autonome Fahrzeuge und Roboter die schweren Arbeiten übernehmen.

Indem Sie wiederkehrende Aufgaben wie den Materialtransport, die Erdbewegung oder den Straßenbau automatisieren, können Sie Ihre Projekte gezielt vorantreiben und deutlich schneller und kosteneffizienter abschließen. Durch den Einsatz unbemannter Fahrzeuge und Baumaschinen in gefährlichen Umgebungen senken Sie außerdem das Risiko für Ihre Mitarbeiter. Als digitale Vermietplattform bietet klickrent zwar noch keine autonomen Maschinen, aber eine reiche Auswahl an klassischen Baumaschinen und modernem Baustellenequipment, welches für Sie bereitsteht und Sie bei der effizienten Umsetzung Ihrer Projekte unterstützt.

Sicherheitsaspekte bei der Arbeit mit autonomen Baumaschinen

Die kontinuierliche Weiterentwicklung selbstfahrender Arbeitsmaschinen wird in den nächsten Jahren zahlreiche innovative Anwendungen mit sich bringen. Allerdings steckt die Regulierung dieser Technologien bislang noch in den Kinderschuhen. Die Europäische Agentur für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (EU-OSHA) ist dabei, Leitlinien und Empfehlungen zu erarbeiten, die den sicheren Einsatz autonomer Baumaschinen und Bauroboter bei gleichzeitig maximalem Nutzen gewährleisten.