Automatisierte Kräne für die Baustelle der Zukunft

Die Studierenden mit ihren Professoren Michael Denzer (hintere Reihe, 2. von links) und Alexander Glock (hintere Reihe, ganz rechts) sowie Wolfgang Krause vom Unternehmen WOLFF & MÜLLER (hintere Reihe, ganz links). Foto: Hochschule Biberach

Steuern Kranführer ihre Kolosse künftig per Joystick aus der Ferne? Überwachen Sensoren und Kamerasysteme den Lade- und Hebevorgang und sorgen für millimetergenaue Präzision? Oder wie sieht die Baustelle der Zukunft aus? Mit dieser Fragestellung haben sich Studierende des Bau-Projektmanagements an der Hochschule Biberach (HBC) befasst. Im Rahmen ihrer Projektarbeit haben sie die Aufgabenstellung erhalten, künftige Szenarien für Baustellen zu entwickeln. Im Mittelpunkt ihrer Überlegung sollten die Möglichkeiten eines „automatisierten Krans“ stehen.

Was man sich darunter vorstellen kann? Zunächst tatsächlich einen Kran, der ohne direkte Steuerung durch einen Menschen bedient wird, erklären die Studenten Joshua Flaam (24), der als Projektleiter des studentischen Teams eingesetzt wurde, und sein Kommilitone Marco Piffer (28). Vielmehr kann der Kranführer von einem extra dafür ausgestatteten Büroarbeitsplatz aus das komplexe System bedienen. Sicherheit und Effizienz können durch solche innovativen Systeme verbessert werden, wissen die angehenden Projektmanager. Die Frage jedoch, mit der sich die Gruppe befassen sollte, geht über diese Fernsteuerung hinaus. Denn die Studierenden sollten neue Ideen entwickeln, wie vernetzte Kräne eingesetzt werden können und welche Innovationsschritte denkbar sind.

Keine leichte Aufgabe, das merkte das siebenköpfige Team schnell und machte sich deshalb zunächst an eine Fleißarbeit: die sorgfältige Analyse der Ist-Situation. Dafür nannten die Dozenten Prof. Dr.-Ing. Michael Denzer und Prof. Dr.-Ing. Alexander Glock zwei Ansprechpartner aus der Bauindustrie, die das Projekt begleitet haben: Dipl.-Ing. Wolfgang Krause vom Bauunternehmen Wolff & Müller, Stuttgart, sowie Dipl.-Ing. Michael Kreger vom Kranhersteller Liebherr, Biberach.

Zunächst stand eine Exkursion zu einem Bauvorhaben in der Landeshauptstadt an, um die einzelnen Arbeitsschritte, die mit dem Kran zusammenhängen, vor Ort genau unter die Lupe zu nehmen sowie die Optimierungspotenziale kennenzulernen, die die Fachkräfte in Sachen Logistik auf der Baustelle sehen.

Was macht der Kranfahrer, was der Anschläger, was der Bauleiter? Der Erste steuert das System und ist für die Inspektion zuständig, der Nächste hängt die Lasten an und organisiert die Hübe, auch steht er mit dem Kranfahrer im ständigen Kontakt. Die Bauleitung ist für die Sicherheit verantwortlich und übernimmt alle koordinierenden Aufgaben, legt den Standort des Kranes fest, sowie Anzahl und Größe. Wichtig in diesem Zusammenhang ist auch die Dokumentation des Baufortschritts, erläutern die beiden Studenten. „In einem Baustellentagebuch werden alle Informationen festgehalten“, berichtet Marco Piffer.

Anschließend durften die Studierenden im Liebherr-Werk Biberach moderne Kransysteme besichtigen und deren Vorteile in Augenschein nehmen. Die Experten dort zeigten ihnen auf, welche Vorteile eine „Intelligente Baustelle“ mit sich bringt, und welche Vernetzungen von Maschine und Mensch schon heute möglich sind. Dabei geht es zum einen um die Erhebung und Visualisierung von Informationen, die für weitere Bauvorhaben genutzt werden können, sowie zum anderen um Assistenzsysteme, die den Menschen zwar nicht ersetzen, aber unterstützen und „sehr präzise Aufgaben übernehmen“, erläutert Joshua Flaam.

Mit diesem Wissen machten sich die Studierenden an die zweite Phase: Die Überlegung, welche Innovationen sie sehen und für sinnvoll erachten. Dafür suchten sie Analogien zu anderen Branchen wie etwa die Automobilindustrie und zu anderen Technologien. 

Ein Beispiel: Der Gabelstapler, ausgestattet mit Leuchten am Heck sowie an der Front, die die Maschine weithin sichtbar macht und Andere warnt, bevor jemand in Gefahr kommen könnte. Ist die Idee auf den Kran übertragbar? Durchaus, so die Einschätzung der Studierenden, die davon ausgehen, dass das Bewegungsfenster und damit die Gefahrenzone des Krans, der ja Lasten an der einen Stelle aufhebt und an einem anderen Ort ablegt, dadurch besser sichtbar wäre.

„Wer sich auf der Baustelle aufhält, kann so am Boden, also ohne den Kopf zu heben, nachvollziehen, welcher Bereich nicht betreten werden soll. Das ist ein eindeutiger Vorteil in Sachen Arbeitssicherheit!“, erklärt Marco Piffer. Weitere Lösungen, die die Projektgruppe analysiert hat, liegen in den Bereichen Messtechnik und Navigationssysteme.

„Wenn wir die Daten dann noch mithilfe von künstlicher Intelligenz nach bestimmten Kriterien verarbeiten lassen, können wir gezielt Lösungen für den Betrieb und die Logistik von Baustellen abrufen“, schätzen die angehenden Projektmamanager. Diese Idee stellen die Studierenden zum Ende des Semesters vor. Dabei sind sie zuversichtlich, dass Professoren wie Praxispartner neugierig auf konkrete Ansätze sein werden.

„Gerade im Bereich der Digitalisierung kann die Baubranche noch innovativer werden. Unsere Idee wird aufzeigen, was möglich sein wird, wenn vorhandene Daten zielführend analysiert werden“, so Projektleiter Flaam.

Um einen tatsächlichen Mehrwert aus den Daten generieren zu können, wird es anschließend darum gehen, sie tatsächlich zu verarbeiten und zu implementieren. „Wir sind gespannt, was unsere Praxispartner umsetzen“.

Quelle: Hochschule Biberach, Fotos: Hochschule Biberach (1), Liebherr-International Deutschland GmbH (2,3)