Wie Telematik zur Optimierung der Effizienz von Baumaschinen beiträgt

Baumaschinen haben im letzten Jahrzehnt einen technologischen Wandel durchlaufen, der zu erheblichen Verbesserungen bei Produktivität, Effizienz, Sicherheit und Umweltauswirkungen geführt hat.

AEMs neu veröffentlichtes Whitepaper,Vorteile von Baumaschinentechnologien und ihre Auswirkungen auf die Gesellschaft,bespricht vier wichtige Gerätefortschritte:

In den letzten über 30 Jahren haben diese vier Fortschritte (neben vielen anderen) zu Folgendem geführt:

Der technologische Wandel hat auch zu bahnbrechenden Verbesserungen der Geräteleistung geführt, sodass Bauunternehmen ihre Projekte schneller und genauer abschließen können. Das führt zu einer Win-Win-Win-Situation für Bauunternehmen, die Umwelt und die Gesellschaft insgesamt.

Alles beginnt mit der Maschinentelematik, einer Reihe von Technologien zur Fernverfolgung, Überwachung und Optimierung von Maschinenanlagen.

Wie jede Technologie hat sich auch die Telematik im letzten Jahrzehnt kontinuierlich weiterentwickelt. Dank anderer Technologien wie GPS-Tracking und Satellitenortung, Internetkonnektivität mit hoher Bandbreite, intelligenten Sensoren, fortschrittlicher Bildgebung, fortschrittlicher Berechnung, Vernetzung und Cloud Computing ist das Potenzial der Telematik in den letzten Jahren exponentiell gewachsen.

„Die Dinge haben sich von der Kenntnis, wo sich ein Gerät befindet, zu dem Wissen, was dieses Gerät tut, weiterentwickelt“, sagte Mike Granruth, Direktor für Geschäftsentwicklung beim AEM-Mitgliedsunternehmen Trimble. „Diese Art von Informationen stärkt nicht nur diejenigen, die für die Verwaltung der Ausrüstung verantwortlich sind, sondern auch diejenigen, die Baustellen und das Unternehmen als Ganzes verwalten. Alles hängt mit dem Konzept zusammen, ein Projekt pünktlich und im Rahmen des Budgets auszuführen und alles sicher zu erledigen.“

Telematik kann auch dazu beitragen, einige Aufgaben zu automatisieren, die ein Gerätemanager ausführen muss. Ein gutes Beispiel ist die als Geofencing bekannte Praxis.

„Geofencing ermöglicht es Managern, Alarme einzustellen und Warnungen zu generieren, wenn eine Maschine einen bestimmten Bereich erreicht“, sagte Ted Polzer, Leiter Produkt- und Kundensupport für Nordamerika beim AEM-Mitgliedsunternehmen Case Construction. „Manager können sogar Geofences um Bereiche herum einrichten, zu denen eine Maschine keinen Zugang haben soll.“

Aufgrund dieser Funktionalität kann Geofencing nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Umweltbelastung verbessern.

„Angenommen, es gibt ein niedriges Marschland in der Nähe einer Baustelle“, sagte Polzer. „Der Projektmanager möchte die Crew daran erinnern, dass sie nicht annähernd so weit gehen sollten. Das Einrichten von Alarmen und Warnungen basierend auf Geofencing in einem sensiblen Bereich hilft Managern dabei, alle notwendigen Korrekturmaßnahmen mit den Bedienern zu ergreifen.“

Während die Telematik immer ausgereifter wird, wird sie immer weiter verbessert und erhält zusätzliche Funktionalität. Die Telematik umfasst zunehmend auch Sensoren zur Erfassung von Daten, beispielsweise wie viel Kraftstoff oder Dieselabgasflüssigkeit (DEF) sich in einer Maschine befindet.

Denken Sie an ein Gerät, das über Nacht auf der Baustelle zurückgelassen wird. Die Crew taucht am nächsten Morgen auf und stellt fest, dass die Ausrüstung nur noch wenig AdBlue enthält. „Mit Telematik könnten solche Bedürfnisse schon vor Arbeitsbeginn erfasst werden“, sagte Polzer. „Diese Art von Einblick in die Ausrüstung zu haben, ist eine enorme Zeitersparnis.“

Wenn Bauunternehmen Zeit sparen, sparen sie auch Geld – und das kann indirekte Auswirkungen auf die Gesellschaft haben.

„Wir reden gerne über ‚billiger, schneller, besser, umweltfreundlicher‘“, sagte Granruth. „Das Bauunternehmen gewinnt, und damit auch der Verbraucher. Arbeits- und andere Projektkosten werden reduziert. Straßen sind nicht so lange gesperrt. Bei öffentlichen Projekten werden Steuergelder gespart. Und natürlich verringert sich durch die höhere Effizienz auch der CO2-Fußabdruck.“

Um den CO2-Fußabdruck weiter zu reduzieren, hilft die Telematik Bauunternehmen auch dabei, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Wenn die Telematik für alle Geräte einer Bauflotte genutzt wird, können in Nordamerika jedes Jahr Millionen Gallonen Dieselkraftstoff eingespart werden.

„Ohne Telematik haben Manager nicht die Maschinentransparenz, die sie benötigen, um Verfahren einzurichten und das Bedienerverhalten zu ändern“, sagte Granruth. Er bezieht sich auf schlechte Angewohnheiten wie das Zulassen, dass eine Maschine übermäßig im Leerlauf läuft, was sich negativ auf den Motor und das Nachbehandlungssystem auswirkt. Auch der Leerlauf verschwendet viel Kraftstoff. Tatsächlich wird geschätzt, dass 10–30 % des Kraftstoffverbrauchs von Baumaschinen im unproduktiven Leerlauf entsteht. Durch den Einsatz von Telematik könnte der unproduktive Leerlauf um durchschnittlich 10–15 % reduziert werden.

Granruth hat mit einer großen Flotte zusammengearbeitet, die sogar noch bessere Ergebnisse erzielt hat. Die Flotte verbrauchte typischerweise 30.000 Gallonen Dieselkraftstoff pro Woche. Durch eine bessere Verwaltung der Leerlaufzeiten konnte die Flotte etwa 6.000 Gallonen Kraftstoff pro Woche (20 %) einsparen. Geht man von einem Preis von 4,18 US-Dollar pro Gallone aus, entspricht das einer Ersparnis von über 25.000 US-Dollar pro Woche. Unter der Annahme einer Auslastung von 50 % entspricht dies einer Ersparnis von 650.000 US-Dollar pro Jahr.

Ebenso beeindruckend war die Reduzierung der CO2-Emissionen. „Diese Flotte spart 134.630 Pfund CO2 pro Woche“, sagte Granruth. „Das sind etwa 55 Hin- und Rückflüge von New York nach Los Angeles pro Woche.“

In der gesamten nordamerikanischen Bauindustrie entspricht die durch die Reduzierung des unproduktiven Leerlaufs eingesparte Treibstoffmenge einer 800-fachen Weltumrundung. Die Daten machen es deutlich. Der Einsatz von Telematik zur Reduzierung unproduktiver Leerlaufzeiten ist sowohl aus finanzieller als auch aus ökologischer Sicht eine große Chance.

Auch auf andere Weise reduzieren Bauunternehmen den Kraftstoffverbrauch und den CO2-Ausstoß. Polzer verwies auf die Geräteauslastung und die Effizienz auf der Baustelle.

„Wenn man die Zeit, die eine Maschine im Leerlauf verbringt, erst einmal berücksichtigt, kann ein guter Gerätemanager beginnen, herauszufinden, ob bestimmte Geräte überhaupt notwendig sind oder nicht“, sagte Polzer. Vielleicht hätte eine Site auch mit einem Loader weniger funktionieren können. Andererseits konnten die Bagger vielleicht nicht mit den Transportern mithalten. Der Gerätemanager möchte möglicherweise weitere Bagger hinzufügen oder vielleicht auf größere Maschinen umrüsten.

„Was Sie nicht wollen, sind Transporter, die stillstehen und unproduktiv sind“, sagte Polzer. „Telematik kann dazu beitragen, den Gerätemanager auf solche Dinge aufmerksam zu machen.“

„Ausfallzeiten lassen sich nie vermeiden, da weiterhin Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen. Aber die Telematik hilft einem Gerätemanager dabei, einen guten Zeitpunkt für die Planung zu finden, wenn die Ausfallzeit die geringsten Auswirkungen hat.“– Ted Polzer von Case Construction

Wenn Gerätemanager einen besseren Einblick in den Betrieb ihrer Maschinen haben, können sie auch die Wartung dieser Maschinen verbessern. Auch dies kann zu einem Win-win-win-Ergebnis führen.

„In der Vergangenheit wurde die vorbeugende Wartung von Geräten von den Betriebsstunden bestimmt“, sagte Granruth. „Die Möglichkeit, dies aus der Ferne zu überwachen, ermöglicht es den Gerätemanagern, ihre Wartungsarbeiten viel schneller durchzuführen.“

„Ausfallzeiten lassen sich nie ganz vermeiden, weil immer noch Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen“, fügte Polzer hinzu. „Aber Telematik hilft einem Gerätemanager dabei, einen guten Zeitpunkt für die Planung zu finden, wenn die Ausfallzeit die geringsten Auswirkungen hat.“

Die Telematik verfügt auch über eine Fehlercode-Funktionalität. Verschiedene Sensoren überwachen, ob der Motor und andere Maschinenkomponenten ordnungsgemäß funktionieren. Mithilfe der Telematik kann diese Überwachung aus der Ferne durchgeführt werden, wodurch Gerätemanager ungeplante Ausfallzeiten vermeiden können, indem sie den Service einplanen, wenn beunruhigende Fehlercodes auftreten. All dies trägt dazu bei, dass die Ausrüstung in Top-Zustand läuft, was dazu beiträgt, dass Projekte auf Kurs bleiben.

Nun stellt ein Konzept namens „Predictive Maintenance“ die nächste Grenze der Maschinentelematik dar.

„Bei der Vorbeugung geht es einfach darum, routinemäßige Wartungsarbeiten zu planen“, sagte Granruth. „Bei Predictive geht es darum, die Leistung der Maschine aktiv zu überwachen, um festzustellen, welche Wartung wann durchgeführt werden muss.“

Ein Bagger kann beispielsweise damit beauftragt werden, Sand, Lehm oder Gestein zu graben. Jede Umgebung stellt eine andere Belastung für den Bagger dar. Die Telematik erfasst verschiedene Erkenntnisse wie Kraftstoffverbrauch und Hydraulikdruck. „Dadurch kann ein Gerätemanager den Wartungsplan basierend auf der tatsächlichen Leistung der Maschine optimieren“, sagte Granruth.

Telematik kann auch dabei helfen, zu bestimmen, wann bestimmte Komponenten ausgetauscht werden sollten, bevor es zu einem Ausfall kommt. Telematikdaten können beispielsweise zeigen, dass Schläuche an einem Bagger nach einem dritten Anstieg des Hydraulikdrucks dazu neigen, zu brechen. Durch einen vorausschauenden Ansatz bei der Wartung und Überwachung der Telematikdaten kann ein Gerätemanager entscheiden, den Schlauch nach der zweiten Spitze auszutauschen, bevor ein Ausfall wahrscheinlich ist. Möglicherweise könnte dieser Schlauchaustausch sogar während der normalen planmäßigen Wartung der Maschine erfolgen, um die Ausfallzeiten weiter zu reduzieren.

Da die Vorteile der Maschinentelematik deutlich geworden sind, versuchen immer mehr Gerätebesitzer, diese leistungsstarke Technologie besser zu nutzen. Aber es muss noch mehr passieren, um eine breite Akzeptanz zu gewährleisten. Wie im AEM-Bericht dargelegt, können vier Schlüsselmaßnahmen eine entscheidende Rolle spielen:

Granruth sagte, dass die Verfügbarkeit und Konsistenz der Telematik ebenfalls von entscheidender Bedeutung seien und dass man bereits große Fortschritte gemacht habe. Alle großen Gerätehersteller bieten mittlerweile ein gewisses Maß an Konnektivität und Telematik für neue Geräte an. Laut Granruth wurden auch hohe Standards für Telematikdaten und -funktionen eingeführt, um den Gerätebesitzern ein positives Erlebnis zu bieten.

Polzer sagte, es sei auch wichtig, den Gerätemanagern und Technikern den Zugriff und die Nutzung der Telematikdaten zu erleichtern.

Case Construction Equipment beispielsweise integriert Telematikdaten in seine elektronischen Servicehandbücher, wo Techniker ohnehin viel Zeit verbringen. „Nachdem wir all diese Telematikdaten direkt mit der Herausforderung, die sie reparieren wollten, gruppierten, begannen unsere Händlertechniker damit, sie zu nutzen“, sagte Polzer. „Und als sie anfingen, es zu nutzen, begannen sie, mehr zu verlangen.“

Auf dem weiteren Weg ist es hilfreich, mit Gerätebesitzern auf eine Art und Weise über Telematik zu sprechen, die bei ihnen Anklang findet. „Gerätebesitzer müssen sich darüber im Klaren sein, dass sie im Interesse der Nachhaltigkeit nicht auf Produktivität und Rentabilität verzichten müssen“, sagte Granruth.

Tatsächlich kann Telematik eine Win-Win-Win-Situation für die Bauindustrie, die Gesellschaft und die Umwelt bewirken.

Die Association of Equipment Manufacturers (AEM) hat eine Studie veröffentlichtDarin wird dargelegt, wie Baumaschinentechnologien die Bauindustrie vorangebracht und einem breiten Spektrum von Interessengruppen zugute gekommen sind, von Auftragnehmern über Eigentümer bis hin zur Gesellschaft als Ganzes.

Die Vorteile von Baumaschinentechnologien und ihre Auswirkungen auf die Gesellschaft beschreibt vier Baumaschinentechnologien, die eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Branche spielen und dadurch Vorteile für Produktivität und Leistung, Planet und Umwelt sowie Menschen und Sicherheit ermöglichen. Für weitere Informationen besuchen Sieaem.org/insights.

Achten Sie auf zukünftige Artikel, in denen drei weitere Fortschritte bei Baumaschinen besprochen werden: Maschinen- und Planiersteuerung, Motoren und Antriebsstränge sowie digitale Steuerungssysteme.

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