Autonomie, e-Mobilität und Gaming für kompakte Baumaschinen

Eine der auffälligsten Entwicklungen auf dem Kompaktmaschinenmarkt ist die zunehmende Elektrifizierung. Umweltaspekte und die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Lösungen haben dazu geführt, dass Hersteller verstärkt auf elektrisch betriebene Kompaktmaschinen setzen. Diese umweltfreundlichen Alternativen bieten zahlreiche Vorteile, darunter geringe Emissionen, geringere Betriebskosten und leisere Arbeitsumgebungen. Elektrische Kompaktlader, Minibagger und Teleskoplader sind bereits auf dem Markt und erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Wichtiger Vorteil dabei: Elektrifizierte Kompaktmaschinen sind nicht nur deutlich leiser, sie reduzieren auch die Gesamtbetriebskosten erheblich. Traditionelle Dieselmotoren erfordern zudem regelmäßige Wartung und den Kauf von teurem Kraftstoff. Elektromaschinen bieten hier klare Vorteile.
Die Elektrifizierung des Kompaktmaschinenmarktes hat dementsprechend in den letzten Jahren enorm an Fahrt aufgenommen, angetrieben von Fortschritten in der Batterietechnologie und auch dem wachsenden Umweltbewusstsein. Immer mehr Hersteller bieten elektrisch betriebene Optionen in ihrem Produktportfolio an. Die Maschinen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Landschaftsbau, Abbruch, Straßenbau und vieles mehr.
Die Vorteile der Elektrifizierung sind vielfältig. Elektrische Kompaktmaschinen sind nahezu emissionsfrei und tragen dazu bei, die Umweltbelastung zu reduzieren. Dies ist von besonderer Bedeutung in urbanen Gebieten, in denen strenge Umweltauflagen gelten. Elektromaschinen sind auch effizienter, da sie leisere, vibrationsfreiere und kostengünstigere Betriebsbedingungen bieten. Dies ermöglicht eine bessere Arbeitsumgebung für Bediener*innen und reduziert den Einfluss auf die Umgebung.

Mehr Leistung dank Elektrifizierung

Komatsu hat mit dem „PC01E-1“ beispielsweise bereits im Frühjahr 2023 einen gemeinsam mit Honda Motor entwickelten elektrischen Mikrobagger herausgebracht. Im Rahmen der Entwicklung wurde der konventionelle „PC01“ Mikrobagger elektrifiziert und mit dem „Honda Mobile Power Pack e:“ sowie „Honda eGX“, einer elektrifizierten Antriebseinheit ausgestattet. Das konventionelle Modell wird meist sehr nahe an Menschen, Bäumen und Pflanzen für eingesetzt, durch die Elektrifizierung reduziere der PC01E-1 nicht nur den Geräuschpegel und die Abwärme, sondern ermögliche auch umweltfreundliches, komfortables Arbeiten ohne Abgase sowohl draußen als auch in Innenräumen, verspricht der Hersteller. Für unterbrechungsfreies Arbeiten könnten zudem die Akkus einfach ausgetauscht werden. Da der neue elektrische Motor hohe Leistung auch bei niedrigen Drehzahlen liefert, sei mit dem PC01E-1 mehr Aushub möglich als beim Betrieb des konventionellen Modells bei niedrigen Drehzahlen. Zudem sollen deutlich weniger Wartungsarbeiten anfallen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Elektrifizierung ist die Reduzierung der Betriebskosten. Im Vergleich zu Dieselmaschinen sind Elektromaschinen günstiger im Betrieb. Elektrizität ist in der Regel kostengünstiger als Dieselkraftstoff, und elektrische Maschinen haben weniger bewegliche Teile, was zu niedrigeren Wartungskosten führt. Elektro-Kompaktmaschinen bieten auch die Möglichkeit zur Integration in erneuerbare Energiequellen wie Solarenergie oder Windkraft. Dies ermöglicht den Betreibern, ihren ökologischen Fußabdruck weiter zu reduzieren und unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu werden.

Digitale Integration und Automatisierung

Die Integration digitaler Technologien in Kompaktmaschinen hat die Effizienz und Präzision in der Baubranche erheblich erhöht. GPS-gesteuerte Systeme, Internet of Things (IoT) und Telematiklösungen sind mittlerweile Standard in vielen Kompaktmaschinen. Diese Technologien ermöglichen es den Bediener*innen, Aufgaben genauer und schneller auszuführen, was zu einer Steigerung der Produktivität führt.
Mit GPS-Steuerungssystemen können Kompaktmaschinen genaue Baupläne verfolgen, was zu einer höheren Präzision und Effizienz in der Arbeit führt. Die Bediener*innenkönnen auch Maschinen aus der Ferne überwachen, was die Sicherheit und Überwachung in Echtzeit verbessert. Diese Technologien eröffnen neue Möglichkeiten für die präzise Durchführung von Aufgaben, insbesondere in komplexen Bauprojekten.
IoT hat wiederum die Möglichkeit geschaffen, Maschinen miteinander zu vernetzen und Daten in Echtzeit auszutauschen. Dies ermöglicht eine bessere Koordination von Bauprojekten und eine schnellere Reaktion auf Änderungen. Telematiklösungen liefern wichtige Informationen zur Maschinenleistung, Wartung und Standortverfolgung, was zu einer besseren Auslastung und einer längeren Lebensdauer der Maschinen beiträgt.

Immer Zugriff auf wichtige Maschineninformationen

Der Kompaktmaschinen-Hersteller Bobcat bietet beispielsweise mit „Machine IQ“ jederzeit und überall Zugang zu wichtigen Maschineninformationen der Bobcat-Geräte. Der Abonnementdienst ist in zwei Paketen für Kunden und Händler erhältlich und ermöglicht es, den Zustand der Maschinen zu überprüfen und Informationen zur Verbesserung von Wartung, Sicherheit und Leistung aus der Ferne zu verfolgen. Mit dem Tool könnten Kunden das Beste aus ihren Bobcat-Maschinen herausholen, mehr erreichen und gleichzeitig ihre Investition schützen, verspricht der Hersteller.

Durch Machine IQ hätten Kunden rund um die Uhr Zugang zu wichtigen Maschineninformationen auf ihren Smartphones oder Computern. Anhand dieser Informationen könnte der Maschineneinsatz optimiert und Aufträge mit maximaler Rentabilität geplant werden, indem Leerlaufzeiten auf ein Minimum reduziert und der Kraftstoffverbrauch verfolgt würden. Mittels Wartungsbenachrichtigungen werde die Wartungsplanung zudem zum Kinderspiel, wie Tomas Plechaty, seines Zeichens Machine IQ Senior Program Manager bei Bobcat EMEA, erläutert. Bediener*innen würden dabei Zeit und Geld sparen, da sie die Maschinenwartung effizient planen und die Baustellen während der geplanten Ausfallzeiten verwalten könnten.
Dabei steigere die Verbindung von Kunden mit ihren Maschinendaten nicht nur die Effizienz, sondern sorge auch für mehr „Sorgenfreiheit“. Machine IQ erhöhe die Sicherheit, indem es Anwender*innen die Möglichkeit gibt, Geofences und Zeiteinschränkungen für Maschinen zu erstellen. So hätten diese die Gewissheit, dass ihre Investition durch individuell anpassbare Benachrichtigungen geschützt sei und Benutzer gewarnt würden, wenn eine Maschine unbefugt bewegt werde. „Da der Schwerpunkt auf der Benutzerfreundlichkeit liegt, sind wir zuversichtlich, dass die Pakete die Bedürfnisse von Kunden und Händlern weltweit erfüllen und ihnen helfen werden, ihr Geschäft auszubauen“, unterstreicht Plechaty.
Das Standard-Paket von Machine IQ ist in den ersten zwei Jahren ab dem Auslieferdatum der Erstmaschine kostenlos. Zu den Standardfunktionen von Machine IQ zählen grundlegende Telematik, benutzerdefinierte Namen der Maschine und die Verfolgung von Wartungsintervallen. Das Premium-Paket bietet darüber hinaus die Möglichkeit, das Maschinenabonnement mit aussagekräftigeren Berichtsdaten zur verbesserten Maschinenüberwachung zu erweitern.

Maschinenbewegungen automatisiert beschränken

Auch Caterpillar präsentierte unlängst neue benutzerfreundliche Assistenzsysteme für die Mini-Hydraulikbagger „Cat 306 CR“, „308 CR“ und „309 CR“ der nächsten Generation. Das System „E-Fence“ beschränke die Maschinenbewegung innerhalb der von Fahrer*innen voreingestellten Grenzen, während „­Indicate“ den Fahrer*innen helfe, vorgegebene Maße schnell und sicher zu erreichen. Die neuen Assistenzsysteme seien dem Hersteller zufolge ideal zum Graben von Fundamenten, für den Bau von Entwässerungs- und Kläranlagen, Bewässerung, Stromversorgung und ähnlichen Anwendungen geeignet. Sie würden es Bediener*innen aller Erfahrungsstufen erlauben, effizienter und genauer zu arbeiten.

„Auch bei den kompakten Cat Baumaschinen finden Assistenzsysteme ihren Einzug in der Maschinentechnologie“, betont Manfred Pani von Zeppelin Österreich. „Sie vereinfachen den Betrieb, es kommt zu genaueren und sichereren Arbeitsabläufen und senken somit die Betriebskosten.“
Ein weiterer Bereich der Automatisierung ist die Integration von autonomen Funktionen in Kompaktmaschinen. Fortschritte in der Robotik und künstlichen Intelligenz ermöglichen Maschinen, Aufgaben autonom auszuführen. Dies ist besonders nützlich in gefährlichen Umgebungen oder bei monotonen, sich wiederholenden Aufgaben. Autonome Kompaktmaschinen können mithilfe von Sensoren Hindernisse erkennen und Hindernisse umfahren, wodurch Unfälle vermieden werden. Diese Entwicklung hat das Potenzial, die Sicherheit am Arbeitsplatz erheblich zu verbessern.
Huppenkothen setzt beispielsweise bereits seit mehreren Jahren auf die Hub- und Schwenkbegrenzung „HUPPLimit“. Dabei setzen die Nutzer*innen der Maschine die einzuhaltenden Limits. Die Grenzpunkte für den Hub- und Schwenkbereich würden im Rahmen dessen angefahren, am Bediengerät festgelegt und bestätigt. Die Steuerung könne dabei universell, sowohl als reine Hub- oder Schwenkbegrenzung oder als kombinierte Hub- und Schwenkbegrenzung verwendet werden. Werde ein Grenzbereich erreicht, werde die Vorsteuerung für diese Bewegung gesperrt. Die Stellung des Hauptarms wird mittels Neigungssensor erfasst, bei eingeschalteter Schwenkbegrenzung werde zudem auch die Seitenversetzung gesperrt.
Ein großer Vorteil die Unabhängigkeit, sowohl von einer direkten GPS Verbindung als auch von anderen externen Datenquellen (wie etwa dem Mobilfunknetz). Durch diese Unabhängigkeit von einem direkten Netzzugang sei auch ein Einsatz unter Tage beziehungsweise im Tunnelbau möglich.

Kompakt und trotzdem leistungsstark

Ein weiterer Trend am Kompaktmaschinenmarkt ist die stetige Weiterentwicklung der Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig kompakter Bauweise. Hersteller arbeiten kontinuierlich daran, die Leistungsfähigkeit ihrer Maschinen zu steigern, ohne die Größe wesentlich zu verändern. Dies ermöglicht es den Anwender*innen, in beengten Baustellenumgebungen effizienter zu arbeiten. Dieser Trend hat sich insbesondere in städtischen Umgebungen als äußerst nützlich erwiesen, wo der Platz oft begrenzt ist.
Mit dem „A 918 Compact Litronic“ hat beispielsweise Liebherr einen Kompakt-Mobilbagger im Programm, der neben der kompakten Bauweise durch hohe Leistungsfähigkeit sowie durch eine sehr gute Fahrleistung bei sehr geringem Kraftstoffverbrauch überzeugen soll. Das Einsatzgewicht des A 918 Compact Litronic liege dem Hersteller zufolge bei 17.500 bis 19.600 kg. Die 115 kW/156 PS starke Maschine kombiniere Kraft und Geschwindigkeit ideal mit enormer Flexibilität. Die Anforderungen der Abgasstufe IV würden mit der Kombination aus einem Dieseloxidationskatalysator und einem SCR-System erfüllt, betont der Hersteller. Ein Partikelfilter könne optional, je nach Anforderung. eingebaut werden. Das Gesamtsystem reduziere die Abgasemissionen effektiv und habe dabei keine Leistungseinbußen zur Folge.
Mit dem „Liebherr-Power-Efficiency (LPE)“-System,, welches alle Powermanagementprozesse der Liebherr-Compact-Mobilbagger optimal regeln soll, werde der Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert. Das proaktive Eingreifen in die Motorsteuerung, die Veränderung des Schwenkwinkels der Hydraulikpumpe und die Anpassung der Motordrehzahl sollen dabei zum optimalen Wirkungsgrad der Antriebskomponenten in jeder Arbeitssituation führen.
Die Kompaktmaschinenbranche hat auch verstärkt auf die Entwicklung von Mehrzweckmaschinen gesetzt. Dies sind vielseitige Maschinen, die für eine breite Palette von Aufgaben eingesetzt werden können, was den Bedarf an verschiedenen spezialisierten Maschinen reduziert und die Investitionskosten senkt. Mehrzweckmaschinen sind in der Lage, verschiedene Anbaugeräte und Werkzeuge zu nutzen, um sich den sich ändernden Anforderungen in Bauprojekten anzupassen.

Wachsende Gamification der Steuerlösungen

In der modernen Bauindustrie stehen Effizienz, Genauigkeit und Produktivität an vorderster Stelle. Die Steuerung von Kompaktmaschinen erfordert präzise Fähigkeiten und Fachwissen. Um den Betrieb dieser Maschinen zu optimieren und gleichzeitig die Schulung der Bediener*innen zu vereinfachen, greift die Branche vermehrt auf innovative Methoden zurück. Ein wachsender Trend in der Branche ist die sogenannte Gamification, bei der spielerische Elemente in die Bedienung von Kompaktmaschinen integriert werden, um die Leistung und Schulung zu verbessern.
Gamification ist ein Ansatz, bei dem Spielmechaniken und -elemente in nicht-spielerische Kontexte integriert werden, um die Motivation, das Engagement und die Leistung zu steigern. Dieser Ansatz hat in verschiedenen Branchen, einschließlich der Bildung und des Gesundheitswesens, bereits Erfolge ­erzielt. In der Bauindustrie wird die Gamification zunehmend genutzt, um Bediener*innen von Kompakt­maschinen zu schulen, zu motivieren und zu belohnen. Die Schulung neuer Bediener*innen ist eine der Hauptanwendungen der Gamification. Anstatt trockener Theorie und monotoner Praxisübungen werden Schulungsprogramme zunehmend in spielerische Herausforderungen umgewandelt. Dies kann in Form von Simulationsspielen, Wettbewerben oder virtuellen Übungen erfolgen.
In solchen Spielen müssen die Teilnehmer bestimmte Aufgaben erfüllen, die den Betrieb von Kompaktmaschinen simulieren. Diese Aufgaben können das Beladen von LKWs, das Graben von Gräben oder das Verlegen von Rohren umfassen. Die Bediener*innen werden dazu ermutigt, diese Aufgaben so präzise und effizient wie möglich auszuführen. Dabei werden Punkte oder Belohnungen vergeben, je nachdem, wie gut die Aufgaben erledigt werden. Die Gamification von Schulungsprogrammen macht das Lernen interaktiver und motivierender. Die Bediener*innen können ihre Fähigkeiten in einer sicheren Umgebung entwickeln und gleichzeitig um die besten Ergebnisse konkurrieren.

Spielend Leistung optimieren

Die Gamification beschränkt sich aber nicht nur auf die Schulung, sondern erstreckt sich auch auf den täglichen Betrieb von Kompaktmaschinen. Bediener*innen können während ihres Arbeitstags an Challenges oder Wettbewerben teilnehmen, die darauf abzielen, ihre Leistung zu steigern.
Zum Beispiel könnten Bediener*innen in einem Wettbewerb darum konkurrieren, wer in einer bestimmten Zeit die meisten Schaufeln Erde bewegen kann, ohne dabei Genauigkeit und Sicherheit zu vernachlässigen. Diejenigen, die die besten Ergebnisse erzielen, können Belohnungen oder Anerkennungen erhalten. Solche Wettbewerbe schaffen Anreize für Bediener*innen, ihr Bestes zu geben und ihre Fähigkeiten kontinuierlich zu verbessern.
Moderne Kompaktmaschinen sind häufig auch mit Telematiksystemen ausgestattet, die Echtzeitdaten zur Maschinenleistung liefern. Diese Daten können in die Gamification integriert werden, um Bediener*innennenn unmittelbare Rückmeldungen zu ihrem Betrieb zu geben. Ein Beispiel wäre die Verwendung von Telematikdaten, um den Bediener*innen zu zeigen, wie präzise sie bei der Ausführung von Aufgaben waren. Dies könnte in Form von Punkten oder Belohnungen erfolgen, die auf der Genauigkeit und Effizienz basieren. Bediener*innen erhalten so unmittelbares Feedback über ihre Leistung und können gezielt an Verbesserungen arbeiten.
Die Gamification hat sich in der Bauindustrie als äußerst effektive Methode erwiesen, um die Schulung von Bediener*innennenn zu verbessern und die Leistung zu steigern. Mit den Fortschritten in Telematik und Digitalisierung wird die Integration von Gamification in die Bedienung von Kompaktmaschinen noch weiter wachsen. In der Zukunft könnten immersive virtuelle Realitätsumgebungen eingesetzt werden, um Bediener*innen realistische Simulationen von Bauprojekten zu bieten. Diese Simulationen könnten komplexe Szenarien nachstellen, die es Bediener*innen ermöglichen, ihre Fähigkeiten in herausfordernden Umgebungen zu testen. Die Gamification wird auch dazu beitragen, die jüngere Generation für den Beruf der Kompaktmaschinen-Bediener*innen zu begeistern. Junge Menschen, die mit Videospielen aufgewachsen sind, werden sich von spielerischen Schulungsmethoden angezogen fühlen und ihre Fähigkeiten schneller entwickeln.

www.zeppelin.com
www.liebherr.com
www.bobcat.com
www.huppenkothen.com
www.kuhn.at