Autonome Baumaschinen wie fahrerlose Kipper konnten bereits in Erzminen weltweit ihre Einsatzreife beweisen. Jetzt wird an autonomen Baggern gearbeitet, doch hier steht die Technik noch am Anfang.
Im Spätsommer 2016 konnte man im schwedischen Eskilstuna einen Blick auf die Baustelle der Zukunft werfen: Volvo Construction Equipment (CE) führte hier vor, wie ein autonomer Radlader und ein fahrerloser Muldenkipper zusammenarbeiten. Der Radlader schafft rund 70 Prozent der Marge, die eine vom Menschen gesteuerte Maschine normalerweise verlädt. Das ist eine ganze Menge weniger – aber dafür können autonome Baumaschinen rund um die Uhr arbeiten. „Die Maschinen können die gleiche Aufgabe entlang einer vorgegebenen Route wieder und wieder erledigen, und das während einer langen Zeitdauer. Aber diese Technologie steckt noch in den Kinderschuhen. Wir arbeiten an der Entwicklung von Lösungen, welche die vom Markt geforderte Sicherheit und Leistung bieten können“, erklärt Jenny Elfsberg, Direktorin für aufstrebende Technologien bei Volvo CE. „Wir haben noch einen weiten Weg vor uns. Es existieren also noch keine Pläne für eine Industrialisierung“, fährt sie fort. So kommunizieren die Maschinenprototypen noch nicht miteinander. Das aber ist für die Vermeidung von Kollisionen und die Vereinfachung eines effizienten Materialflusses von großer Bedeutung. Dennoch, Jenny Elfsberg ist sich sicher: „Autonome Maschinen erhöhen die Sicherheit in einem gefährlichen Arbeitsumfeld und beseitigen das durch menschliche Fehler verursachte Unfallrisiko. Auch werden sie sich wiederholende Aufgaben effizienter und präziser als ein menschlicher Bediener ausführen.“
Autonome Baumaschinen arbeiten zusammen
Auch der japanische Baumaschinen-Hersteller Komatsu arbeitet an autonomen Baumaschinen. Mit seinem „Smart Construction“-Konzept ist er hier schon recht weit. Allerdings sind die Bagger und Radlader bisher nur teilautonom: Der Baggerführer steuert zum Beispiel nur noch den Auslegerarm, während die Schaufel automatisch geführt wird. Ihre Höhe und Position werden mithilfe von Kameras am Bagger und GPS-Sensoren justiert. Das System „weiß“, wie viel Erde wo bewegt werden muss. Die Daten hierfür liefern Drohnen des US-Herstellers Skycatch mit Tausenden von Luftaufnahmen. Darauf basierend errechnet die Skycatch-Software ein dreidimensionales topografisches Geländemodell mit einer Genauigkeit von drei Zentimetern. Durch mehrere Millionen Messpunkte kann anschließend das zu bewegende Erdvolumen sehr viel genauer berechnet werden als mit herkömmlichen manuellen Verfahren.
Vollautomatischer Eisenerz-Transport
Bis vollautonome Bagger verfügbar sind, wird es noch dauern. Doch vollautonome Lkw sind bereits heute im Einsatz: Zum Beispiel führte die australische Bergbaugesellschaft Rio Tinto schon 2008 sogenannte Autonomous Haulage Systems (AHS – Autonome Transport Systeme) in seinen Eisenerz-Minen in der Region Pilbara ein. Aktuell ist die Gesellschaft mit 71 dieser autonomen Muldenkipper der weltweit größte Betreiber und Eigentümer von autonomen Lkw. Wobei der Begriff Lkw nicht so richtig passen will: Drei Stockwerke hoch sind die fahrerlosen, von Komatsu hergestellten Muldenkipper, die in den Minen Yandicoogina, Hope Downs 4 und Nammuldi den Transport des Eisenerzes übernehmen.
Höhere Produktivität, weniger Risiken für Mitarbeiter
Die Kipper sind mit leistungsstarken Computern ausgestattet, die die normalen Fahrfunktionen – Motor starten, beschleunigen, bremsen – steuern. Die Navigation erfolgt über GPS, eventuelle Gefahren identifiziert und vermeidet der Truck über Systeme zur Abstandserkennung und Kollisionsvermeidung. Zusätzlich werden die Fahrzeuge über ein Operationszentrum im 1.500 Kilometer entfernten Perth überwacht. Josh Bennett, für den Bergwerksbetrieb zuständiger Manager in der Mine Yandicoogina, erklärt: „Wir haben unsere gesamte Mine abgebildet und in ein Computersystem geladen. Das System berechnet dann, wie die Trucks durch die Mine manövrieren.“ Dabei wurden die Kipper so programmiert, dass sie ihre Ladung so effizient wie möglich transportieren. Mit Erfolg: Seit 2008 hat die autonome Flotte die Lade- und Transportkosten in den Minen um 13 Prozent gesenkt. „Autonome Trucks reduzieren für die Mitarbeiter die Gefahren und Risiken, die mit dem Betrieb schweren Gerätes verbunden sind, wie Vorfälle wegen Ermüdung, Verstauchungen und andere Bindegewebsverletzungen sowie die Belastung durch Lärm und Staub“, so Josh Bennett.