Briefing 2019

Ausgangslage

Wacker Neuson ist ein führender Anbieter von Rüttelplatten zur Bodenverdichtung. Bodenverdichtung ist ein notwendiger Prozess in fast allen Bauprojekten, sei es Straßenbau, Tiefbau, Gartenbau. Ein Kernstück der Wacker Neuson Produktlinie stellen große Rüttelplatten im Bereich von 700 bis 1200 kg dar, die zum Teil auch per Fernbedienung gesteuert werden können.

In anderen Branchen wie z.B. der Automobilindustrie und dem Großmaschinenbau beschäftigt man sich bereits intensiv mit der Entwicklung autonomer Fahrzeuge und Maschinen. Mit der zunehmenden Verbreitung der entsprechenden Technologien, der Notwendigkeit zur Effizienzsteigerung in der Bauwirtschaft sowie dem Mangel an Fachkräften steigt der Bedarf am Markt nach neuartigen, intelligenten Maschinen, die automatisiert bzw. autonom bestimmte Arbeiten am Bau verrichten können.

Wacker Neuson möchte seine Vorreiterrolle im Bereich der Rüttelplatten ausweiten und aus diesem Grund zukünftig verstärkt auch auf die Herstellung vernetzter bzw. autonomer Baumaschinen mit digitalem Mehrwert setzen.

Im Hinblick auf autonome Rüttelplatten hat Wacker Neuson bereits einen ersten Prototypen aufgebaut, der auf hohes Kundeninteresse gestoßen ist. Diese prototypische Lösung ist robust und auch nachrüstbar, da sie keine Änderungen an der bestehenden Rüttelplatte nach sich zieht. Aber sie stößt auf ihre Grenzen, sobald es um die Verdichtung großer Flächen geht, bei der die Automatisierung erst richtig wirtschaftlich wird.

Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellung konzentriert sich primär auf die folgenden Fragestellungen. Dabei ist zu beachten, dass Lösungen im Bau Schmutz und Wetter, sowie Teile auf der Platte selbst starken Vibrationen ausgesetzt sind. Die Bediener können mit Maschinen umgehen, aber haben meist keine technische Ausbildung. Sicherheit und Zuverlässigkeit für Bediener sind Priorität.

  1. Markierung des Feldes: Wie kann das Feld, das verdichtet werden soll, markiert/erkannt werden? Eine typische Größe wären Längsmaße von 20 bis 50 m (Parkplatz, Fundamentplatte für Hochbau, Straßenabschnitte, Gleisbau, etc.). Wie kann man Bereiche, die nicht verdichtet werden sollen, aussparen? Können dafür digitale Baupläne (BIM) herangezogen werden?

  2. Tracking der Rüttelplatte: Wie kann die Position der Rüttelplatte auf dem Feld festgestellt und verfolgt werden? Welche Sensorik ist dafür erforderlich?

  3. Umfelderkennung & Sicherheit: Mit welchen Mitteln können Hindernisse und Gefahren erkannt werden? Wie soll die Rüttelplatte darauf reagieren? Wie kann außerdem dafür gesorgt werden, dass für den Bauprozess notwendige Prozesse, wie z.B. das Auffüllen von Material in der Nähe der Platte, stattfinden können, während intervenierende Ereignisse, wie z.B. spielende Kinder, zum Abschalten der Platte führen?

  4. Bodenbeschaffenheit: Wie kann man die Beschaffenheit des Bodens erkennen und die Rüttelplatte steuern, um ein optimales Verdichtungsergebnis zu erreichen?

  5. Erkennung der Verdichtungslagen: Bei typischen Verdichtungsarbeiten wird der zu verdichtende Boden lagenweise eingebaut. Wie können die verschiedenen Verdichtungslagen erkannt und in die Datenerfassung integriert werden und wie kann dokumentiert werden, dass jede Lage hinreichend verdichtet wurde? (Die Erkennung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Teilbereiche des zu verdichtenden Feldes mit einer neuen Verdichtungslage aufgefüllt werden, während der Verdichter an anderer Stelle arbeitet.)

  6. Nachrüsten: Wie können bestehende Rüttelplatten elektrisch bzw. mechanisch zu autonomen Rüttelplatten umgebaut werden?

  7. Daten: Welche Daten können generiert werden und wie kann mit den Daten Mehrwert geschaffen werden? Welche Daten (wie Geodaten, Maschinen-Telematik, Verdichtungsdaten) könnten hierzu herangezogen werden?

  8. Prozess: Wie sieht der Prozessablauf bei der Nutzung der Lösung im Feld aus? Wie interagiert der Nutzer mit dem System?

  9. Baustellenumfeld: Wie sieht das typische Umfeld auf der Baustelle aus? Welche Dinge/Systeme/Informationen gibt es bereits, mit denen eine autonome Rüttelplatte interagieren bzw. Daten austauschen könnte?

  10. Kosten/Nutzen: Welches Kosten-Nutzen-Potenzial ergibt sich aus der Lösung?

  11. Kreativität & Technologien: Was können wir von anderen Bereichen und Branchen, wie z.B. dem Gaming, der Automobilindustrie oder der Smartphone-App-Entwicklung, für unseren Anwendungsfall lernen und übernehmen? Welche neuen Interaktionsmöglichkeiten zwischen Mensch und Maschine bzw. Umfeld bringt das mit sich? Welche Technologien und neuen Ansätze könnten zum Einsatz kommen, die in Folge wiederum auch eine neue Generation von Arbeitskräften ansprechen könnten?

  12. Steuerungstechnik der Platte: Welche Konzepte zur einfachen Steuerung der Platte mit handelsüblichen Devices (Tablet, Handy, Gaming Controller, etc. unter Beachtung der Ergonomie) gibt es als Lösung? Wie könnte ein solches Steuerungssystem grundsätzlich aussehen?

Das Ziel des Projektes besteht in einer prototypischen Umsetzung und Demonstration von einem oder mehreren Aspekten der Challenge.

Perspektiven 

SUPPORT WÄHREND DER LAUFZEIT

Wacker Neuson unterstützt das Projekt durch:

  • Einführungs-Workshops zum Thema Verdichtung und Verdichtungsmaschinen

  • die Demonstration des bestehenden Prototypen

  • Regelmäßige Projekt-Meetings

  • Zugang zur Rüttelplatte für Tests

  • Zugang zu Experten für technische Fragen

  • Falls erforderlich eine technische Spezifikation für die Integration in die Steuerung der Platte auf dem Feld bzw. die Mithilfe bei der technischen Integration

  • die Übernahme von nötigen Hardware-Anschaffungskosten im Rahmen des Prototypings (wie z.B. Sensoren u.ä.) in vorab definierter Höhe (Achtung: Originalbeleg für Vorlage bei der Buchhaltung aufbewahren!)

  • die Übernahme von Reisekosten in vorab definierter Höhe im Falle längerer Anfahrtswege (Achtung: Auch in diesem Fall bitte Originalbelege für die Vorlage bei der Buchhaltung aufbewahren!)

MÖGLICHE LÄNGERFRISTIGE PERSPEKTIVEN

Wenn während der Laufzeit ein Ergebnis generiert werden kann, das echtes Marktpotenzial hat, dann besteht natürlich bei beiderseitigem Interesse die Möglichkeit, die Zusammenarbeit in ein längerfristiges Kooperationsmodell zu überführen, um die Lösung gemeinsam in den Markt zu bringen.

Termine und Prozesse 

Phase 1: Start (März/April 2019)

  • Erstgespräch (auch persönliches Treffen im Raum Wien/Linz)

  • Übermittlung erster Projektvorschläge (Kurzbeschreibung)

  • Evaluation, ob es fruchtbare gemeinsame Anknüpfungspunkte mit Zukunftspotenzial gibt.

Phase 2: Kick-off-Workshop (ca. Ende April 2019)

  • Initialer Workshop am Standort Reichertshofen (Deutschland)

  • inkl. Einschulung/Test an der Rüttelplatte und Demo des bisherigen Prototyps

  • Diskussion und Verfeinerung des Projektvorschlags

Phase 3: Co-Creation (Mai bis Oktober 2019)

  • Regelmäßige Meetings via Skype

  • Bei Bedarf face-2-face Meetings im Raum Linz/Wien

  • Zugang zum Testgelände im Raum Linz

  • Zugang zu Experten nach Bedarf

Abschluss (November 2019)

  • Demonstration des Prototypen

  • Gemeinsame Abschlusspräsentation beim Best of Industry meets Makers - Event am 4.11.2019 bei den Digital Days am ERSTE Campus in Wien

  • Zusammenfassung der Lessons learned und Planung der Next Steps

Ansprechpartner 

Der Hauptansprechpartner für dieses Projekt seitens Wacker Neuson ist Martin Gieler. Weitere Fachexperten werden nach Bedarf hinzugezogen.

Über Wacker Neuson

Wacker Neuson ist ein weltweit agierendes Unternehmen für Bau- und landwirtschaftliche Maschinen mit einer Historie, die bis ins Jahr 1838 zurückreicht. Der Konzernsitz ist in München und das größte Werk in Hörsching bei Linz angesiedelt.

Innovation zählt zu einem der wichtigsten Eckpfeiler der Unternehmensstrategie. Wir befassen uns mit Themen, wie der Digitalisierung und Ökologisierung (zero emission machines), Technologien, wie IoT, AI, AR/VR und Industrie 4.0, sowie Zukunftsfragen zum Thema „Bauen 4.0“.

Die Bauwirtschaft ist bekannt als eine der am wenigsten digitalisierten Branchen, wobei zudem die Produktivität über viele Jahre kaum zugenommen hat bzw. sogar gefallen ist. Neue Technologien geben Anlass zu Hoffnung, diese Trends zu durchbrechen. Eine Möglichkeit diese zu adressieren liegt in der Automatisierung und Digitalisierung der Bauprozesse.

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