AutoBauLog - Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik

Der Bagger ist "sprachlos". Deshalb weiß er bislang nicht, wann der nächste LKW zum Beladen kommt, ob es für ihn an anderer Stelle Wichtigeres zu tun gibt oder ob es nicht vorteilhaft wäre, wenn er von einem anderen Bagger Unterstützung bekäme.

AutoBauLog will daher sämtliche Baumaschinen einer Großbaustelle im Tiefbau so intelligent vernetzen, dass sie künftig ihre Situation im Zusammenhang mit den ihnen übertragenen Aufgaben wahrnehmen, bewerten und optimieren können. Dazu werden sie in die Lage versetzt, als weitgehend eigenständige und zielgesteuerte Einheiten zu handeln.

Beim Neubau eines 15 Kilometer langen Autobahnabschnitts wird die Strecke zum Beispiel in mehrere Bauabschnitte eingeteilt. In einigen Bauabschnitten sind Maschinenteams damit beschäftigt, Boden auszuheben. Andere Maschinenteams bauen den ausgehobenen Boden an anderer Stelle wieder ein, da die künftige Straße auf einem Damm verlaufen wird. LKWs sind gleichzeitig damit beschäftigt, überschüssigen Boden auf Erddeponien abzufahren. Oder sie bringen ihn zur späteren Verwendung zu Zwischenlagerstätten auf der Baustelle. An den Zwischenlagerplätzen arbeiten zusätzliche Maschinen, die mit dem Verteilen des ange  lieferten Bodens oder dem Wiederverladen von angefor  dertem Boden beschäftigt sind . Möglicherweise sind also einige Dutzend Großmaschinen (Bagger, Raupen, Radlader, Grader, Walzen,…) und eine hohe Anzahl von LKW gleichzeitig über 15 km verteilt im Einsatz. Heute sind lediglich Arbeitsabläufe einzelner Maschinen automatisiert. Die Koordination der Zusammenarbeit der Maschinen untereinander erfolgt noch manuell und ist bei eintretenden Störungen anfällig. AutoBauLog will die Baumaschinen besser in den Griff kriegen und dafür sorgen, dass sie sich möglichst situationsbedingt optimal organisieren.

Der Lösungsansatz in AutoBauLog beinhaltet drei Innovationen: (1) Ausstattung von Baumaschinen mit softwarebasierter Intelligenz und Sensorik, (2) Befähigung von Baumaschinen zum Kooperieren und zum Formieren von Maschinenteams und (3) Zusammenführung der maschinenbasierten Bauprozesse in einem durch Virtual-Reality und Simulation unterstützten Leitstand.

AutoBauLog nutzt Konzepte von Autonomie auf den Ebenen der Maschine, des Teams und des Leitstands. Die damit verbundene Struktur verteilter, situativer Entscheidungsfindung unter Einbeziehung aller drei Ebenen überlässt der einzelnen Maschine die Entscheidung, ob sie ein aktuelles Problem allein, im Team oder mit Unterstützung des Leitstandes lösen kann; zusätzlich kann sie ihre Situation selbständig bewerten und ihr damit verbundenes Wissen in eine permanent ablaufende Prozessverbesserung einbringen. Durch dieses Prinzip werden höchste Effizienz und Geschwindigkeit in der (Neu-) Organisation des Bauablaufs gewährleistet. Um das gesamte System AutoBauLog rund zu machen, wird der Leitstand in die Lage versetzt, eine zeitnahe Bewertung des Ist-Zustands der Baustelle vorzunehmen und ihre künftige Entwicklung in verschiedenen Szenarien über Simulation zu prognostizieren.

Die Ergebnisse von AutoBauLog sollen auf einer realen Großbaustelle überprüft werden, um sie anschließend für die Verwertung in der von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) besonders stark geprägten Bauwirtschaft aufzubereiten und weiter zu entwickeln.

Konsortialführer: RIB Information Technologies AG

Konsortialpartner: Universität Hohenheim - Forschungszentrum Innovation und Dienstleistung, Topcon Deutschland GmbH, Drees & Sommer Infra Consult und Entwicklungsmanagement GmbH, Ed. Züblin AG, Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technologie und Management im Baubetrieb und Fachgebiet Building Lifecycle Management