GARCHING BEI MÜNCHEN (SR). Fahrerlose Skw drehen bereits heute schon in den großen Minen in Australien ihre Runden und befördern Rohstoffe. Die Fortescue Metals Group betreibt 56 autonome Cat 793F im Abbaugebiet Solomon Hub – der Anteil an der gesamten Flotte liegt bei 75 Prozent. Die Anzahl der autonomen Baumaschinen soll nun erweitert werden, wenn in den Eisenerzminen in der Pilbara-Region in Westaustralien bestehende Starrrahmenkipper in fahrerlose Muldenkipper umgewandelt werden. Dabei sollen nicht nur rund hundert Cat 793F und 789D am Chichester Hub mit dem Cat Command for Hauling-System nachgerüstet werden, sondern auch Fremdfabrikate. „Die meisten Bergbaubetriebe arbeiten mit Geräten verschiedener Hersteller. Darum wurde eine Lösung entwickelt, die auch gemischte Flotten anwenden können“, erklärt Sean McGinnis, Produktmanager für Caterpillar Mining Technology. Der Markt für autonome Systeme verspricht viel Potenzial – für Anwender und Hersteller.

2017, In autonomen Skw schlummert Potenzial
Baumaschinenhersteller wie Caterpillar treiben autonome Baumaschinen voran, um den Bergbau sicherer zu machen sowie konstante und effiziente Arbeits- sowie Produktionsleistung zu gewährleisten. Fotos: Caterpillar

In der Kabine der gewaltigen Baumaschinen sitzen dann keine Fahrer mehr, welche die Tastaturen oder Gas- und Bremspedal bedienen, sondern das übernehmen intelligente On-Board-Systeme. Quasi wie von Geisterhand suchen sich die Muldenkipper auf fest definierten Routen und basierend auf einem vorprogrammierten Ablaufplan ihren Weg durch die Lagerstätte. Sie können einer zugeordneten Spur durch ein sich ständig veränderndes Abbaugebiet folgen oder den besten Weg wählen, um die zugewiesenen Ladestellen anzusteuern, nehmen ihre Position für den Ladevorgang ein und fahren zum Abkippen zum Brecher, sobald die Mulde gefüllt ist. Geleitet werden sie von einem intelligenten Kontrollsystem. Dabei passieren sie andere Baumaschinen, ohne diese zu tangieren, und gehen ihren Aufgaben nach. Dazu sind die Skw mit einem System der Naherkennung und Kollisionsvermeidung ausgestattet, um Gefahren sofort zu identifizieren und zu umgehen. Die Muldenkipper bremsen automatisch ab, sobald sich ihnen etwas Unerwartetes in den Weg stellt, weichen aus oder nehmen, wenn die Einsatzbedingungen es erlauben, die maximale Geschwindigkeit auf. All das erfolgt, ohne dass ein Fahrer von der Kabine aus eingreifen muss. Nichtsdestotrotz dominiert bei den Fortschritten eine zentrale Frage: Werden Maschinisten nun arbeitslos, wenn sie nicht mehr hinter dem Steuer sitzen? Baumaschinenhersteller Caterpillar räumt ein, dass bisherige Tätigkeiten umgekrempelt werden, weil Fahrer andere Aufgaben übernehmen – sie werden die Bordcomputer der Maschinen überwachen, Daten kontrollieren und müssen jederzeit korrigierend eingreifen können, um stets die volle Kontrolle über Schwergewichte wie einen Cat 793F mit 226 Tonnen zu haben.

2017, In autonomen Skw schlummert Potenzial
Statt Fahrerkabine ein Kontrollzentrum – so sieht der Arbeitsplatz von Maschinisten in Zukunft aus, wenn autonome Systeme Einzug halten.

Seit 2013 arbeitet der Bergbaukonzern Fortescue mit Caterpillar zusammen. 400 Millionen Tonnen Material wurden bis diesen August von den autonomen Skw sicher transportiert. Laut Fortescue soll sich durch den autonomen Betrieb die Produktivität am Standort um 20 Prozent erhöht haben. „Wir wollen auch zukünftig sicherzustellen, dass die nächste Stufe erfolgreich auf den bisher erzielten Sicherheits-, Produktivitäts- und Effizienzgewinnen aufbaut. Durch die Nutzung der Spitzentechnologie, die Unterstützung unserer Mitarbeiter und die Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten werden wir weiterhin Kostensenkungen erzielen und dafür sorgen, dass wir am unteren Ende der Kostenkurve bleiben“, erhofft sich Nev Power, CEO von Fortescue. Laut der neuen Marktstudie „Mining Automation Market“ von Marketsand- Markets (TM) wird der Markt für die Ausrüstung von autonomen Über- und Untertagebauequipment voraussichtlich von 2,22 Milliarden US-Dollar im Jahr 2017 auf 3,29 Milliarden US-Dollar bis 2023 und von 2017 bis 2023 von 6,77 Prozent pro Jahr wachsen. Schlüsselfaktoren wie der steigende Bedarf an Arbeitssicherheit und die Verbesserung der Produktivität führen dazu, dass der Markt für Bergbaumaschinen weiter an Fahrt gewinnen wird, so das Ergebnis der Untersuchung. Vor allem Betriebskostensenkungen werden dabei den Ausschlag geben, autonome Systeme zu etablieren. „Kosten für das Personal haben daran einen Anteil von 20 bis 25 Prozent. Hier ist noch Spielraum nach unten“, meint Staale Hansen, der bei Zeppelin das Produktmanagement für Großgeräte leitet und deswegen immer wieder mit Anfragen konfrontiert wird, wann der erste autonome Skw von Cat in Deutschland Einzug hält.

Eine weitere Entwicklung befeuert den Einsatz autonomer Baumaschinen: der demografische Wandel und die sich wandelnde Altersstruktur unter den Fahrern. „Waren im Jahr 2000 laut dem Institut für Arbeitsmarkt und Berufsforschung im deutschen Baugewerbe noch 32 Prozent der Erwerbstätigen 45 Jahre, so sind 2016 bereits 50 Prozent in dieser Altersstruktur. In zehn bis 15 Jahren wird ein Großteil der Fahrer in Rente gehen. Der sogenannte „war of talents“ wird noch größer und ein Problem werden, nicht nur in Europa, sondern auch in den USA“, verdeutlicht Peter Sauter, Spezialist für die stationäre Industrie innerhalb von EAME bei Caterpillar. Viele Betriebe wollen auch deswegen autonome Maschinen einsetzen, weil diese unabhängig von Urlaub, Krankheit oder Schichtwechsel im Dauerbetrieb arbeiten können – und zwar an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr. Lediglich das Betanken und die Wartungsarbeiten führen zu Unterbrechungen der Fahrzeit. Pausen, Urlaub oder Feierabend gibt es nicht. Fahrerlose Systeme versprechen darüber hinaus weniger Unfälle. Denn monotones Fahren fördert die Übermüdung und damit kommt es eben zu Fehlern beziehungsweise Unfällen aufgrund von menschlichem Versagen, was Material- oder schlimmstenfalls Personenschäden nach sich zieht. Selbstständiges Steuern soll zu einer höheren Sicherheit beitragen.

2017, In autonomen Skw schlummert Potenzial
Autonomes Fahren wird am anderen Ende der Welt bereits erprobt.

„Aufgrund der bislang realisierten Ergebnisse autonomer Skw in Australien verfolgen daher auch deutsche Gewinnungsbetriebe mit großem Interesse, wie sich mithilfe des autonomen Fahrens die Kosten pro geförderter Tonne senken lassen. Viele Kunden haben uns schon signalisiert, dass sie ebenfalls autonome Skw einsetzen würden“, so Peter Sauter. Caterpillar treibt darum den Einsatz autonomer Baumaschinen voran, um den Bergbau sicherer zu machen sowie konstante und effiziente Arbeits- sowie Produktionsleistung zu gewährleisten. Doch Deutschland ist noch nicht so weit, was die gesetzlichen Vorgaben betrifft. „Derzeit wird an einem Regelwerk für den Straßenverkehr gearbeitet, die Anforderungen für autonomes Fahren für einen nicht öffentlichen Bereich wie in einem Steinbruch sind aber noch nicht näher definiert, wobei das eigentlich wesentlich einfacher zu realisieren wäre. Wir sind seitens Zeppelin sehr daran interessiert, in Deutschland auch mal ein Pilotprojekt umsetzen zu können, um erste Erfahrungen vor Ort machen zu können. Schließlich werde es in Zukunft immer wichtiger, die Prozesse noch produktiver zu gestalten“, sagt Staale Hansen. Allerdings seien hier noch viele Fragen offen.

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