Digitalisierung ist „in“ – und schlägt auch im Baugewerbe zunehmend durch. In Sachsens Landeshauptstadt leisten Forscher und Ingenieure der TU Dresden dafür gerade Pionierarbeit. Drei Jahre lang erproben sie digitale Lösungen auf der ersten realen 5G-Testbaustelle. Diese könnten ein Hauptproblem der Branche ein Stück weit entschärfen.
Ein selbstfahrender Bagger, ein kabelloses 5G-Netzwerk mit Cloud und intelligente Werkzeuge – in Dresden ist die Baustelle der Zukunft bereits jetzt Realität, wenn auch nur testweise. In einem Neun-Millionen-Euro-Projekt entwickeln Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Dresden gemeinsam mit mehr als 20 Partnern neue Maschinen- und Kommunikationstechnologien für eine vollständig vernetzte Baustelle. In den kommenden drei Jahren erproben sie diese Anwendungen auf einer eigens dafür angelegten und mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G ausgestatteten Testbaustelle – der ersten ihrer Art in Deutschland.
Automatisierte Bagger im Fokus
Hauptziel des Verbundprojektes ist die Weiterentwicklung bisheriger Baumaschinen. Diese sollen ihre Arbeitsaufgaben automatisiert oder teilautomatisiert ausführen können. Im Mittelpunkt stehen vor allem Erdbewegungsmaschinen wie etwa hydraulische Bagger. Prof. Jürgen Weber, Direktor des Institutes für Mechatronischen Maschinenbau an der TU, koordiniert das Forschungsvorhaben. Er betont: „Die große Herausforderung besteht darin, manuell steuerbare Baumaschinen geschickt durch zusätzliche elektronische Ansteuerungen zu erweitern.“
Damit Bagger, Radlader und Ladekran ihre Arbeit einmal selbstständig verrichten, braucht es jedoch noch viel Entwicklungsarbeit. Ein Schritt in diese Richtung sind digitale Assistenzsysteme. So kann etwa eine VR-Brille dem Baggerfahrer signalisieren, wo im Baustellenboden Versorgungsleitungen liegen, die er nicht beschädigen darf. Unterstützung bieten zudem intelligente Steuerkonsolen. Sie können den Radladerfahrer beispielsweise zum richtigen Erdhaufen navigieren und ihm anzeigen, wie viel Material er dort umschlagen soll.
Datenwolke und Highspeed-Übertragung
Damit das alles funktioniert, bauen die Wissenschaftler eine digitale Baustellenlogistik auf, deren Herzstück eine sogenannte Cloud darstellt. In dieser laufen alle Daten zusammen. Der Vorteil: Die Prozesse auf der Baustelle lassen sich so digital abbilden, künftige Maßnahmen können mit Computerhilfe geplant werden. Oder anders ausgedrückt: Die Datenwolke weiß stets, welches Material oder Werkzeug an welchem Ort ist und zu welcher Zeit wo gebraucht wird. Dass dadurch auch Fehler schneller auffallen und zeitliche Verzögerungen besser umgangen werden können, sind weitere Pluspunkte.
Entscheidend für die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine, Maschinen untereinander sowie Maschinen mit der Cloud ist eine vollumfängliche Vernetzung samt kabelloser Kommunikation, erläutert Prof. Jürgen Weber: „Eine schnelle, stabile und kabellose Datenübertragung ist die Grundvoraussetzung für die digitalisierte Baustelle.“ Erst die leistungsstarke Drahtlos-Technologie 5G ermögliche demnach eine Echtzeitkommunikation, mit der alle Bauprozesse und Akteure sowie deren Interaktion digital abgebildet und gestaltet werden könnten.
Digitalisierung kontra Fachkräftemangel?
Die neuen Technologien könnten dabei helfen, den Mangel an Fachkräften in der Baubranche Stück weit zu lindern. Denn sie sollen auch weniger spezialisierte Arbeiter in die Lage versetzen, die Baumaschinen zu bedienen. Dass der Engpass dramatisch ist, verdeutlichen Berechnungen des Kompetenzzentrums Fachkräftesicherung (KOFA). Danach waren im Juni 2018 fast 70.000 offene Stellen für qualifizierte Fachkräfte in Bauberufen bei der Bundesagentur für Arbeit (BA) gemeldet.
Weitere Informationen zum Projekt
An dem Verbundprojekt „Bauen 4.0. Effizienz und Produktivitätssteigerung von Bauprozessen durch Vernetzung und Kommunikation mobiler Arbeitsmaschinen“ sind neben der Professur für Fluid-Mechatronische Systemtechnik von der TU Dresden auch die Stiftungsprofessur für Baumaschinen, der Vodafone Chair für Mobile Nachrichtensysteme und der Telekom Chair für Kommunikationsnetze sowie von der TU München der Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik und 20 Unternehmen beteiligt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 4,8 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre gefördert.
