GPS Maschinensteuerungen - Infos und Erfahrungen?

[Roy 0]

Hallo!

Ich bin Student an der TU-Wien und bin gerde an der Ausarbeitung meiner Diplomarbeit mit dem Thema "Satellitengestützte Navigation und Steuerung von Erdbaugeräten".
Ich habe zu diesem Zweck schon im Forum gestöbert und auch einige tolle Berichte gefunden.
Im letzten Kapitel möchte ich Meinungen und Erfahrungen von Leuten aus der Praxis einbeziehen und möchte Sie höflichst bitten, mir eventuell nachstehende Fragen zu beantworten und mir auf folgende Adresse zu senden:
romanhoebinger@hotmail.com
Als Dankeschön wäre ich bereit, Ihnen eine Zusammenfassung meiner Arbeit nach der Fertigstellung per e-mail zuzusenden.
Bitte nehmen Sie sich einige Minuten Zeit, Sie wären mir eine große Hilfe.

im Voraus dankend und mit freundlichen Grüßen
Roman Höbinger

Fragen:

1) Seit wie vielen Jahren verwenden Sie Maschinensteuerungssysteme?

2) Welche Systeme verwenden Sie und von welchem Hersteller bzw. Lieferanten beziehen Sie diese?

3) Für welche Aufgabenbereiche und auf welchen Geräten werden diese eingesetzt? Welche Geräte zeichnen sich für eine Satellitengestützte Navigation und Steuerung besonders aus und warum?

4) Welche Parameter beeinflussen wesentlich die Entscheidung zwischen Satelliten- bzw. Sensorengestützter- und „Normaler" (herkömmlicher) Steuerung von Erdbaugeräten?

5) Für welche Tiefbaustellen ist der Einsatz solcher Baugeräte sinnvoll? Wo macht es Sinn, wo liegen die Grenzen?

6) Wie schützen Sie Ihre Baugeräte vor Diebstählen?

7) In welcher Größenordnung liegt der zeitliche Aufwand der Mitarbeitereinschulung bei Satelliten- bzw. Sensorgestützter- und „Normaler" (herkömmlicher) Steuerung der Erdbaugeräte?

8) Welche Genauigkeiten lassen sich mit den einzelnen Geräten und Systemen erreichen? Sind die vom Hersteller angegebenen Genauigkeiten realisierbar? Wenn nicht, worin liegt die Schwierigkeit?

9) Welche Erfahrungen haben Sie bezüglich der Zuverlässigkeit der Geräte und von GPS gemacht? Ist der Standort ein entscheidender Faktor? Wenn Ja, in welchen Regionen (national und/oder international) stößt man an Grenzen? Wie werden diese Probleme bewältigt?

10) Wie beurteilen Sie die Systeme im Hinblick auf Kosten und Nutzen?

11) Werden die aus den automatisierten Prozessen gewonnenen Daten weiterverwendet? Wenn ja, in welcher Form (Abrechnung, Nachkalkulation, etc.)? Welche Art der Weiterverwendung wäre für Sie in Zukunft denkbar und vor allem wünschenswert? Könnten dadurch Zeit und Kosten eingespart werden?

12) Wie wird sich der Sektor der Satellitengestützten Navigation und Steuerung von Erdbaugeräten in Zukunft entwickeln? Macht es Ihrer Meinung nach Sinn, die Baugeräte vollautomatisch zu steuern? Welche Trends erwarten Sie in den nächsten 10-20 Jahren? Wo wird die Industrie an Ihre Grenzen stoßen?

13) Gibt es ausreichende Baustellen für den Einsatz dieser Technologie in Zukunft in Österreich? Sind die zurzeit am Markt befindlichen Erdbaugeräte geeignet für eine zunehmende Automatisierung oder müssen neue Geräte entwickelt werden?

14) Was macht für Sie den Einsatz dieser Technologie bestrebenswert?

[André 139]

Hier gibt es sicherlich einige Anwender die mit Maschinensteuerungen arbeiten.
Daneben wird das Thema auch in Film über die Intermat (Trimble) und Nordbau (Topcon) behandelt.
Falls Du die Filme noch nicht gesehen hast: www.bauforum24.tv

[Tabert 0]

Hallo Roy,
ich bin der Bernhard W. Tabert von TOPCON Deutschland und zuständig für 3DMC in Süddeutschland, Bayern und Baden-Württemberg. Ich versuche mal Deine Fragen zu 3D-Maschinensteuerung zu beantworten. Bis Du schon mal selber Raupe oder Grader gefahren?

1) Seit wie vielen Jahren verwenden Sie Maschinensteuerungssysteme?

In Deutschland werden 3D-System seit ca. 1995 erfolgreich auf Baustellen eingesetzt.
Diese haben mit Tachymeter (Theodolit der zusätzlich Strecken messen kann) mit automatischer Zielfindung begonnen. Ab 2000 setzten sich GPS / Glonass Steuerungen mehr und mehr durch.

2) Welche Systeme verwenden Sie und von welchem Hersteller bzw. Lieferanten beziehen Sie diese?

In Deutschland teilen sich im Großen und Ganzen zwei Hersteller den Markt im Straßen- und Tiefbau, Trimble und Topcon. Es gibt noch Spezialhersteller für Unterwasserarbeiten.

3) Für welche Aufgabenbereiche und auf welchen Geräten werden diese eingesetzt?
Welche Geräte zeichnen sich für eine Satellitengestützte Navigation und Steuerung besonders aus und warum?

Zur Zeit werden ca. 95% der 3D-Systeme auf Raupen und Grader montiert.
Raupen und Grader lassen sich verhältnismäßig einfach über die Hydraulik automatisch ansteuern, da es sich hier um eine „kontinuierliche“ Bewegung mit einen SOLL-IST Abgleich handelt. Außerdem ist die Raupe mit 40% bis 90% Erdbewegungsanteil einer der Leistungsträger auf Erdbaustellen. Der Grader nimmt mit 10% nur wenig an der eigentlichen Erdbewegung teil; sorgt jedoch dann dafür, dass das Planum auf besser ±1cm gefertigt wird. Und legt hiermit die Vorraussetzung für den erfolgreichen technischen und kaufmännischen Deckeneinbau. Bei Baggern handelt es sich um eine diskontinuierliche Bewegung, so dass eine automatische Steuerung des Löffels sehr schwierig ist. Hier gibt es zur Zeit nur Anzeigesysteme.

4) Welche Parameter beeinflussen wesentlich die Entscheidung zwischen Satelliten- bzw. Sensorengestützter- und „Normaler" (herkömmlicher) Steuerung von Erdbaugeräten?

Die Frage ist nicht so eindeutig formuliert, es sind mehrere Dinge zu unterscheiden:
• Wie groß ist die Baustelle
• Welche Anforderungen stellt die Planumsgeometrie an den Fahrer
(Kurven, Wanne / Kuppe, Quergefällewechsel, Böschungen, Einschnitte)
• Welche Genauigkeit wird bei der Abnahme gefordert
• Welche Bauzeit steht zur Verfügung

Es gilt, je besser der Fahrer desto weniger Steuerung wird benötigt.
Das ist jedoch nur die halbe Wahrheit. Ein sehr guter Graderfahrer baut am Tag ca. 3000 m² Schotter mit 30 cm Schichtstärke ohne 3D-Steuerung ein, Material „breitfahren“, in Form bringen und auf Höhen trimmen. Mit Steuerung liegt die Leistung bei ca. 6.000 m². Ferner wird kein Messgehilfe (Blindnix) und keine Absteckungen (Pflöcke) mehr benötigt.

Die Baustelle in seiner Einzigartigkeit gibt immer wieder die Parameter vor.
Es kommt auch vor, dass auf einer Baustelle mehrere Verfahren angewendet werden müssen (Ultraschall-, GPS-, Tachymeter-Steuerung).


5) Für welche Tiefbaustellen ist der Einsatz solcher Baugeräte sinnvoll?
Wo macht es Sinn, wo liegen die Grenzen?

Überall wo eine komplizierte Geometrie sowie Zeit- und Kostendruck vorliegen macht es Sinn. Der Traum aller Straßenbauer ist ja die preußische Kirchturm Trassierung, Schnurgeraden von einem Ort zum Ort anderen, mit 2,5% Querneigung einseitig und10 km Länge. Dafür benötigt man eigentlich keine 3D-Steuerung. Solche Trassierungen gibt es heute nicht mehr.

Fast jede Straße wird heute am CAD geplant, ferner sind auf Grund der hohen Siedlungsdichte in Mitteleuropa viele Zwangspunkte einzuhalten, so dass die Straßenplaner die Trassen wie eine Schlangenlinie projektieren müssen. Zudem wird die Gradierte optimal an die Geländeoberfläche anpasst, um so wenig Material wie möglich zu bewegen.
Was im Ergebnis eine „Achterbahn“ zur Folge hat. Straßen wo, Gradierte und Achse fast keine Graden mehr aufweisen, sondern nur noch Klothoiden und Radien, die ineinander übergehen. „Der Alptraum von Polieren und Bauvermessern im Tagesgeschäft.“

Grenzen gibt es nach unten keine, es sind schon Baulängen von 30 Metern mit 3D Steuerungen gefahren worden. Wie gesagt es kommt auf die Geometrie, abzuliefernde Genauigkeit sowie Zeit- und Kostendruck an.

6) Wie schützen Sie Ihre Baugeräte vor Diebstählen?

3D-Steuerung nach der Arbeit ausbauen. (2 min.)

7) In welcher Größenordnung liegt der zeitliche Aufwand der Mitarbeitereinschulung bei Satelliten- bzw. Sensorgestützter- und „Normaler" (herkömmlicher) Steuerung der Erdbaugeräte?

Das hängt vom Fahrer ab. Manche lernen es nie, andere in 30 Minuten.
Die Regel liegt bei zwei Stunden Einweisung und einer Nachschulung nach einer Woche.
Dann gibt es noch das Handbuch und die Handy-Nr. des Herstellers.

8) Welche Genauigkeiten lassen sich mit den einzelnen Geräten und Systemen erreichen? Sind die vom Hersteller angegebenen Genauigkeiten realisierbar?
Wenn nicht, worin liegt die Schwierigkeit?

Bei Terrestrischen Systemen, wie 3D-Tachymetersteuerung, (ATS (Trimble), LPS Topcon)), liegt die Höhengenauigkeit bei ±5mm bis 150 m Aktionsradius. Soll diese Genauigkeit in anderen Baustellenbereichen auch gehalten werden, muss der Tachymeter hierfür umgesetzt werden.

Bei satellitengestützten RTK-Systemen mit GPS- bzw. GPS / Glonass-Anbindung ist es herstellerabhängig. Je nach Hersteller und Modell liegt die Höhengenauigkeit zwischen ± 1,0 cm bis ± 5,0 cm.

GPS ist nicht gleich GPS!

Der Aktionsradius von Satellitensystemen wird hierzulande nur von der Deutschen Bundespost limitiert. Die Sendeleistung für das Funkmodem der Korrekturdaten darf nur 0,5 Watt in Deutschland betragen, das entspricht geländeabhängig einer Reichweite von 0,5 bis zu 5,0 km.
In anderen Ländern (USA) darf die Leistung 25 Watt betragen, was ca. 15 bis 20 km entspricht.

Die Bauunternehmer sind da ziemlich einfach gestrickt, wenn nicht das in der Packung drin ist, was drauf steht, geht die ganze Sache sofort zurück.
"So schnell kannst Du gar nicht kucken.“
Die Herstellerangaben stimmen schon und beinhalten immer noch einen Sicherheitszuschlag.

9) Welche Erfahrungen haben Sie bezüglich der Zuverlässigkeit der Geräte und von GPS gemacht? Ist der Standort ein entscheidender Faktor? Wenn Ja, in welchen Regionen (national und/oder international) stößt man an Grenzen? Wie werden diese Probleme bewältigt?

Es gibt eigentlich keine schlechten Systeme mehr, sie funktionieren oder sie funktionieren nicht. Die Frage ist, viel schnell kann ein Systemausfall durch den Hersteller-Service behoben werden? In der Regel treten die großen Fragen alle innerhalb von ersten 6 Wochen nach Systemauslieferung auf.
Die Reaktionszeiten liegen zwischen 2 bis 24 Stunden vor Ort (Baustelle).

10) Wie beurteilen Sie die Systeme im Hinblick auf Kosten und Nutzen?

Wenn ein solches 3D-System den Bauunternehmer unterm Strich etwas kosten würde,
würde es solche Systeme auf Baustellen nicht geben.
Die Frage ist, wann der ROI (Return of Investment) erreicht und welchen Zusatznutzen hat das 3D-System für den Bauunternehmer noch hat?
Erfahrungswerte von Kunden sagen übereinstimmend, dass ein solches System sich nach 4 bis 6 Monaten amortisiert hat.

11) Werden die aus den automatisierten Prozessen gewonnenen Daten weiterverwendet? Wenn ja, in welcher Form (Abrechnung, Nachkalkulation, etc.)? Welche Art der Weiterverwendung wäre für Sie in Zukunft denkbar und vor allem wünschenswert?
Könnten dadurch Zeit und Kosten eingespart werden?

Die 3D-Systeme können bei der letzten Überfahrt über das Planum ein „Kontrollaufmass“ automatisch erzeugen, dieses Aufmass wird in der Regel nicht von den AGs akzeptiert.

12) Wie wird sich der Sektor der Satellitengestützten Navigation und Steuerung von Erdbaugeräten in Zukunft entwickeln? Macht es Ihrer Meinung nach Sinn, die Baugeräte vollautomatisch zu steuern? Welche Trends erwarten Sie in den nächsten 10-20 Jahren?
Wo wird die Industrie an Ihre Grenzen stoßen?

Der Trend im S+T ist, dass es Unternehmen gibt die Aufträge haben, zudem die interessanten, und Unternehmen die keine mehr abbekommen.
3D-Baumaschinensteuerung haben sich heute zur Standardtechnologie im S+T herausgebildet,
wie einst Dieselmotoren, Hydraulik oder Kaltfräsen. Es geht nicht darum eine Straße technisch richtig zu bauen, das kann fast jedes Bauunternehmen, sondern diese kostendeckend zu produzieren (Einnahmen größer Ausgaben). Den der Preis für eine Baumaßnahme bestimmt hier immer der „Zweite Sieger“ in einer Submission. Der, der den Zuschlag bekommt, muss damit zurecht kommen und zudem einen Gewinn erwirtschaften, um sich weiter erfolgreich am Markt zu behaupten.

13) Gibt es ausreichende Baustellen für den Einsatz dieser Technologie in Zukunft in Österreich? Sind die zurzeit am Markt befindlichen Erdbaugeräte geeignet für eine zunehmende Automatisierung oder müssen neue Geräte entwickelt werden?

Das gesamte Bauvolumen eines Landes ist für ein Bauunternehmen so große, als wollte ein Spatz in eine Torte picken, es ist genug für ihn da. Die Frage ist hier, lassen es die anderen Spatzen zu, die auch etwas davon abhaben haben wollen?
Baumaschinen von Markenherstellern, wie Raupen und Grader, sind für den Dauereinsatz auf Baustellen gebaut worden und mit einer Lebensdauer von mehr als 10.000 Betriebsstunden konzipiert worden. Hier finden permanent Optimierungen statt, am grundsätzlichen Design wird sich in Zukunft wenig ändern.

14) Was macht für Sie den Einsatz dieser Technologie bestrebenswert?

Kosten- und Wettbewerbsvorteil für das Bauunternehmen zu erarbeiten und damit die Sicherung der Unternehmung und dessen Arbeitsplätze zu gewährleisten.

[schrauber55 0]

Hallo Herr Tabert,
daß sich Topcon und Trimble den Markt TEILEN, ist doch wohl aus Ihrer Sicht reichlich übertrieben...!!!
Oder wollen wir hier mal über die realen Marktanteile der beiden Hersteller diskutieren?

[max 5]

daß sich Topcon und Trimble den Markt TEILEN, ist doch wohl aus Ihrer Sicht reichlich übertrieben...!!!
Oder wollen wir hier mal über die realen Marktanteile der beiden Hersteller diskutieren?

gerne doch. Ich war letztes Jahr auf der Suche nach Herstellern von 3D GPS Systemen. Leider konnte ich keine anderen Hersteller, wie die 2 oben genannten, finden welche sich auf dem deutschen Markt behaupten. Von den Mikrofyn und Leica o.Ä. Lösungen rede ich lieber nicht. Deren Erfolge und somit auch die Servicepräsenz sind in D wohl kaum vorhanden. Bei vielen Herstellern hört man immer: In xyLand haben wir x Tausend Geräte laufen. Bei der Frage wieviele Serviceleute denn für Deutschland zur Verfügung stehen werden dann alle schnell ruhig und erzählen einem dann etwas von "Partnerschaftliche Zusammenarbeit" oder "wir bauen grad unser Netz aus". Die netten Leica Kollegen tun das schon seit über einem Jahr ohne merklichen Erfolg.
Und nein, ich verkaufe keines der Systeme... ich bin von der Anwender Seite.
Gruß
Max