Robotization of mobile construction machinery

  Urheberrecht: © IFAS RWTH Aachen

Themenbeschreibung und Motivation

Die Baubranche ist mit einem nominalen Bauvolumen von fast 400 Milliarden Euro und ca. zwei Millionen Beschäftigten in Deutschland von zentraler Bedeutung für die hiesige Volkswirtschaft und in vielen Ländern verhält es sich ähnlich. Der immer noch vorherrschende analoge Charakter von Baustellenarbeit, -management und -organisation führt zu einem hohen Anteil an Handarbeit. Dies geht einher mit hoher Unfallgefahr, hoher körperlicher Belastung, langen Arbeitszeiten und resultiert so in einem unattraktiven Arbeitsbereich und Fachkräftemangel. Selten termin- und budgetgerecht abgeschlossene Bauvorhaben sind die Folge, was auch auf Ineffizienz und geringen Digitalisierungsgrad der Baubranche zurückzuführen ist. Abhilfe bieten flexiblere Prozesse und modernere Automatisierungslösungen, mit denen es die Bauindustrie aufzurüsten gilt. Der Einsatz von modernen Produktionsmethoden und Robotik hat es Branchen wie dem Automobilbau ermöglicht, stetiges Produktivitätswachstum zu erreichen. Diese Fortschritte der Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung gilt es auf die Baustelle zu übertragen.

Vorläufiges Programm:

Das Ziel der Summer School ist es, den Teilnehmer*innen einen Einblick in die Automatisierung von mobilen Arbeitsmaschinen im Bereich des Bauwesens zu geben. Hierfür werden einzelne Themenfelder aus den Bereichen der Antriebstechnik, Robotik, Automatisierung, Sensorik und dem Bau behandelt. Die Summer School besteht aus mehreren Blöcken der Wissensvermittlung und direkter praktischer Umsetzung. Als Praxisbeispiel dient in diesem Jahr die Umsetzung eines "Planierassistenten" für einen Bagger. Als Planierassistent bezeichnet man ein System, dessen Aufgabe darin besteht, die Baggerschaufel automatisiert derart über eine unebene Oberfläche zu bewegen und Erdreich abzutragen, dass anschließend eine ebene Oberfläche vorliegt. Für einen menschlichen Bediener ist dies aufgrund der Kinematik des Baggers eine sehr herausfordernde Aufgabe. Um die Herausforderungen der Baggerführung und den Nutzen von Assistenzfunktionen zunächst selbst zu erfahren, steht den Teilnehmer*innen ein ifas Radbagger zur Verfügung. Die Entwicklung des Planierassistenten erfolgt in Matlab/Simulink innerhalb der Übungseinheiten der Summer School. Am Ende der Summer School kann der entwickelte Planierassistent auf einem Kompaktbagger des ifas in der realen Anwendung erprobt werden.

Nachmittagsveranstaltungen August und September
(Je nach Situation digital oder im CIP Pool des ifas)

11.08.21 – 14:00 bis 17:30	Organisatorisches, Einführung in das Themenfeld (ifas)
18.08.21 – 14:00 bis 17:30	Baumaschinen, Bauprozess, Automatisierungssysteme an Baumaschinen (ifas)
25.08.21 – 14:00 bis 17:30	Einführung in die Robotik (MMI)
01.09.21 – 14:00 bis 17:30	Kinematik (MMI)
08.09.21 – 14:00 bis 17:30	Inverse Kinematik (MMI)
15.09.21 – 14:00 bis 17:30	Trajektorienplanung (MMI)
22.09.21 – 14:00 bis 17:30	Einführung Fluidtechnik (ifas)
29.09.21 – 14:00 bis 17:30	Hydraulische Antriebe (ifas)

Blockveranstaltung: 04.10.21 – 08.10.21
(Voraussichtlich im CIP Pool des ifas)

04.10.21 – 9:00 bis 17:00	Hydraulische Linearantriebe
05.10.21 – 9:00 bis 17:00	Regelung hydraulischer Antriebe
06.10.21 – 9:00 bis 17:00	Sensorik und Bussysteme
07.10.21 – 9:00 bis 17:00	Automatisierung und Bahnplanung am Beispiel des Baggers
08.10.21 – 9:00 bis 17:00	Anwendungsszenarien und Umsetzung am Bagger

 

Teilnehmendenprofil

Diese Summer School richtet sich insbesondere an Teilnehmer*innen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik, Bauingenieurwesen, Physik oder ähnlichen Bereichen. Teilnehmer*innen sollten die Grundlagenfächer ihres Studiums weitestgehend abgeschlossen haben und eine Affinität zur Automatisierung und praktischer Umsetzung haben.

Maximale Teilnehmendenzahl: 15

Zeitraum

Die Durchführung der Summer School erfolgt in den Monaten August und September immer mittwochs von 14:00 Uhr bis 17:30 Uhr (beginnend mit dem 11. August) und in der Woche vom 4.-8. Oktober ganztätig von 9:00 Uhr bis 17:00 Uhr.

Weitere Informationen

Ausrichter: Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme und Institut für Mensch-Maschine-Interaktion

Koordinator: Stefan Geffroy, M.Sc.

Sprache: Deutsch