Im vergangenen Jahr in Hannover gestartet, ging das von mehreren Unternehmen in der Bauindustrie gegründete Construction Equipment Forum in Mannheim am 26. Und 27. November in seine zweite Runde. Die Veranstaltung im Kongress-Format insbesondere auf effektiven Wissenstransfer und eine Vertiefung der Zusammenarbeit

Die Bauwirtschaft, das räumen sowohl Maschinen­hersteller als auch Bauunternehmen unisono ein, hinkt bei der Entwicklung der Produktivität anderen Wirtschaftsbranchen deutlich hinterher. Unter dem Eindruck dieses Faktums und der mannigfaltigen Herausforderungen, denen sich die Branche gegenübersieht, haben sich im vergangenen Jahr die Unternehmen Ammann, Bosch, Strabag und Wacker Neuson zusammengetan und mit dem „Construction Equipment Forum“ ein neues Format aus der Taufe gehoben, das insbesondere dem Wissenstransfer und der Förderung der Zusammenarbeit dienen soll. Das gemeinsame Dach für dieses Branchentreffen stellt das Institut für Produktionsmanagement (IPM) zur Verfügung, welches in der Organisation von B2B-Konferenzen langjährige Erfahrung besitzt und das Management der vielfältigen Aktivitäten im Hintergrund übernimmt. 450 Konferenzteilnehmer, 80 Sponsoren und 50 Redner bei der jüngst zu Ende gegangenen diesjährigen zweiten Auflage der Veranstaltung belegen, dass das Construction Equipment Forum in der Branche angenommen wird und auf reges Interesse stößt.

Alternative Antriebe

Kaum ein Thema treibt Maschinenhersteller und Bauunternehmen derart um wie die Frage neuer alternativer Antriebe. Getrieben von sich kontinuierlich verschärfenden Emissionsgrenzwerten für Baustellen und Maschinen sowie nicht zuletzt von der „Fridays for Future“-Bewegung steht die Branche unter Zugzwang, sich „grüner“ aufzustellen. Und das müsse, wie die zur Eröffnung eingeladene Umweltaktivistin Clara Mayer der Branchenprominenz ungeschönt entgegenschmetterte, unzweifelhaft weit über die Frage nach CO2-neutralen Antrieben für den Maschinenpark hinausgehen, stehe doch die weltweite Betonproduktion für einen erklecklichen Anteil der zurückzuführenden CO2-Emissionen. So berechtigt der Einwand zweifellos ist, fand er bei dieser klar auf den optimalen Einsatz von Maschinen und ihre Effizienzsteigerung fokussierten Veranstaltung keine Berücksichtigung.

Mit großem Interesse wahrgenommen wurden dagegen die ebenso auf den Treibhauseffekt in der Atmosphäre bezogenen Beiträge zu alternativen Antriebsmaschinen. Zwar seien alle Schadstoffemissionen der Motoren moderner Baumaschinen nahezu auf null gesunken, dennoch bleibe das Problem des CO2-Ausstoßes, erläuterte eingangs der Veranstaltung Wacker-Neuson-CEO Martin Lehner. Bei der Suche nach Alternativen sei der batteriegestützte E-Antrieb daher in der Theorie ohne Frage die Technik mit dem höchsten energetischen Gesamtwirkungsgrad. Immerhin käme ein mit Batterie ausgestatteter elektrischer Pkw der Golf-Klasse bei einem Primärenergieeinsatz von 15 Kilowatt gute 100 Kilometer weit, während es der gleiche Wagen mit Dieselantrieb nur auf etwas über 30 Kilometer brächte. Beim Vergleich der Energiedichte hingegen schneide der E-Antrieb im Vergleich zum Diesel oder gasförmigen Kraftstoffen nicht so blendend ab. So sei bei einer auf das Jahr 2030 bezogenen Projektion damit zu rechnen, dass die Marktdurchdringung alternativer Antriebe nur bei Maschinen mit einem Leistungsbedarf unter 56 Kilowatt eine nennenswerte Größenordnung erreicht. In dieser Klasse, in der die meisten Maschinen des Herstellers angesiedelt sind, sei allerdings mit einem Return on Investment nach drei bis vier Jahren zu rechnen.

Gründe für die wenig zuversichtlich stimmende Prognose bei den Großmaschinen sind, wie Rudolf Ellensohn, Leiter der Business Unit Verbrennungsmotoren bei Liebherr, vor Augen führte, neben den Kosten der Technologie vor allem das große Volumen und das dementsprechend hohe Gewicht, welches Batterien für Maschinen größerer Leistungsklassen erreichen würden. Reiche bei einem herkömmlichen 20-Tonnen-Bagger das Tankvolumen bei durchschnittlicher Beanspruchung gut und gern fünf Tage, müsste der gleiche per E-Motor angetriebene Bagger für diesen Arbeitseinsatz zusätzlich Batterien mit einem Gewicht von 13 Tonnen mit sich herumtragen. Beim CO2-neutralen Betrieb von Baumaschinen bliebe daher nur der Weg zum Wasser­stoff, von dem er damit rechne, dass er Ende der 2020er Jahre in die Baumaschine komme. Ob dieser künftig im Motor verbrannt oder in der Brennstoffzelle zu Erzeugung von elektrischen Strom verwendet werde, sei zwar noch nicht ausgemacht, aber angesichts der fehlenden Infrastruktur und der noch nicht ausgereiften Technik in den nächsten Jahren nur von geringer Relevanz.

Spürbar in der Breite auswirken könnte sich, wie vor allem Dr. Markus Schwaderlapp, Senior Vice President bei Motorenhersteller Deutz, eindrucksvoll auf den Punkt brachte, auf kurze bis mittlere Sicht ausschließlich ein strategischer Schwenk auf synthetische Kraftstoffe, die man etwa unter Einsatz von Wasserstoff und dem in der Atmosphäre bereits vorhandenen CO2 zu Methan verarbeiten könnte, welches sich ohne große Umstellungen zum Betrieb konventioneller Gasmotoren verwenden ließe. Auch hier allerdings stößt man auf ein Problem: Denn die geringen bisher zur Erzeugung dieser Kraftstoffe vorhandenen Kapazitäten werden auf kurz oder lang zum größten Teil die Luft- sowie die Schifffahrt absorbieren. Wolle man hier einen nachdrücklichen Effekt erzielen, bliebe nichts anderes, als massiv in die Erzeugung synthetischer Kraftstoffe zu investieren.

Digitalisierung

Nicht minder tiefgreifende Folgen wird die um sich greifende Digitalisierung haben. Keine andere Entwicklung ist derart vielschichtig und schreitet mit solcher Geschwindigkeit voran.

Grundlage für die heute verfügbaren Angebote waren bzw. sind nach wie vor die Anstrengungen zur Vernetzung der Baumaschinen und daran geknüpfte Telematik- und Flottenmanagementservices. Branchenprimus Caterpillar ist, wie Zeppelin-Geschäftführer Thomas Weber berichtete, mit weltweit rund 400.000 vernetzten Maschinen (Deutschland etwa: 32.000) in dieser Hinsicht gut unterwegs. Auch Komatsu hat Development Manager Karsten Elles zufolge in Europa bereits 20.000 Maschinen mit Hilfe des konzerneigenen Komtrax-Systems vernetzt. Bislang allerdings fehlt es an herstellerunabhängigen Plattformen und einheitlichen Datenprotokollen. Jede Marke favorisiert ihr jeweils eigenes System. Welche Daten erfasst werden, entscheidet jedes Unternehmen selbst. Ebenso fehlt es an einer standardisierten „Sprache“.

Vorarbeiten wie die Erarbeitung typisierter Prüfpro­tokolle durch den Verband der Baubranche, Umwelt- und Maschinentechnik e.V. (VDBUM) weisen zwar in die richtige Richtung, reichen aber bei Weitem nicht aus. Zunehmend rückt nämlich, wie viele Redebeiträge vor Augen führten, die Interpretation der Daten in den Vordergrund, um auf dieser Grundlage Assistenzsysteme und Prozesse zu steuern. Derlei stößt allerdings, wie beispielsweise auch die Schaffung einer automatisierten Dokumentation, bei uneinheitlichen Datensätzen und den vielfach vorhandenen Medienbrüchen schnell an seine Grenzen.

Ansätze, die Vernetzung intelligent zu nutzen, gibt es viele. Zum Beispiel von Markus Niedermaier, Geschäftsführer von Atlas Weyhausen. Sein Vorschlag einer Ausstattung von Anbauwerkzeugen mit einem Chip, der mit der Steuerung der Maschine kommuniziert, würde bei Andocken des Trägergeräts etwa zur automatischen Einstellung von Ölflussvolumina oder der Aktivierung etwaiger Assistenzsysteme führen. Zugleich könne das Flottenmanagement den letzten Standort eines Anbaugeräts speichern, was das häufige Suchen nach der richtigen Schaufel oder Palettengabel vereinfachen würde. Mit dem Ziel der Standardisierung von Maschinen­sprache, Datenmanagement und Datensicherheit hat sich unter der Obhut des VDMA Anfang April am Rande der Bauma in München der neue Arbeitskreis MIC4.0 gegründet. Noch allerdings schauen alle Akteure neidisch auf die dahingehenden Errungenschaften in der Landwirtschaft. Hier ist, maßgeblich vorangetrieben durch die Entstehung sogenannter SmartFarming Portale, eine firmenübergreifende Plattform mit einer standardisierten Schnittstelle und harmonisierten Daten inzwischen Realität.

Überschaubare „Ökosysteme“, wie es im Fachjargon gern heißt, erleichtern durch eine geringe Zahl marktbeherrschender Hersteller sowie durch vergleichsweise weniger komplexe oder in sich geschlossene Prozesse offensichtlich solche Entwicklungen. So verwundert es in diesem Zusammenhang nicht, dass zumindest ein Teilbereich des Tiefbaus einen ersten Schritt in diese Richtung geschafft hat: der Straßenbau. Getrieben durch einige in jüngster Zeit publizierte Forschungsergebnisse zur Haltbarkeit von Straßenbelägen, die übereinstimmend deren Abhängigkeit von einer gleichmäßigen Einbaugeschwindigkeit und einer nur in engen Grenzen schwankenden Temperatur nachgewiesen haben, sind einige Systeme entstanden, die alle Aspekte des Asphalteinbaus und vorausgehender Arbeitsschritte abdecken. Allen voran ist hier die aus „Q Site“, „Q Machine“ und „Q Plant“ bestehende Plattform von „Q Point“ zu nennen, einer 100-prozentigen Ammann-Tochter.

Sie deckt, wie Ammann Corporate Technology Officer Anton Demarmels in seinem Vortrag versicherte, alle Prozessphasen des Straßenbaus ab und erlaubt auch bei großvolumigen Erdbewegungen die minutiöse Planung von Einzelfuhren durch unterschiedliche Logistikanbieter. Dank Anbindung von Mischwerken sowie der Berücksichtigung von Wetter- und Verkehrslagen sei beim abschließenden Asphaltieren die Möglichkeit gegeben, durch Temperaturvoreinstellungen des Mischguts und entsprechende Routenplanung die Kontinuität des Einbaus weitestgehend zu gewährleisten. Die zusätzliche Kontrolle der Verdichtung leistet dabei ein Übriges. Auch wenn marktrelevante Maschinenbauer wie Bomag oder Vögele in der Q Point-Partnerliste noch fehlen, sei das System offen für sämtliche andere Hersteller.

Temperaturentmischungen bis neun bzw. bis 21 Grad, referierte auch Markus Utterodt, Topcon Product Manager Paving, hätten im Schnitt Mehrkosten in Höhe von 10 bis 19 bzw. 25 bis 31 Prozent der gesamten Wertschöpfung eines Straßenbauprojekts zur Folge. Grund genug, auch von Seiten Topcons mit Pavelink ein entsprechendes Tool auf den Markt zu bringen. Für ein solches Vorgehen spricht selbstverständlich die eigene Expertise in der Verortung und Steuerung von Fertigern und Walzen. Dennoch handele es sich auch hier um ein offenes System, an das andere Anbieter andocken könnten. Ein anderes Beispiel für eine auf die Materialbereitstellung konzentrierte Plattform stellte Christian Hülsewig im Vorfeld der Panel Discussion „Smart Construction und die intelligente Baustelle“ vor: Sein Unternehmen Schüttflix bringt alle an der Gewinnung und Lieferung von Schüttgütern wie Sand, Kies oder Schotter beteiligten Akteure unter einen Hut. Die per App bedienbare Logistikdrehscheibe vernetzt Erzeuger, Anbieter, Lieferanten und Abnehmer, schafft ein transparentes Preisgefüge und gewährleistet eine Materiallieferung innerhalb eines Werktages. 2018 in Gütersloh gegründet, verfügt Schüttflix inzwischen über 420 Partnerunternehmen und steht kurz vor dem Sprung zur bundesweiten Verfügbarkeit.

Verschiebungen in der Wertschöpfungskette

In aller Stille entwickelt und erst jüngst auf der Agritechnica erstmals öffentlich vorgestellt worden ist die Plattform Nevonex, die Andrew Allen, Senior Vice President der Unit Commercial Vehicles bei Bosch, in seinem Vortrag zu den Perspektiven der Hersteller am Ende der Veranstaltung präsentierte. Zunächst auf die Agrarwirtschaft konzentriert, ließe sich Nevonex jedoch, wie er versicherte, mühelos auch auf die Baubranche übertragen. Als entscheidender Faktor dieses Netzwerks, für dessen Entwicklung Bosch als Hersteller von Elektronikkomponenten an der Schnittstelle von Hardware und Software geradezu prädestiniert ist, dürfte sich herausstellen, dass es Maschinenbauer, Elektronikhersteller, Feature-Anbieter und Bauunternehmen auf Basis der Wertschöpfung miteinander verknüpft.

Hersteller von Land- bzw. Baumaschinen würden durch Weitergabe der von ihren Maschinen generierten bzw. erfassten Daten sowie durch Offenlegen der Datenprotokolle Einnahmen erzielen. Dienstanbieter, die etwa die Prozesssteuerung von Erdbewegungen optimieren, müssten für die Nutzung zwar bezahlen, würden aber ihre eigene Wertschöpfung wiederum durch den Einsatz ihrer Dienste bei den Bauunternehmen steigern.

Eine Entwicklung, die an anderer Stelle längst eingesetzt hat. Analog der um sich greifenden Neuverortung des Selbstverständnisses der Automobilbauer vom Fahrzeug- zum Mobilitätsanbieter bewegen sich längst auch erste Baumaschinenhersteller hin zum Dienstanbieter. Keine andere Marke treibt diese Entwicklung seit Jahren so konsequent voran wie Komatsu. Schon seit Jahren ist in Japan die Plattform „Smart Construction“ online, die sämtliche Schritte der Erdbewegung einer Vielzahl von Baustellen (!) mit modernsten Mitteln erfasst und einer Prozesssteuerung unterwirft.

20 Prozent der durchschnittlichen Baukosten, schärfte Komatsu Development Manager Karsten Elles den Blick für brachliegende Potenziale, könnten durch Vermeidung von Fehlern eingespart werden, die in der Bauphase auftreten. Nicht ohne diesen an sich schon unhaltbaren Umstand noch durch ein weiteres gruseliges Faktum zu erweitern, welches besagt, dass rund 18 Milliarden Euro des Bundesfahrwegeplans dauerhaft nicht abgeholt würden. Aus diesem Grund wolle sein Konzern künftig nicht nur „gelbes Eisen“ verkaufen, sondern die Wertschöpfungskette auch auf die datengestützte Analyse von Nutzungsverhalten und Arbeitsschritten sowie die Optimierung von Prozessen ausdehnen. So wäre Komatsu einerseits in der Lage, nicht genutzte Funktionen zu streichen, andererseits aber auch den Baufortschritt über Drohnen statt von den Erdbewegungsmaschinen zu erfassen. Pay per Use statt bisheriger Kauf- oder Leasingmodelle seien vor diesem Hintergrund vorstellbar.

Damit freilich rückt der Maschinenhersteller immer dichter an die Ausführung klassischer Leistungen der Bauunternehmen heran. In diesem Sinne sei es durchaus vorstellbar, ergänzte etwa auch Tomas Zelic, COO der in der Vergangenheit äußerst innovativen Zeppelin-Tochter Z Lab, in der bereits erwähnten Panel Discussion „Smart Construction und die intelligente Baustelle“, das künstliche Intelligenz künftig sowohl Material wie Baumaschinen ordert. Dazu allerdings gebe es ebenso gut auch komplementäre Entwicklungen, wie in der gleichen Runde Sigrid Brell-Cokcan, die den Lehrstuhl für individualisierte Bauproduktion an der RWTH Aachen innehat, berichtete, dass in China in jüngster Vergangenheit zunehmend Baufirmen in den Maschinenbau eintreten, um auf Basis ihrer Expertise in den Prozessabläufen geeignetes Equipment zu entwickeln.

Es bleibt viel zu tun

Beides ist letztlich ohnehin nur als Indiz zu werten, dass Maschinenhersteller und ausführende Bauunternehmen weiter aufeinander zugehen und voneinander lernen müssen. Vor diesem Hintergrund wird anzuerkennen sein, dass Produktivitätssteigerungen am Bau nicht allein durch die Effizienzsteigerung eingesetzter Bagger, Planierraupen oder Fertiger zu erzielen sind. Das erschließt sich bereits aus dem Verhältnis von Neubauten und Modernisierungen: 70 Prozent der Bauleistungen in Deutschland finden nämlich, wie Brell-Cokcan treffend zitierte, im Bestand statt.

So lange auf Baustellen Stillstand herrsche, weil den Maschinen der Kraftstoff ausgegangen ist, wie Laura Tönnies, CEO beim IoT-Start-Up Corrux aus ihrer Erfahrung berichtete, fallen Verbesserungen auf Maschinenseite ohnehin nicht ins Gewicht. Wenn nach den Worten von Markus Utterodt die Erkenntnisse von Topcon ergeben haben, dass mehr als 85 Prozent der Fehler beim Straßenbau auf unzureichende Vorausplanung zurückzuführen sind, springt hier das Fehlen eines leistungsfähigen und universellen Planungstools geradezu ins Auge. Doch selbst der gebetsmühlenartige Verweis auf das Building Information Modeling will nicht so recht fruchten, wenn man hört, wie Jörg Klingelhöfer, Head of Digitalisation bei Strabag, berichtet, dass sein Unternehmen BIM-Modelle nachbaut, weil sie sich in der gelieferten Form nicht in die Produktion überführen ließen. Planungslücken, Medienbrüche, Silodenken – nur 10 Prozent aller erfassten Daten kommen der schwedischen Studie „Smart Build Environment“ zufolge überhaupt auf den Baustellen an.

Nicht ganz unbeteiligt daran sind die Betreiber der Mobilfunk- und Datennetze. Mit entsprechend großer Neugier lauschten die Kongressteilnehmer am zweiten Tag dann auch den Ausführungen von Herbert Schüttler, Vice President 5G Business Development bei der Telekom, zum Aufbau des 5G-Netzes. Sie lernten, dass 5G in vielen Wirtschaftszweigen entgegen den Erwartungen einstweilen nicht der Heilsbringer werden wird. Grund dafür ist allen voran die zur Übertragung hoher Datenmengen nötige hohe Trägerfrequenz von rund 3,5 Gigahertz, welche die Reichweite eines einzelnen Funkmasten im Freifeld auf nur 500 Meter reduziert und zudem nicht ohne Weiteres durch Gebäude dringt. Für eine vollständige Netzabdeckung werde ein acht bis 10-mal so dichtes Netz von Sendeanlagen nötig werden, was in vielerlei Hinsicht Probleme bereiten könne und dessen Ausbau vorrangig in Großstädten und Industriegebieten vorangetrieben würde. Unternehmen könnten zwar Frequenzen zur Errichtung sogenannter Campusnetzwerke erwerben, doch mit den Erfordernissen der Bauindustrie sei das sicher nicht leicht in Deckung zu bringen.

Automatisierung und Fazit

Auch zur häufig diskutierten Frage autonomer Baumaschinen gab es einige interessante Details zu lernen. Einstweilen bleibt diese Entwicklung, trotz der erstaunlichen Zahl von vier Millionen durch vollautonome Caterpillar-SKWs in den USA gefahrener Kilometer, so die mehr oder wenig identische Einschätzung der Experten, in Deutschland ein randständiges Thema. Anders sieht das Bild bei ortsfesten Maschinen aus, von denen viele Experten erwarten, dass sie bei der Erstellung gemauerter Wände, beim „Ausdruck“ von Betonbauten oder bei der Montage von Stahlarmierungen in absehbarer Zeit zum Einsatz kommen werden.

Keine Frage, vielen Konferenzteilnehmern war anzusehen, was sich auch in vielen Einzelgesprächen herauskristallisierte: Der Besuch der Veranstaltung hat für einen ausgiebigen Wissenstransfer gesorgt und zahlreiche Fragestellungen aufgeworfen, die sonst noch lange nicht auf der Agenda aufgetaucht wären. Auch der vielbeschworene Ruck hin zu größerer Datenpräsenz scheint ein wenig mehr in greifbare Nähe gerückt. Was indes insbesondere dem nicht auf ein bestimmtes Thema konzentrierten journalistischen Begleiter des Kongresses ins Auge fiel, war die unzureichende Beteiligung der dem eigentlichen Bauprozess vor- bzw. nachgeschalteter Branchen. Der, wie er selbst von sich sagte, nicht mit tiefreichenden Branchenkenntnissen ausgestattete Vice President Advanced Robotic Applications des Roboterherstellers Kuka, Alois Buchstab, brachte das mit seiner Beobachtung, „offenbar denken im Baugewerbe zu wenige Akteure an die Schritte vor und nach dem eigenen“ geradezu paradigmatisch auf den Punkt.

Solange sich das nicht ändert und der Kreis der Experten nicht um andere am Bauen Beteiligte erweitert wird, hat das Construction Equipment Forum zwar alle Chancen, Maschinen und ihre Einsatzmöglichkeiten kontinuierlich zu verbessern und damit auch alle Hände voll zu tun, die Produktivität im Baugewerbe wird diese Veranstaltung allein aber nur mäßig beeinflussen können. ∆ CO2