Omfattende sensorteknologi til kompakte arbejdsheste

Omfattende sensorteknologi til kompakte arbejdsheste

Den stigende urbanisering og den dertil hørende pladsmangel ændrer markant kravene til entreprenørmaskiner. I smalle gader eller gårdhaver kræves der maskiner, der er manøvredygtige, nemme at transportere og multifunktionelle på samme tid. Producenterne reagerer på dette ved ikke længere at tænke på kompakte maskiner som rene "mini"-versioner af store enheder, men snarere som selvstændige produktfamilier med modulære monteringskoncepter og hjælpesystemer.
Eksempelvis har Volvo CE en model i sin portefølje, "ECR25 Electric", som er en batteridrevet minigraver, der viser, hvordan kompakte elektriske maskiner kan bruges i emissionsfølsomme områder. Der er en bred vifte af tilgange til elektrificering. Komatsu har for eksempel systematisk elektrificeret sin miniklasse og præsenteret flere modeller såsom "PC 20E", "PC 26E" og "PC 33E-6", som fås fra Kuhn Baumaschinen, som arbejder med batterier og er designet til emissionsfri drift.
Derfor er det næppe overraskende, at markedet for kompakte maskiner er i konstant vækst. Ifølge prognoser fra markedsforskere skulle et volumen på over 50 milliarder euro være nået i 2030. Bag denne vækst ligger der dog også store udfordringer, såsom mangel på faglært arbejdskraft, skærpede miljøregler og digitaliseringskrav, som tvinger producenter og brugere til til tider dyre tilpasninger.

Stadig mere netværksforbundne byggepladser

Batteriet, der bruges i hvert enkelt tilfælde, bestemmer i høj grad mulighederne for elektriske kompaktmaskiner. Producenter er i øjeblikket mest afhængige af lithium-ion teknologi, men denne har kun en begrænset levetid, og der er høje udskiftningsomkostninger i tilfælde af en defekt. Alternative modeller som lithiumjernfosfat (LFP) giver længere levetid, men har samtidig en lavere energitæthed, hvilket reducerer driftstiden.
Hurtigopladningssystemer tillader teoretisk opladning til 80 procent i frokostpauserne, men kræver typisk dyr infrastruktur, som mangler på de fleste byggepladser. Induktive ladesystemer lover kontaktfri opladning, men er vedligeholdelsesvenlige og ineffektive. Moderne kompakte maskiner er udstyret med omfattende sensorer, hvilket øger produktionsomkostningerne. Accelerationssensorer overvåger vibrationer og stød, temperatursensorer registrerer kritiske driftsforhold, og tryksensorer styrer hydrauliske systemer. De indsamlede data kræver kraftig databehandling og lagringskapacitet.
Med "L 507 E" har Liebherr en batteri-elektrisk kompakt hjullæsser i sit sortiment, der kombinerer den velkendte kinematik og arbejdsprocesser med en elektrisk drivlinje. Sådanne modeller viser, at transformationen blandt producenter ikke er begrænset til individuelle nicher, men er ved at finde vej til centrale produktlinjer. Samtidig drives udviklingen fremad. Wacker Neuson, for eksempel, har elektriske varianter i sin portefølje og har elektriske minigravere i sit sortiment, der er specifikt annonceret til indre bydrift. Yanmar udvider sit in-house kompakte tilbud med blandt andet bæltelæssere og en række elektrificerede enheder til det europæiske marked. Caterpillar har også udvidet sin egen portefølje og blandt andet udstyret den med assistancefunktioner.

Optag driftsdata i realtid

At elektrificering er teknisk mulig, betyder ikke automatisk, at det allerede er en del af hverdagen. I praksis står brugerne over for flere problemer. Batterikapaciteten er kun en begrænsende faktor blandt mange. Jo større batteri, jo længere batterilevetid, men jo større vægt og potentielt større transportudfordringer. Producenterne forsøger at afhjælpe denne målkonflikt gennem modulære batterisystemer, effektive drev- og hydrauliske koncepter og muligheder for hurtig opladning. Men infrastrukturen på byggepladserne halter ofte bagud; Der er ikke nok ladepunkter overalt, og ikke alle byggepladser tillader tilslutning til stærke netforbindelser. Derudover er anskaffelsesomkostningerne for elektriske varianter normalt væsentligt højere end for sammenlignelige dieselmodeller, hvilket gør den økonomiske rentabilitetsberegning sværere for mindre virksomheder. Finansieringsprogrammer, leasing og lejetilbud spiller en stor rolle her for at overvinde de højere investeringshindringer.
Parallelt med drivkraftændringen vokser betydningen af ​​digitale systemer. Telematik er ikke længere kun et problem for store maskinparker: kompakte maskiner forbindes også i stigende grad i netværk for at udlæse driftstider, driftstilstande, ladestatus og vedligeholdelseskrav i realtid. Evnen til at fange driftsdata i realtid åbner nye muligheder for flådestyring, forudsigelig vedligeholdelse og omkostningskontrol. Det giver byggefirmaer mulighed for bedre at vurdere, hvilke maskiner der har kapacitet, hvornår servicearbejde vil være påkrævet, eller hvor der er potentiale for besparelser. De opnåede data hjælper flådeforvaltere med at optimere udnyttelsen, planlægge serviceaftaler på forhånd og beregne de samlede omkostninger over livscyklusser mere præcist. Der findes også assistancesystemer, der øger præcisionen eller forbedrer sikkerheden på trange byggepladser.
Tilstandsovervågningssystemer er beregnet til at forudsige slid og optimere vedligeholdelsesintervaller, men kræver løbende kalibrering og opdateringer. Forudsigende vedligeholdelse kan reducere uplanlagt nedetid, men de krævede algoritmer er komplekse og vedligeholdelsesintensive. Maskinlæringssystemer til registrering af anomalier kræver omfattende træningsdata og regelmæssige justeringer. Betjeningen af ​​kompakte maskiner er i konstant udvikling; stemmestyring er beregnet til at gøre betjeningen lettere under vanskelige arbejdsforhold, men er modtagelig for forstyrrelser i byggepladsstøj. Bevægelseskontrol reducerer teoretisk fysisk belastning, men kræver præcis kalibrering og er tilbøjelig til fejl.
Haptisk feedback simulerer overfladetekstur selv på fjernstyrede maskiner, men kræver kompleks teknologi med en begrænset levetid. Virtual reality-træning muliggør risikofri træning, men de høje anskaffelsesomkostninger afskrives kun ved intensiv brug. Augmented reality-systemer til informationsoverlejring er vedligeholdelsesintensive og har begrænset brug under dårlige lysforhold. Kompakte maskiner bliver også gradvist integreret i netværksforbundne byggepladssystemer, men et problem med dette er databeskyttelse og sikkerhedsrisici.
Cybersikkerhed bliver mere og mere af en udfordring, fordi netværksforbundne kompakte maskiner repræsenterer potentielle angrebsmål. Derfor skal producenter udvide deres fokus på at udvikle sikkerhedsarkitekturer uden at gå på kompromis med brugervenligheden. Det gør certificeringsprocedurerne mere komplekse og dyre, hvilket igen ofte stiller mindre producenter dårligere. Derudover fungerer kommunikation mellem maskiner for at undgå kollisioner kun pålideligt, hvis der er ensartede standarder, som dog endnu ikke er etableret. Digitale tvillinger – billeder af de fysiske maskiner – er beregnet til at muliggøre simuleringer og optimeringer, men kræver løbende dataopdatering og frem for alt computerkapacitet.

Omkostningsfaktor

Fra brugerens perspektiv er tre spørgsmål centrale: Er batterikapaciteten tilstrækkelig til den planlagte arbejdsdag? Er forhandlernetværket stærkt nok til at sikre hurtig service? Og kan investeringen præsenteres økonomisk? Producenter som Volvo CE og Komatsu leverer specifikke data om kapacitet og opladningsmuligheder for visse modeller, men den brugbare driftstid forbliver meget afhængig af temperatur, belastningsprofil og driftsmønstre. Netop derfor anbefales en detaljeret forplanlægning til byggevirksomheder: korttidsudlejning til test i reel drift, leasingmodeller med servicepakker eller integration i deleplatforme kan mindske risikoen og give erfaring, før kapitalbindingen på længere sigt.
Et andet aspekt, der ofte undervurderes, er uddannelse af personalet. Elektriske og digitalt styrede kompakte maskiner adskiller sig fra klassiske dieselbiler med hensyn til drift og vedligeholdelse. Uddannelsesudbuddet er tilsvarende bredt. Enhver, der bruger dette, får ikke kun gavn af større effektivitet, men også af mindre nedetid på grund af forkert betjening eller forkert vedligeholdelse. Standardiseringen af ​​grænseflader til tilbehør og batteripakker er en anden håndtag, der kan fremskynde accepten af ​​elektrificerede kompakte maskiner. Ensartede koblinger, hurtigt udskiftelige batterimoduler og interoperable telematikstandarder ville reducere den logistiske indsats og lette genbrugen af ​​tilbehør på tværs af mærker. Indtil videre har individuelle producenter valgt proprietære løsninger, hvilket begrænser fleksibiliteten. Markedet bliver nødt til at reagere på regulering eller branchedækkende samarbejde i de næste par år, hvis deling af modeller og interoperabilitet skal fungere i større skala.