Omfattende sensorteknologi for kompakte arbeidshester

Omfattende sensorteknologi for kompakte arbeidshester

Økende urbanisering og tilhørende plassmangel endrer kravene til anleggsmaskiner betydelig. I trange gater eller gårdsrom kreves det maskiner som er manøvrerbare, lette å transportere og multifunksjonelle på samme tid. Produsenter reagerer på dette ved ikke lenger å tenke på kompakte maskiner som rene «mini»-versjoner av store enheter, men heller som uavhengige produktfamilier med modulære festekonsepter og assistansesystemer.
Volvo CE har for eksempel en modell i sin portefølje, «ECR25 Electric», som er en batteridrevet minigraver som viser hvordan kompakte elektriske maskiner kan brukes i utslippsfølsomme områder. Det finnes et bredt spekter av tilnærminger til elektrifisering. Komatsu har for eksempel systematisk elektrifisert miniklassen sin og presentert flere modeller som "PC 20E", "PC 26E" og "PC 33E-6" tilgjengelig fra Kuhn Baumaschinen, som fungerer med batterier og er designet for utslippsfri drift.
Derfor er det neppe overraskende at markedet for kompaktmaskiner vokser kontinuerlig. Ifølge prognoser fra markedsforskere skal et volum på over 50 milliarder euro være nådd innen 2030. Men bak denne veksten ligger det også store utfordringer, som mangel på fagarbeidere, strengere miljøreguleringer og digitaliseringskrav, som tvinger produsenter og brukere til å gjøre til tider kostbare tilpasninger.

Stadig mer nettverksbaserte byggeplasser

Batteriet som brukes i hvert enkelt tilfelle bestemmer i stor grad mulighetene til elektriske kompaktmaskiner. Produsenter er i dag mest avhengig av litium-ion-teknologi, men denne har kun begrenset levetid og det er høye utskiftingskostnader ved en defekt. Alternative modeller som litiumjernfosfat (LFP) gir lengre levetid, men har samtidig lavere energitetthet, noe som reduserer driftstiden.
Hurtigladesystemer tillater teoretisk lading til 80 prosent i lunsjpauser, men krever typisk dyr infrastruktur som mangler på de fleste byggeplasser. Induktive ladesystemer lover kontaktfri lading, men er vedlikeholdsutsatte og ineffektive. Moderne kompakte maskiner er utstyrt med omfattende sensorer, noe som øker produksjonskostnadene. Akselerasjonssensorer overvåker vibrasjoner og støt, temperatursensorer oppdager kritiske driftsforhold, og trykksensorer styrer hydrauliske systemer. De innsamlede dataene krever kraftig databehandling og lagringskapasitet.
Med «L 507 E» har Liebherr en batterielektrisk kompakt hjullaster i sitt sortiment som kombinerer den kjente kinematikken og arbeidsprosessene med et elektrisk drivverk. Slike modeller viser at transformasjonen blant produsenter ikke er begrenset til individuelle nisjer, men finner veien inn i sentrale produktlinjer. Samtidig drives utviklingen fremover. Wacker Neuson, for eksempel, har elektriske varianter i sin portefølje og har elektriske minigravere i sitt sortiment som er spesifikt annonsert for virksomhet i sentrum. Yanmar utvider sitt interne kompakte tilbud med blant annet beltelastere og en rekke elektrifiserte enheter for det europeiske markedet. Caterpillar har også utvidet sin egen portefølje og blant annet utstyrt den med assistansefunksjoner.

Ta opp driftsdata i sanntid

At elektrifisering er teknisk mulig, betyr ikke automatisk at det allerede er en del av hverdagen. I praksis møter brukerne flere problemer. Batterikapasitet er bare en begrensende faktor blant mange. Jo større batteri, jo lengre batterilevetid, men jo større vekt og potensielt større transportutfordringer. Produsenter prøver å desarmere denne konflikten av mål gjennom modulære batterisystemer, effektive driv- og hydraulikkkonsepter og hurtigladealternativer. Men infrastrukturen på byggeplasser henger ofte etter; Det er ikke nok ladepunkter overalt, og ikke alle byggeplasser tillater tilkobling til sterke nettforbindelser. I tillegg er anskaffelseskostnadene for elektriske varianter vanligvis betydelig høyere enn for sammenlignbare dieselmodeller, noe som gjør den økonomiske bærekraftsberegningen vanskeligere for mindre bedrifter. Finansieringsprogrammer, leasing og utleietilbud spiller en stor rolle her for å overvinne de høyere investeringshindringene.
Parallelt med drivendringen vokser viktigheten av digitale systemer. Telematikk er ikke lenger bare et problem for store maskinparker: kompakte maskiner blir også i økende grad koblet til nettverk for å lese ut driftstider, driftstilstander, ladestatus og vedlikeholdskrav i sanntid. Muligheten til å fange opp driftsdata i sanntid åpner for nye muligheter for flåtestyring, prediktivt vedlikehold og kostnadskontroll. Dette gjør at entreprenørselskaper bedre kan vurdere hvilke maskiner som har kapasitet, når det vil være behov for servicearbeid eller hvor det er potensial for besparelser. Dataene som innhentes hjelper flåteforvaltere med å optimalisere utnyttelsen, planlegge serviceavtaler på forhånd og beregne totale kostnader over livssykluser mer nøyaktig. Det finnes også hjelpesystemer som øker presisjonen eller forbedrer sikkerheten på trange byggeplasser.
Tilstandsovervåkingssystemer er ment å forutsi slitasje og optimalisere vedlikeholdsintervaller, men krever kontinuerlig kalibrering og oppdateringer. Prediktivt vedlikehold kan redusere uplanlagt nedetid, men algoritmene som kreves er komplekse og vedlikeholdsintensive. Maskinlæringssystemer for avviksdeteksjon krever omfattende opplæringsdata og regelmessige justeringer. Driften av kompakte maskiner er i stadig utvikling; stemmestyring er ment å gjøre driften enklere under vanskelige arbeidsforhold, men er utsatt for forstyrrelser i byggeplassstøy. Bevegelseskontroll reduserer teoretisk fysisk belastning, men krever presis kalibrering og er utsatt for feil.
Haptisk tilbakemelding simulerer overflatetekstur selv på fjernstyrte maskiner, men krever kompleks teknologi med begrenset levetid. Virtual reality-trening muliggjør risikofri trening, men de høye anskaffelseskostnadene amortiseres kun ved intensiv bruk. Augmented reality-systemer for informasjonsoverlegg er vedlikeholdsintensive og har begrenset bruk under dårlige lysforhold. Kompakte maskiner blir også gradvis integrert i nettverksbaserte byggeplasssystemer, men et problem med dette er databeskyttelse og sikkerhetsrisiko.
Cybersikkerhet blir mer og mer av en utfordring fordi nettverksbaserte kompakte maskiner representerer potensielle angrepsmål. Følgelig må produsenter utvide sitt fokus på å utvikle sikkerhetsarkitekturer uten å gå på akkord med brukervennligheten. Dette gjør sertifiseringsprosedyrene mer komplekse og dyre, noe som igjen ofte setter mindre produsenter dårligere. I tillegg fungerer kommunikasjon mellom maskiner for å unngå kollisjoner kun pålitelig dersom det finnes enhetlige standarder, som imidlertid ennå ikke er etablert. Digitale tvillinger – bilder av de fysiske maskinene – er ment å muliggjøre simuleringer og optimaliseringer, men krever kontinuerlig dataoppdatering og fremfor alt datakapasitet.

Kostnadsfaktor

Fra brukerens perspektiv er tre spørsmål sentrale: Er batterikapasiteten tilstrekkelig for den planlagte arbeidsdagen? Er forhandlernettverket sterkt nok til å sikre rask service? Og kan investeringen presenteres økonomisk? Produsenter som Volvo CE og Komatsu gir spesifikke data om kapasitet og ladealternativer for enkelte modeller, men den brukbare driftstiden forblir svært avhengig av temperatur, lastprofil og driftsmønster. Nettopp derfor anbefales detaljert forplanlegging for byggefirmaer: korttidsleie for testing i reell drift, leasingmodeller med tjenestepakker eller integrasjon i delingsplattformer kan redusere risikoen og gi erfaring før kapitalbinding på sikt.
Et annet aspekt som ofte undervurderes er opplæring av personalet. Elektriske og digitalt styrte kompaktmaskiner skiller seg fra klassiske dieselbiler når det gjelder drift og vedlikehold. Opplæringstilbudet er tilsvarende bredt. Alle som bruker dette drar ikke bare fordel av større effektivitet, men også av mindre nedetid på grunn av feil drift eller feil vedlikehold. Standardiseringen av grensesnitt for vedlegg og batteripakker er en annen spak som kan fremskynde aksepten av elektrifiserte kompaktmaskiner. Ensartede koblinger, raskt utskiftbare batterimoduler og interoperable telematikkstandarder vil redusere logistisk innsats og lette gjenbruk av tilbehør på tvers av merker. Så langt har individuelle produsenter valgt proprietære løsninger, noe som begrenser fleksibiliteten. Markedet vil måtte svare på regulering eller bransjedekkende samarbeid i løpet av de neste årene hvis deling av modeller og interoperabilitet skal fungere i større skala.