Den Fahrer mithilfe von semi- oder komplett autonomen Baumaschinen raus aus der Kabine und potenzieller Gefahrenzonen bringen. Diesen Ansatz verfolgt Baumaschinenhersteller Caterpillar. Die Intention solcher Systeme: Damit die Sicherheit im Umgang mit Baumaschinen signifikant zu erhöhen. Denn laut einer aktuellen Studie der Unternehmensberatung McKinsey führt die Baubranche noch immer die Unfallstatistik an – einer von vier Unfällen passiert im Bauwesen. Damit ein komplett autonomer Betrieb serienreif wird, braucht es viele Tests. „Bis heute hat Caterpillar 9,3 Milliarden Tonnen Material auf drei Kontinenten autonom bewegt und dabei 334 Millionen Kilometer zurückgelegt“, gab Claude Binchet, weltweiter Marketingmanager für Technology und Vertrieb von Caterpillar, gegenüber der internationalen Fachpresse im Vorfeld der bauma in Málaga bekannt. Seit zwölf Jahren sind autonome Cat Skw in der Mining-Industrie im Einsatz. Doch was ist mit dem Rohstoffabbau und der Gewinnung von Zuschlagstoffen in Steinbrüchen?
Letzten November wurde ein erster Meilenstein erreicht. Denn eine Flotte autonom fahrender Cat Muldenkipper 777G hat dank der Cat MineStar-Technologie Command for Hauling den Transport von Diabas im Werk Bull Run von Luck Stone in Chantilly, Virginia, erstmals erfolgreich absolviert. „Das ist nicht nur für den Betrieb von Bull Run von Bedeutung, sondern auch für unsere Kunden aller Größenordnungen, wenn wir neue Technologien für die Steinbruch-, Zuschlagstoff- und Bauindustrie entwickeln“, sagte Denise Johnson, Group President von Caterpillar und verantwortlich für das Geschäftsfeld Industrie. Luck Stone gilt als größter familiengeführter Hersteller von Schotter, Sand und Kies in den USA. Seit 2022 arbeitet Caterpillar mit ihm zusammen, um Know-how über autonome Baumaschinen im Einsatz in Steinbrüchen zu gewinnen und ein System zu entwickeln, das für Kunden in der gesamten Gewinnungsindustrie skalierbar und wirtschaftlich rentabel ist. Der Erfolg des autonomen Materialtransports mit einem Cat 777G legt den Grundstein für die weitere Erprobung der Technologie.
Das ist die Voraussetzung, damit in Zukunft die bestehende autonome Skw-Flotte in der Hundert-Tonnen-Klasse erweitert werden kann. Nachgerüstet werden kann mit der autonomen Technologie inzwischen eine ganze Palette an Cat Muldenkippern in der Größenklasse von 190 bis 370 Tonnen einschließlich der Modelle Cat 789D, 793D, 793F und 797F sowie der elektrischen Antriebsmodelle 794 AC und 798 AC. Die aktuelle Flotte der autonomen Skw von Cat bewegt weltweit mehr Tonnen pro Jahr als die gesamte jährliche Schotterproduktion der USA. Zu den damit abgebauten Rohstoffen gehören Eisenerz, Kupfer, Gold, Kohle, Ölsande, Lithium und Vulkangesteine. Die Skw sind herausfordernden Einsatzbedingungen ausgesetzt: ob plus 40 Grad Celsius und dem roten Staub in Westaustralien oder minus 40 Grad Celsius, wenn kanadische Ölsande befördert werden. Die Muldenkipper arbeiten auch in den Kupferminen Südamerikas, die sich in den Anden auf knapp 4 000 Höhenmetern befinden.
Autonome Systeme sollen Unternehmen im Bereich Arbeitssicherheit unterstützen und für Produktivität sorgen. Schließlich lässt sich damit die Transporteffizienz durch weniger Leerlaufzeiten oder unnötige Leerfahrten steigern, wodurch mehr Tonnen mit weniger Maschinen bewegt werden können. Deswegen wird laut Caterpillar weiter daran gearbeitet, neue MineStar-Funktionen auch in batteriebetriebene Technologien zu integrieren, um Ladelösungen zu unterstützen. Autonome Baumaschinen, so die Annahme, werden in der Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Energiewende spielen, da solche Systeme und die Daten aus dem Flottenmanagement für das Management der Batterienutzung bei batterieelektrischen Skw genutzt werden. Schließlich müssen Kunden Batteriekapazität, Ladevolumen und Produktionsziele engmaschig überwachen, um die niedrigsten Betriebskosten zu erreichen. Gleichzeitig führt die autonome Technologie dazu, die Sicherheit im Einsatz mit Baumaschinen zu verbessern, indem Fahrer aus potenziell gefährlichen Situationen herausgehalten werden. Autonome Skw können ihre Umgebung und Hindernisse erkennen und darauf reagieren, Abstände einhalten, Geschwindigkeiten anpassen sowie sicher mit bemannten Geräten und Fahrzeugen interagieren, indem sie auf Onboard-Systeme und die Naherkennung zurückgreifen.
Inzwischen bietet die MineStar-Technologie neben dem autonomen Transport eine Reihe von weiteren Anwendungen, um den Betrieb von Baumaschinen zu verbessern. Dazu gehört etwa die Fernsteuerung Cat Command. Außerdem expandiert Caterpillar weiter und hat nicht nur gewaltige Minen, sondern auch den Rohstoffabbau in Steinbrüchen im Fokus, wie das Beispiel Luck Stone zeigt. „Anstatt mehr als hundert Baumaschinen in einer Mine zu automatisieren, die rund um die Uhr arbeiten, automatisieren wir vier Skw in einem Steinbruch, die zehn Stunden am Tag arbeiten“, erklärte Denise Johnson. „Es geht darum, wie wir unsere Technologie und Prozesse transformieren, damit auch kleinere Betriebe damit für Kunden weiter rentabel sind und sie sicher arbeiten können. Dies kann eine Grundlage dafür sein, wie wir als Unternehmen in anderen Branchen in der Autonomie voranschreiten.“ Über den Entwicklungsstand autonomer Baumaschinen informieren Caterpillar und Zeppelin in der Halle B6 in München. Schließlich sind Rohstoffsicherung und Automatisierung eines der wesentlichen Leitthemen der bauma.
April 2025