Stahlbau & Wissenschaft

Auf den Baustellen von Wurst Stahlbau sollen möglichst bald Menschen und Maschinen kooperieren. Roboter sollten Stahlbauten hochziehen. Das Projekt "Prototypische Umsetzung mit Schwerpunkt Tragkonstruktion" in Kooperation mit der RWTH Aachen soll Wurst unterstützen die Utopie in die Realität umzusetzen. Ziel ist nichts weniger als Ubiquität, heißt: eine standardisierte Schnittstelle, die überall und für alle am Baugeschehen Beteiligte verfügbar ist. Forschungsschwerpunkt die Entwicklung digitaler Assistenzsysteme zur Automatisierung der Baustelle. Dazu bringt Sigrid Brell-Cokcan, Inhaberin des Lehrstuhls für Individualisierte Bauproduktion Unternehmen aus ganz Deutschland zusammen. ->zum Fachartikel der RWTH Aachen in der Oktoberausgabe

Christian Wurst
Fotos: Wurst Stahlbau

Von den Projektergebnissen hängt die Zukunft des digitalen Bauwesens ab. Verschiedene Anwendungs-Szenarien machen Chancen und Risiken ersichtlich. Beispiel automatische Montage in schwindelnder Höhe: Einerseits sind fehlgesteuerte Roboter und Kommunikationsbarrieren – sprich Missverständnisse - zwischen Mensch da unten und Maschine da oben eine Bedrohung. Teile könnten abstürzen. Andererseits könnten unbemannte Aufbau-Prozesse das Unfallrisiko für die Monteure im Stahlbau senken.
„Risiken müssen ausgeschaltet, die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine kompatibel sein. Dann stehen die Aussichten für ein effizientes Miteinander sehr gut“, sagt Christian Wurst, geschäftsführender Gesellschafter bei Wurst Stahlbau in Bersenbrück über ein gelungenes Schnittstellen-Management. Die Ergebnisse werden in digitale Standardisierungsvorhaben im Austausch mit der deutschen und der schwedischen Bauindustrie eingebracht.

Wurst Stahlbau verfügt bereits über eine - weltweit einmalig - funktionierende Fertigungs-Schnittstelle für einen „denkenden“ Schweißroboter im Haus. Die Maschine - eine Zeman SBA - ist mit ihrer Übergabe-Schnittstelle von der „Massen“- zur Einzelfertigung eine Novität. Die Maschine entscheidet selbstständig, wie sie am effizientesten arbeitet. Wobei sie von geschulten Fachkräften unterstützt wird. 2017 hatten Christian Wurst und seine Brüder Michael und Thomas das familiengeführte Unternehmen internetfähig gemacht. Building Information Modeling (BIM) ermöglicht ein effizientes Bauen, wenn ein durchgängiger Datenaustausch gewährleistet ist. Fachleute schätzen, dass Planer und Ausführende, die BIM übergreifend verwenden, bis zu dreißig Prozent der Baukosten einsparen können. Die Daten ermöglichen zudem eine Berechnung der Nutzungskosten über den gesamten Lebenszyklus von der Planung bis zum Rückbau.

Roboter in der Fertigung
In Bersenbrück ist der Austausch von Planungsdaten mit Zulieferern und Kunden bereits Tagesgeschäft, die Herstellung von genau einem definierten Teil mit eindeutiger Identifikation in der Konstruktion bereits Realität. Ebenso die „Sendungsverfolgung:“ Bauteile lassen sich automatisch verorten, der Fertigstellungsgrad ist digital abrufbar. Die Synchronisierung von Datenstandards, die Gleichschaltung und Programmierung der entsprechenden Datenschnittstellen für einen kompatiblen innerbetrieblichen Datenaustausch sind erfolgt. Am Ende der Transformation steht nun das automatische Zusammenbauen und Verschweißen von Stahlbauelementen ab Losgröße eins. Roboter bewegen die schweren Teile automatisch auf der Fertigungsstraße und bearbeiten sie so präzise, dass sie auf der Baustelle genau zueinander passen.

KI in der Fertigung.

Digital lohnt.
Vom „Schnittstellen-Know how“ profitiert das gesamte IoC-Robotik-Projekt. Gefährliche Schichten könnten von Robotern gefahren werden, Kompetenz-Schwerpunkte sich verlagern. Eine ganzheitliche Arbeitsweise könnte durch einen programmatischen Zugriff auf Maschinen erreicht und ein Schnittstellenmanagement in Eigenregie gemanagt werden. „Alle Informationen zu jeder Zeit auf jedem Gerät verfügbar. Das Verstehen wir unter Ubiquität“, unterstreicht Christian Wurst.
Mit anderen Worten: Mittels Datentransfer über eine zentrale Informationsplattform wird es zukünftig selbststeuernde Produktionseinheiten in der Produktion und auf der Baustelle geben. Im Fachjargon heißt dies „Fähigkeitsbasierte Einsatzplanung“. „Intelligente Baustoffe werden zu intelligenten Bauteilen auf einer intelligenten Baustelle“, erläutert Christian Wurst den Begriff.
Wobei die Schnittstelle Mensch/Maschine auch in Zeiten des Internets der Dinge eine Herausforderung bleibt – die Verständigung sei das A und O, so Initiatorin Sigrid Brell-Cokcan, die mit ihrem Forschungsvorhaben endlich die Vision einer mechanisierten Baustelle von Villemard „Chantier de construction electrique" aus dem Jahre 1910 realisieren will.

Das Miteinander von Menschen und Maschine soll schon bald in Echtzeit trainiert werden – in den Werkhallen von Wurst Stahlbau sowie auf einer Test-Baustelle auf dem Campus WestCenter in Aachen.  

-> zum Fachbericht über Künstliche Intelligenz bei Wurst Stahlbau