Blaupause für den vernetzten Steinbruch
08.07.2024Im Spitzensport entscheiden Hundertstelsekunden über Sieg oder Niederlage und geben den Ausschlag, ob ein Sportler sich eine Medaille erkämpft oder eben nicht. Vergleichbar ambitioniert ist der Einsatz von VisionLink Productivity, der Telematiklösung von Caterpillar mit weiteren Funktionen. Die cloudbasierte Plattform erfasst und analysiert Daten von Baumaschinen und erstellt ein vollständiges Bild ihrer Auslastung. Um maximale Effizienz beim Abbau anzustreben und die Kosten pro Tonne Rohstoff auf ein Minimum zu reduzieren, setzt das Kalkwerk Flandersbach der belgischen Lhoist-Gruppe das Tool für seine Maschinenflotte bei der Gewinnung von Kalkstein in Wülfrath ein – mit beeindruckenden Resultaten, um Abläufe und Prozesse in der Rohstoffgewinnung zu verbessern.
Um maximale Effizienz beim Abbau anzustreben, setzt das Kalkwerk Flandersbach der belgischen Lhoist-Gruppe auf VisionLink Productivity
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Ob Cat Radlader, wie ein 992 der neuen Generation, ein 992K oder zwei 988K sowie elf Skw, darunter 10 Cat Modelle wie etwa die Baureihen 777G und 777D: Dank ihrer Sensoren werden eine Fülle an Daten aufgezeichnet – etwa zu Spritverbrauch, Betriebsstunden, Leerlauf oder Fehlercodes. Sie dienen dazu, Ressourcen, wie Betriebsmittel, Fahrzeuge und das Personal, perfekt aufeinander abzustimmen, damit so Abläufe und Prozesse stetig verbessert werden können. „Die Daten werden zusätzlich in ein Analyse-Tool von Caterpillar auf Basis der Power BI eingespielt, um noch spezifischere und detailliertere Auswertungen zu erhalten. Diese Daten nutzen auch wir zusammen mit Caterpillar für die begleitende Beratung“, erklärt Stefan Lanio, Zeppelin Niederlassungsleiter Köln, der den Kunden mit seinen Kollegen der Projekt- und Einsatztechnik, der Projekt- und Einsatzberatung sowie vom Flottenmanagement in Bezug auf Baumaschinentechnik unterstützt. Über die Business-Intelligence-Plattform, vergleichbar mit einem Dashboard, werden die Betriebsdaten erfasst, visualisiert und so umgewandelt, dass die Daten als valide Informationen und als Basis für Unternehmensentscheidungen genutzt werden, um die operative Effizienz zu verbessern. Hierzu zählen umfassende Informationen, die stetig erweitert wurden und die genau auf die Anforderungen des Betriebs und seinen geologischen Bedingungen, die massiven Einfluss auf den Baumaschineneinsatz haben, zugeschnitten sind.
Dorian Kunert (rechts), Hauptbetriebsleiter Gewinnung im Lhoist-Werk Flandersbach, im Austausch mit Stefan Lanio, Zeppelin Niederlassungsleiter Köln
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Angestoßen hat das Projekt Gabor Lang, inzwischen Werksleiter im Lhoist-Werk Flandersbach und Vorgänger von Dorian Kunert, der seit zwei Jahren dort als Hauptbetriebsleiter Gewinnung verantwortlich ist. Die Testphase begann im Mai 2022 und wurde im November 2023 abgeschlossen. „Da wir eine große Flotte mit überwiegend Cat Maschinen im Einsatz haben, bot es sich an, die Telematiklösung unseres Hauptlieferanten zu implementieren“, erklärt Dorian Kunert. Er fügt hinzu: „Wir haben in der Gewinnung eine hohe Verantwortung für die Produktion und die Bereitstellung ausreichender Lagerbestände. Feeding the Dragons, füttere die Drachen beziehungsweise die Öfen, nennen wir das. Denn mit sechs Schachtöfen und vier Drehrohröfen ist Flandersbach das größte Kalkwerk Europas, das zu einem Großteil die Stahlindustrie versorgt.“ Bedingt durch eine hohe Auslastung war damit das Ziel verbunden, die spezifische Produktionsleistung pro Stunde zu erhöhen und zeitlich begrenzte Spitzenleistungen mit einer bestehenden Flotte gewährleisten zu können. Digitalisierung ist dabei ein Schlüssel und soll unterstützen, die geforderten Produktionsziele zu erreichen. Stellschrauben sind hier Tonnagen pro Stunde, maximale Nutzlasten, kurze Ladezeiten, schnellere Umläufe und Reduzierung von Stillstand/Leerlauf.
Digitalisierung soll unterstützen, die geforderten Produktionsziele zu erreichen. Stellschrauben sind beispielsweise Tonnagen pro Stunde, maximale Nutzlasten und kurze Ladezeiten
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Grundsätzliche Anforderungen an VisionLink Productivity betrafen die Zuverlässigkeit der Datenübertragung und die Richtigkeit der übermittelten Werte. „Das war anfangs etwas holprig und mag vielleicht auch an der Kabelanbindung gelegen haben, die Vibrationen, Temperaturen und Staub ausgesetzt ist. Es kam zu Abweichungen bei den Tonnagen. Doch die typischen Anfangsschwierigkeiten haben wir inzwischen gut in den Griff bekommen und haben seit mehreren Monaten eine akribische und solide Auswertung“, meint Dirk Unverricht, Asset Manager für die Gewinnung im Lhoist-Werk Flandersbach.
Ziel war, die spezifische Produktionsleistung pro Stunde zu erhöhen und zeitlich begrenzte Spitzenleistungen mit einer bestehenden Flotte gewährleisten zu können
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Ein weiterer Schritt war, verschiedene Geofences zu definieren, um den Standort der eingesetzten Maschinen zu begrenzen und das Umfeld der Baumaschinen festzulegen, in dem sie sich bewegen. Es gibt Bereiche wie Ladestellen, den Brecher, die Werkstatt und die Tankstelle. Eine Besonderheit ist der Kalksteinabbau, der in den beiden Abbaugebieten Silberberg und Rohdenhaus erfolgt – verbunden durch einen Tunnel. Dieser ist nur einspurig befahrbar. „Daher kommt es zu Wartezeiten, die jedoch zunächst als Abkippen der Mulden interpretiert wurden. Es hat gedauert, bis wir dahinterkamen“, so Dirk Unverricht. Die Lösung: Ein zusätzlicher Sensor wurde eingebaut, der nun den echten Abkippvorgang aufzeichnet und erfasst. „Es gab vieles in der Testphase zu lernen. Unser Werk ist für Caterpillar eine Blaupause für das ganze System. Der stationäre Betrieb ist komplex, bedingt durch das Zwei-Schicht-System und den Abbau in zwei benachbarten Steinbrüchen. Es gibt viele einzelne Arbeitsschritte und Prozesse abzubilden. Das Projekt ist von Mal zu Mal immer weitergewachsen – es kamen weitere Anforderungen und Parameter dazu, wobei wir die für uns wichtigen KPIs, sprich Leistungszahlen, immer im Auge behielten“, erklärt Dorian Kunert.
Daten der Muldenkipper münden inzwischen in eine Nutzlastverteilkurve, die genau anzeigt, was im Schnitt an Tonnage bewegt wurde
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Ein großer Baustein war die Zielausladung der Muldenkipper. Solche Daten münden inzwischen in eine Nutzlastverteilkurve, die genau anzeigt, was im Schnitt an Tonnage bewegt wurde. Doch von der angepeilten Zielausladung war man anfangs entfernt. Der Frage nach der Abweichung ging das Werk Flandersbach nach und untersuchte, ob es an der Technik oder an der operativen Anwendung lag. Um darüber letzte Gewissheit zu haben, wurde ein Leistungstest gemacht, um herauszufinden, wie hoch die Zuladung ist und wie viele Tonnen pro Liter Sprit bewegt werden.
Um herauszufinden, wie hoch die Zuladung ist und wie viele Tonnen pro Liter Sprit bewegt werden, wurde auch ein „Scale Truck“ von Caterpillar, eine Art Wiege-Lkw, eingesetzt
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Auch ein „Scale Truck“ von Caterpillar, eine Art Wiege-Lkw, wurde eingesetzt. Dabei wurde eine Fahrzeugwaage so aufgebaut, dass die im Einsatz befindlichen Muldenkipper im laufenden Betrieb zügig verwogen werden konnten. Die exakt ermittelten Wiegedaten wurden automatisch erfasst und standen dann dem Betrieb für weitere Auswertungen zur Verfügung. „Es stellte sich heraus, dass zwei Muldenkipper noch mal neu kalibriert werden mussten“, so der Zeppelin Niederlassungsleiter. Doch dabei hat man es nicht belassen.
Den Wegebau zu verbessern, dient dazu, die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit anzuheben
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Eine Schulung für Radladerfahrer zum Thema effizientes Beladen folgte, bereits professionelle Kollegen bekamen im Caterpillar Trainingscenter in Málaga den letzten Schliff. Zudem wurde der Wegebau analysiert und die Beschaffenheit der Fahrwege wird Tag für Tag kontinuierlich verbessert. Das Werk Flandersbach konnte 2023 auf 120 Jahre Kalkabbau zurückblicken. Durch den Abbaufortschritt auf tieferen Sohlen sind immer längere Fahrwege die Folge, die sich auf den Produktionsprozess auswirken. Drei bestehende Engstellen wurde aufgehoben. Inzwischen unterstützt ein Cat Motorgrader 140M dabei, den Wegebau zu verbessern, sodass Wartezeiten reduziert und auch die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit im beladenen und unbeladenen Zustand angehoben wurde. Die Skw-Fahrer sind angehalten, harmonisch gleichmäßig ihr Arbeitsgerät durch das Gelände zu steuern und zu starkes Abbremsen zu vermeiden.
Die Fahrer mitnehmen und einbinden, ist ein großes Thema, wenn es um akribische Datenerfassung und -auswertung geht
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Die Fahrer mitnehmen und einbinden, ist ein großes Thema, wenn es um akribische Datenerfassung und -auswertung geht. „Sie müssen verstehen, welche Vorteile es bietet und wie wichtig es für ein Unternehmen wie Lhoist ist, dass Ressourcen geschont werden. Allerdings gibt es auch Daten wie Leerlaufzeiten, die entsprechend sensibel sind. „Unproduktiven Leerlaufzeiten muss man auf den Grund gehen. Dann suche ich das Gespräch mit dem Schichtmeister. Wir wollen wissen, warum es dazu kam und was passiert ist – vielleicht ist der Grund plausibel, weil etwa getankt werden musste, oder es gibt dafür einen anderen Anlass. Dann wollen wir das Problem verstehen und es im Idealfall abstellen“, so Dirk Unverricht. Als Ursache für Leerlaufzeiten können auch Wartezeiten am Brecher infrage kommen, weil das Material in einer zu großen Stückigkeit gesprengt wurde und dann nicht zügig genug weiterverarbeitet werden kann. Oder es kommt zu einem Stau beim Beladen an der Wand, weil die Umlaufzeiten der verschiedenen Skw zu unterschiedlich sind.
Dirk Unverricht, Asset Manager für die Gewinnung im Lhoist-Werk Flandersbach, schaut sich die Daten an, die mit VisionLink Productivity erfasst werden
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Dirk Unverricht sucht darum kontinuierlich das Gespräch mit seinen Kollegen, wenn er ein Mal wöchentlich die Betriebsdaten der Baumaschinen ausgewertet hat. Seit 1986 arbeitet er im Unternehmen, anfangs in der Instandhaltung. 2023 hat er angefangen, das Projekt Productivity zu betreuen. Dabei ist er überzeugt: „Wir können uns nur gemeinsam im Team weiterentwickeln und unsere Fortschritte sind nur dank unserer Maschinisten möglich.“ Als Ansporn dienen ihnen dabei die geförderten und bewegten Tonnen pro Schicht. Oder im letzten April wurde ein Kicker ausgelobt für das Team, dem es gelungen ist, den ganzen Monat den Materialfluss konstant mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit am Rollen zu halten. „Der Erfolg unseres Unternehmens ist ein Gruppenerfolg. Uns ging es dabei darum, das Interesse der Fahrer zu wecken und ihnen so zu zeigen, welchen wichtigen Anteil sie daran haben“, unterstreicht Dorian Kunert. Vielleicht wird es für sie schon bald eine neue Challenge geben. „Wichtig ist uns, dass sich langfristig etwas verändert. Das ist alles ein Lernprozess, aber wir müssen auch akzeptieren, dass es hier ein Steinbruchbetrieb ist, der Wind, Wetter und einer heterogenen Geologie ausgesetzt ist. Wir können daher nicht alles beeinflussen, sondern müssen manche Parameter auch akzeptieren“, macht Dorian Kunert letztlich deutlich.
