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Bild: Volz Consulting

Echtzeitsteuerung im Straßenbau

Als Normalzustand werden Unterbrechungen beim Baufortschritt angenommen, denn diese ergeben sich auch vielen Gegebenheiten, so z.B. stehen nicht ausreichende oder verlässliche Transportkapazitäten zur Verfügung oder es gibt es Schwierigkeiten mit der Mischgutversorgung durch die Asphaltmischanlagen.

Ein anderes Mal gibt es baustellenbedingte Störungen.

Die Folgen sind Standzeiten der LKW, Wartezeiten auf der Baustelle und eine nicht bedarfsgerechte Belieferung und somit oft auch Qualitätsmängel durch diskontinuierlichen und inhomogenen Materialeinbau.
Die echten Ursachen hierfür liegen aber häufig in der mangelnden Planung und Steuerung des Bauablaufs.

Der Ansatz, diese Probleme durch Just-in-Time und durch eine Echtzeitsteuerung des Asphalteinbaus zu lösen, entstand bei einem Bauunternehmen in Süddeutschland bereits vor fast zehn Jahren.

Selbst optimistische Bauleiter schüttelten damals ungläubig den Kopf und hielten die Idee einer Mischgutbelieferung nach dem Just-in-Time-Prinzip für unmöglich.
Als sich zeigte, dass das unmöglich geglaubte auf einer Autobahnbaustelle tatsächlich gelingen würde, formte sich die Idee eines anderen, eines besseren Straßenbauprozesses:

Die Vision den Baufortschritt in Echtzeit zu steuern.

Eine Adaption der schnelleren und effizienteren Produktion, wie sie im Automobilbau und vielen anderen Branchen seit Jahren zum Standard gehören, war 1 : 1 nicht möglich, jedoch wurden Papierpläne gestaltet, die unter dem Begriff „Taktkarte“ bekannt wurden.

Einige Jahre später sollte genau die Vision einer Echtzeit-Steuerung der Bauprozesse auf einer Autobahnbaustelle Realität werden.

Aber nicht irgendeine Autobahn. Sondern genau die Autobahn, auf der unweit entfernt die Prozessoptimierung im Straßenbau ihren Ursprung nahm. Auf der A8 zwischen Stuttgart und Pforzheim.

Auf der Baustelle A8 bei Pforzheim sollten mit zwei Offset Beschickern, bis zu vier Fertigern und mit elf Walzen etwa 20.000t Asphalt eingebaut werden – davon mehr als 5.000 t offenporiger Asphalt (OPA).

Der Zeitplan war straff. Die Asphaltproduktion in den Mischanlagen musste an der Kapazitätsgrenze maximal ausgenutzt werden, um den Einbau in spätestens 12 Tagen abzuschließen.

Aufgrund der Entfernung zur Baustelle erfolgte die Belieferung teilweise durch Thermomulden, um die Temperatur des OPA sicherzustellen.

Am 10.09.2014 wurde die Baumaßnahme begonnen.
Der erste LKW traf pünktlich auf der Baustelle ein, eigentlich nicht außergewöhnlich, nur Hr. Danny Gräffe, Einbaumeister bei Wolff & Müller, schien genau gewusst zu haben, dass die Mischgutproduktion angelaufen ist und wann der LKW in die Baustelle einfahren würde.

Damit das gelingen konnte, wurden die Mischanlagen und LKW – Fahrer durch Telematik in die Echtzeitsteuerung eingebunden. Über die GPS-Ortung der Fahrer konnte die Lieferkette von der Baustelle aus überblickt werden.

Der erste LKW setzte zum Beschicker zurück. Hr. Gräffe wies wie gewohnt den Fahrer ein, nahm den Lieferschein entgegen, doch bevor dieser abgeheftet wurde, wurde die Fuhre noch im System verbucht – ein Arbeitsschritt, der per Tablet-PC erfolgt und nur einen Augenblick dauert. Das System in dem die Daten eingegeben werden, lautet auf den Namen BauProzessOptimierung für den Asphaltstraßenbau– kurz BPO ASPHALT und stammt vom Pforzheimer Ingenieurbüro Volz Consulting (vgl.Prozesssteuerung im Straßenbau).

Durch dieses System wird der Einbaumeister bei wichtigen Entscheidungen unterstützt, sodass er den Einbau besser, schneller und einfacher koordinieren kann.

Wann wird der nächste LKW eintreffen?
Wie viel Tonnage befindet sich im Zulauf?
Wie steht es um die Materialverbrauchskontrolle?
Welche Restmenge muss bestellt werden?

Hierzu liefert das System alle Informationen auf einen Blick.

Selbstverständlich verlief der Einbau nicht immer störungsfrei.

Bereits am ersten Tag fiel man aufgrund eines Logistikproblems hinter die Soll-Vorgaben zurück. Am zweiten Tag musste der Einbau aufgrund von Regen mehrmals unterbrochen werden und der dritte Tag war witterungsbedingt ein totaler Ausfall.
Alles in Allem nicht gerade die beste Ausgangslage, um ein Projekt straff abzuwickeln und das ehrgeizige Fertigstellungsziel zu halten.

Der Vorteil des eingesetzten Systems liegt dennoch auf der Hand:
„Um einen Prozess optimieren zu können muss er messbar gemacht werden. Erst durch Vorgabewerte werden Abweichungen erkannt und die richtigen Entscheidungen können getroffen werden. Erst dadurch entsteht die Möglichkeit Bauprozesse grundlegend zu verbessern“, so Stefan Volz, Geschäftsführer des Ingenieurbüros Volz Consulting.

Durch diese Soll-Ist-Abweichungsanalyse lassen sich Bauabläufe steuern und die Auswirkungen auf das Gesamtprojekt werden ersichtlich. Dadurch lassen sich die Bauzeit verkürzen, die Qualität und die Ebenheit verbessern, die Ressourcen können effizienter eingesetzt und Standzeiten der LKW und der Baustelle reduziert werden.

Und das gelang auch auf der A8, trotz der Zwischenfällen mit dem Wetter und der Logistik.
Die Baumaßnahme konnte trotz der Störgrößen in nur 9 Einbautagen fertiggestellt werden. Und das lag hauptsächlich am Engagement der Einbaukolonnen, den Beteiligten und der Projektleitung, die durch ds eingesetzte System immer informiert blieben und nie den Überblick verloren.

Doch zur Prozessoptimierung gehört weit mehr als einen Tablet-PC auf der Baustelle einzusetzen.
Es geht um eine neue Arbeitsmethodik, für die im ersten Schritt ein ausreichend tiefes Verständnis für den Bauprozesss für

• die allgemein gültigen Zusammenhänge im Bauablauf und
• dessen erforderlichen Vorbereitungsschritte
• die Rolle der Beteiligten und deren Einbindung

vorhanden sein muss und die Bereitschaft, dieses Wissen auch anwenden zu wollen.

Schließlich geht es um den Einbauprozess und der findet vor Ort auf der Baustelle statt und hängt von den Mischwerken und dem Transport zur Baustelle ab.

Erst wenn die neuen Methoden in der Arbeitsvorbereitung eingesetzt werden und die Anwender verstehen weshalb Vorgabewerte und Taktpläne für Mischanlagen, Fahrer und Baustelle notwendig werden, ist im nächsten Schritt die Anwendung von Software sinnvoll.

Das sieht auch Lars-Peter Schwarzer von Wolff & Müller so: „Nachdem wir die Methoden im BauProzessTraining kennen gelernt hatten, haben wir uns entschlossen unsere operativen Prozesse mit Volz Consulting neu zu gestalten und vor Ort auf der Baustelle umzusetzen.“

Was im Asphalteinbau funktioniert, sollte auch auf andere Bereiche übertragbar sein.

Speziell für das Bauunternehmen wurde ein weiteres Systemmodul für den Erdbau implementiert.
So gelingt es die Erdbewegung und Massenströme zu dokumentieren, was besonders bei hohen Anforderungen an die Dokumentation wichtig ist, so beispielsweise bei belastetem Untergrund.

März 2015