Unbemannte Wunder: Japan erprobt vollautomatisierten Dammbau

• Das automatisierte Bausystem von Kajima Corporation betreibt 20 schwere Maschinen autonom auf der Baustelle des Naruse-Damms in Higashinaruse, Präfektur Akita, Japan.
• Dieses Projekt stellt den weltweit ersten vollautomatisierten Dammbau dar und zeigt Japans Engagement, KI und Fernbedienung zur Behebung von Arbeitskräftemangel einzusetzen.
• Fernbediener, darunter eine Mutter, die ihr 3-jähriges Kind betreut, steuern die Maschinen aus bis zu 1.800 Kilometern Entfernung und veranschaulichen das transformative Potenzial von KI und Automatisierung im Bauwesen.

Im Dorf Higashinaruse in der Präfektur Akita, Japan, findet eine außergewöhnliche Entwicklung statt: eine Dammbaustelle, an der 20 schwere Maschinen autonom arbeiten, unermüdlich ohne menschliche Anwesenheit.

Dieses Projekt ist der weltweit erste Versuch eines vollautomatisierten Dammbaus und zeigt Japans Engagement, KI und Fernbedienung zur Behebung des Arbeitskräftemangels einzusetzen.

Bemerkenswerterweise steuern Mitarbeiter, die 400 Kilometer entfernt in der Präfektur Kanagawa sitzen, diese gewaltigen Maschinen geschickt und zeigen das transformative Potenzial von KI und Automatisierung im Baugewerbe.

Sogar eine Mutter in Hausschuhen kann nun einen 1.800 Kilometer entfernten Bagger bedienen, während sie sich um ihr Kind kümmert – eine bemerkenswerte Verbindung von Bequemlichkeit und Innovation in Aktion.

Bekämpfung des Arbeitskräftemangels durch Automatisierung

Die japanische Bauindustrie kämpft seit langem mit Arbeitskräftemangel, insbesondere in abgelegenen Gebieten, in denen qualifizierte Arbeitskräfte rar sind. Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat sich die 1840 gegründeteKajima Corporation, eines der ältesten und größten Bauunternehmen Japans, der Automatisierung zugewandt und setzt KI-basierte Technologien ein, um schwere Maschinen fernzubedienen.

Wir haben generationenübergreifend an bahnbrechenden Projekten gearbeitet, darunter das erste Hochhaus des Landes und zahlreiche nationale Entwicklungsprojekte in Bereichen wie soziale Infrastruktur. Wir sind stolz auf die Beiträge, die wir zur wirtschaftlichen und industriellen Entwicklung Japans geleistet haben.

Hiromasa Amano, Präsident und repräsentativer Direktor der Kajima Corporation

Hiromasa Amano, Präsident und repräsentativer Direktor der Kajima Corporation, erklärte, dass das Unternehmen generationenübergreifend an bahnbrechenden Projekten beteiligt war, darunter das erste Hochhaus Japans und verschiedene nationale Entwicklungsinitiativen mit Fokus auf soziale Infrastruktur. Amano äußerte seinen Stolz über die Beiträge zur wirtschaftlichen und industriellen Entwicklung Japans.

Mit nur drei Programmierern, die 400 Kilometer entfernt in der Präfektur Kanagawa sitzen, kann Kajima eine Flotte von 20 schweren Maschinen steuern, die unermüdlich denNaruse-Dammbauen.

Erhöhte Effizienz und Sicherheit

Auf der Baustelle des Naruse-Damms herrscht reger Betrieb, während die automatisierten Maschinen Tag und Nacht arbeiten, außer während der Betankungszeiten, und in der Hochbausaison sind 70 Stunden Dauerbetrieb geplant. Sie werden von präzisen Algorithmen gesteuert und von qualifizierten Ingenieuren überwacht.

Im Gegensatz zu menschlichen Arbeitern werden diese Maschinen nie müde und gewährleisten eine außergewöhnliche Produktivität bei gleichbleibend hoher Qualität. Darüber hinaus minimiert Kajima durch den Wegfall menschlicher Bediener vor Ort das Risiko von Arbeitsunfällen und erhöht so die allgemeine Sicherheit.

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Das A4CSEL-System: Antrieb für die Zukunft des Bauens

Im Zentrum der automatisierten Baurevolution von Kajima steht dasA4CSEL-System, kurz für „Automated Construction with Computerized System for Enhanced Labor". Dieses fortschrittliche, 2009 entwickelte System ermöglicht die nahtlose Koordination mehrerer Baumaschinen und optimiert Produktivität und Effizienz. Von Bulldozern bis zu Muldenkippern – jede Maschine wird vom A4CSEL-System präzise gesteuert und sorgt für genaue und synchronisierte Abläufe.

Über Baustellen hinaus eröffnen die automatisierten Maschinen von Kajima neue Möglichkeiten für den Fernbetrieb in verschiedenen Branchen. In der Landwirtschaft, im Bergbau und darüber hinaus revolutioniert die Möglichkeit, schwere Maschinen fernzusteuern, traditionelle Arbeitsabläufe. Da Bediener aus der Ferne Geräte Hunderte Kilometer entfernt steuern können, ist das Potenzial für Effizienzsteigerungen enorm.

Baustellen in Fabriken verwandeln

Durch die Implementierung des A4CSEL-Systems will Kajima traditionelle Baustellen in Hightech-Fabriken verwandeln.

Auf der Baustelle des Naruse-Damms arbeiten mehr als 20 automatisierte Baumaschinen im Gleichschritt, entladen, verteilen und verdichten nahtlos das Schüttmaterial, um die Fundamente des Damms zu errichten. Dieser innovative Ansatz beschleunigt nicht nur den Bau, sondern setzt auch neue Maßstäbe in Qualität und Präzision im Dammbau.

Schnellquiz

Welche Baumaschinen sind automatisiert?

A. Muldenkipper

B. Vibrationswalze

C. Bulldozer

D. Kehrmaschine

Die Antwort finden Sie am Ende des Artikels.

Welche Rolle spielen KI und Robotik?

Um maximale Effizienz zu gewährleisten, hat Kajima KI- und Machine-Learning-Algorithmen in sein automatisiertes Bausystem integriert. Diese Algorithmen lernen von den Arbeitsabläufen erfahrener Arbeiter und passen das Verhalten der Maschinen an verschiedene Bauszenarien an und optimieren es.

Infolgedessen arbeiten die automatisierten Baumaschinen von Kajima mit beispielloser Effizienz, selbst unter schwierigen Bedingungen.

Stellen Sie sich vor: Ein autonomer Muldenkipper ohne menschliche Anwesenheit fährt selbstständig mit laserähnlicher Präzision zum Materialbeladebereich, hält exakt an der vorgesehenen Stelle an, bereit, die ankommenden Baumaterialien aufzunehmen.

Aber das ist noch nicht alles: Der Lkw passt die Position seiner Mulde subtil an, um eine perfekt ausbalancierte Beladung zu gewährleisten.

Und jetzt das Erstaunliche: Diese Muldenkipper können autonom rückwärtsfahren, elegant mit der gleichen Geschwindigkeit wie vorwärts, und beschleunigen sogar auf ebenem Gelände bei ihrem Rückwärtstanz. Beim Befahren von Gefällen verlangsamen sie anmutig und vermeiden Materialunfälle.

Wenn sie die Entladestelle erreichen, führen die Lkw eine synchronisierte Manöver durch, die Mulde kippt automatisch, um die Materialien sanft abzuladen, bevor sie nahtlos an führerlose Bulldozer und andere Maschinen in einem eingespielten Ensemble übergeben.

Das wahre Potenzial der Technologie liegt in ihrer Anwendung auf reale Szenarien, nicht in der Hype, die sie in Pressemitteilungen und auf Technologiemessen erzeugt.Für Technologieunternehmen, die in der Baubranche verwurzelt sind, erfordert der Weg nach vorne eine Neukalibrierung des Fokus – eine Abkehr von der derzeitigen Begeisterung für KI- und ML-Fähigkeiten hin zu greifbaren Problemlösungsanwendungen und konkreten Beweisen.

Joel Hutchines, Produktleiter bei Slate Technologies

Laut Joel Hutchines erfordert der Fortschritt für Technologieunternehmen, die tief in der Baubranche verwurzelt sind, eine Fokusverschiebung. Anstatt nur den Hype um KI- und ML-Fähigkeiten zu betonen, kommt es darauf an, praktische Problemlösungsanwendungen und greifbare Belege für ihre Wirksamkeit zu priorisieren.

Kajima hat theoretische Diskussionen hinter sich gelassen und konkrete Lösungen präsentiert, die auf die spezifischen Herausforderungen der Baubranche eingehen. Indem das Unternehmen demonstriert, wie diese Technologien konkrete Vorteile bringen und reale Probleme lösen können, hat es seine Glaubwürdigkeit gefestigt und einen bedeutenden Einfluss in der Branche erzielt.

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Naruse-Damm: Ein Testfeld für Innovation

Das Naruse-Dammprojekt dient als Testfeld für die innovativen Bautechnologien von Kajima. Als größter trapezförmiger CSG-Damm Japans mit einem Schüttvolumen von 4,85 Millionen m³ bietet er einzigartige Herausforderungen und Chancen für die Automatisierung. Zu den Herausforderungen gehören die Integration komplexer Automatisierungssysteme und die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit des Fernbetriebs.

Durch den Einsatz von KI und Ferntechnologien können Unternehmen die Ressourcennutzung optimieren, den Bedarf an manueller Arbeit reduzieren und Projektzeitpläne verkürzen.

Der Damm wird mehrere Funktionen erfüllen, darunter Katastrophenprävention, Erhaltung der Flussumwelt, Bereitstellung und Wiederauffüllung von Trinkwasser und landwirtschaftlichem Bewässerungswasser, Wasserkrafterzeugung und mehr. Der Damm wird auch zur Entwicklung und Bequemlichkeit der umliegenden Region beitragen.

Vielseitige Anwendung von A4CSEL von der Erde bis zum Weltraum

Obwohl ursprünglich für den Dammbau entwickelt, ist die automatisierte Bautechnologie von Kajima vielversprechend für verschiedene andere Anwendungen.

Von Dämmen und Tunneln bis hin zur Weltraumforschung – die Möglichkeiten sind vielfältig. Durch die Kommerzialisierung dieser Technologie will Kajima Innovationen in allen Branchen vorantreiben und die Zukunft des Bauens weltweit gestalten.

Das Anwendungsspektrum von A4CSEL beschränkt sich nicht nur auf die Erde. Seit 2016 arbeitet A4CSEL mit derjapanischen Raumfahrtagentur (JAXA)in einem Projekt zusammen, das den Einsatz von A4CSEL für den Bau einer bemannten Basis auf dem Mond vorsieht. Es könnte sein, dass A4CSEL eines Tages in nicht allzu ferner Zukunft auf dem Mond aktiv ist.

Förderung von Diversität und Inklusion der Belegschaft

Hier die Yamazaki-Gruppe in der Präfektur Shimane, Japan, ein renommierter Name im Tiefbau und in der Abrissbranche. In ihrem Hauptsitz befindet sich ein Raum, in dem eine einzelne Arbeiterin, umgeben von sieben Monitoren, geschickt Steuerhebel bedient – eine Szene, die an einen Flugsimulator erinnert.

Aber hier kommt die Wendung: Sie steuert kein Flugzeug. Stattdessen bedient sie aus der Ferne einen 100 Meter entfernten Hydraulikbagger. Ja, Sie haben richtig gehört – kein Bediener in der Kabine, und dennoch reagiert der Bagger mit der Finesse eines erfahrenen Profis.

Dieser Bagger ist mit neun strategisch positionierten Kameras ausgestattet – an der Kabine, am Löffelstiel und mehr. Frau Ikuko, die Hello-Kitty-Markensandalen trägt, steuert die Aktionen des Baggers, indem sie die Live-Videostreams dieser Kameras überwacht.

Tauchen wir nun in die Magie ein. Das vor zwei Jahren vom BaumaschinenherstellerKobelco Construction Machineryentwickelte System basiert auf Hochgeschwindigkeitskommunikationsleitungen, die den Kontrollraum mit dem entfernten Hydraulikbagger verbinden. Es kann auch mühelos von einer schweren Maschine zur anderen wechseln. Bei einer Demonstration steuerte es sogar einen 1.800 Kilometer entfernten Hydraulikbagger in Hiroshima, während es von Sapporo aus gesteuert wurde.

Noch überraschender: Die elterlichen Herausforderungen von Frau Ikuko finden eine Lösung. Wenn ihr 3-jähriger Sohn krank wird, bringt sie ihn in den Nebenraum des Kontrollzentrums. Dort sieht der Junge fern, während sie den Bagger bedient. Eine ideale Mischung aus Fernarbeit und Kindererziehung – ein Szenario, das nur durch Fernsteuerung möglich ist.

Gleichzeitig hofft die Yamazaki-Gruppe, dass dieses System der älteren Generation qualifizierter Arbeiter eine Chance bieten kann, zu glänzen. Für diejenigen, die krank geworden sind oder einen Arbeitsunfall hatten, müssen sie nach ihrer Genesung nicht sofort auf die Baustelle zurückkehren; sie können sich an Fernbedienungen beteiligen, während sie sich Rehabilitationsbemühungen widmen und sogar neue Mitarbeiter anleiten.

All diese Beispiele zeigen die Fähigkeit des Systems, unterschiedliche Talente und Umstände zu berücksichtigen und so zu einem integrativeren und gerechteren Arbeitsumfeld beizutragen.

Antwort zum Quiz: Alle 4 Optionen. A4CSEL wurde nacheinander eingesetzt, um Vibrationswalzen, Bulldozer, Kehrmaschinen und Muldenkipper auf mehreren Dammbaustellen zu automatisieren.