Bild: vege, fotolia

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Die globalen Absatzschwerpunkte für mobile Arbeitsmaschinen haben sich in den letzten Jahren verlagert: Während Maschinenhersteller in Europa und Nordamerika über Jahrzehnte hinweg attraktive Verkaufsmöglichkeiten für Zulieferer boten, haben Asien – vor allem China und Südamerika mit Brasilien – in den vergangenen sieben Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Auch ist zu erwarten, dass in absehbarer Zeit das größte Wachstum entlang des Äquators stattfinden wird, während die Nachfrage in Europa weiterhin schwach bleibt.

Die Strukturen ändern sich

Derzeit bauen Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen ähnliche globale Strukturen wie in der Automobilindustrie auf. Entsprechend werden diese Unternehmen Partner mit einer globalen Präsenz bevorzugen. Zulieferer für mobile Arbeitsmaschinen müssen sich daher noch stärker auf die Globalisierung einlassen und rund um den Globus präsent sein – insbesondere in Ländern wie China, Brasilien, der Türkei und zunehmend in Süd-Ost-Asien. Aktuelle Beispiele für diese Entwicklung sind:

  • Argo-Hytos erwarb vor Kurzem eine Mehrheitsbeteiligung an AT Automação Industrial in Jarinu bei São Paulo in Brasilien. Seit Januar 2014 existiert auch eine Niederlassung des Unternehmens im türkischen Istanbul.
  • Bosch-Rexroth kündigte im Jahr 2014 zwei Übernahmen an: Den Erwerb von Hytec Holdings (Pty) Limited, einem der führenden Anbieter und Hersteller von Hydraulik- und Automatisierungskomponenten und Fluidlösungen in Afrika. Mit der Übernahme wird das Unternehmen sein Netzwerk im südlich der Sahara gelegenen Teil Afrikas erweitern. Dies umfasst in erster Linie die Länder Südafrika, Ghana, Mosambik, Namibia und Sambia. Darüber hinaus plant das Unternehmen den Geschäftsbereich Hydraulik der Maestranza Diesel SA in Chile zu übernehmen, um seine Präsenz in einem der aussichtsreichsten Märkte in Südamerika zu stärken.
  • Linde Hydraulics kündigte im Mai 2014 eine strategische Allianz mit der italienischen Firma PMP Industries, Hersteller von Energieübertragungs- und Fluidtechnik an. Auch verkündete Linde, seine im Jahr 2010 gestartete weltweite strategische Allianz mit Eaton zu vertiefen. Kern der Zusammenarbeit ist es, Kunden Zugriff auf die gesamte Produktpalette und Dienstleistungen beider Unternehmen zu gewährleisten und globale Vertriebskanäle zu erweitern. Insbesondere planen die beiden Partner ihre Stärken in den aufstrebenden Märkten in Südamerika, Südostasien – einschließlich Vietnam, Thailand und Indonesien – und Indien zu vereinen. Darüber hinaus kündigte Linde an, die Mittel des neuen chinesischen Eigentümers Weichai nicht nur für den Bau einer neuen Fabrik in Deutschland zu nutzen, sondern auch um seine Vertriebsaktivitäten in China zu auszubauen.
  • Parker Hannifin eröffnete im Jahr 2013 ein neues Werk für die Herstellung von Filtrationslösungen, Pneumatik und Antriebstechnik sowie Dichtungsprodukten in Chennai, Indien.

Die Expansion gut überlegt angehen

Der zunehmende Trend zur Globalisierung stellt eine besondere Herausforderung für die große Anzahl von mittelständischen Unternehmen in der Hydraulikindustrie dar. Internationale Expansion ist auf der einen Seite eine Notwendigkeit, birgt auf der anderen Seite aber auch ein erhebliches Risiko für diese Unternehmen. Umso wichtiger ist es daher, diese Vorhaben sorgfältig vorzubereiten und eine klare Vorstellung davon zu haben, wie sich die Potenziale der neuen Märkte nutzen lassen. Wegen der hohen Preissensibilität in Schwellenländern müssen westliche Komponentenhersteller an dieses Marktumfeld angepasste Produkte anbieten.

Trotz der damit verbundenen Herausforderungen erwartet die Stieler Technologie- & Marketing-Beratung daher mehr Produktion und auch Entwicklung von hydraulischen und elektronischen Produkten in diesen Ländern. Den Marktbedingungen entsprechend werden maßgeschneiderte Produkte entstehen. Versorgungsengpässe in westlichen Ländern werden vermieden. Allerdings müssen Faktoren wie das in manchen Fällen begrenzte lokale Ausbildungsbildungsniveau sowie die Unterentwicklung kreativer Fähigkeiten ebenso berücksichtigt werden wie die in Schwellenländern oftmals hohe Mitarbeiterfluktuation und steigende Personalkosten.

Elektrische Pumpenantriebe werden kommen

In mobilen Arbeitsmaschinen hat sich in den vergangenen Jahren ein technologischer Wandel vollzogen, der sich auch in Zukunft fortsetzen wird. Strengere Anforderungen an Energieeffizienz und Abgasemissionen erfordern neue Lösungen. Hydraulik und Elek-tronik werden dabei Schlüsselkomponenten im Rahmen leistungsfähiger Systemtechnologien sein. Um dieser Entwicklung erfolgreich zu begegnen, müssen Hydraulik-Lieferanten auch elektrohydraulische Systemlösungen anbieten. Während die Hydraulik heutzutage noch direkt durch den Dieselmotor oder indirekt über ein Getriebe angetrieben wird, werden in Zukunft elektrische Pumpenantriebe verwendet werden. Dies wird die Branche vor neue technische Herausforderungen stellen.

Mobile ArbeitsmaschinenIm Vordergrund: die Energieeffizienz

Die Entwicklung in mobilen Arbeitsmaschinen zielt auf eine Erhöhung der Maschineneffizienz und automatisierte Arbeitsfunktionen ab. Außerdem werden wir mehr ergonomisch optimierte Mensch-Maschinen-Schnittstellen sehen.Energieeffiziente Hydraulik steht in der westlichen Welt im Vordergrund. Maschinenhersteller aus den Schwellenländern werden diesem Trend folgen. Dies gilt zunächst für ihre für den Export bestimmten Maschinen, mittel- und langfristig aber auch für Maschinen, die im eigenen Land verkauft werden sollen. Um entsprechende Systemlösungen anzubieten, haben Hydraulik-Unternehmen ihr Produktportfolio um weitere Hydraulikprodukte – also Ventile, Pumpen, Zubehör wie Filter und Akkus – oder Elektronik, wie Steuergeräte und Sensoren, erweitert. Dies wird durch Eigenentwicklung, Partnerschaften und Akquisitionen erreicht. Hier sind einige Beispiele:

  • Große Hydraulik-Lieferanten wie Bosch Rexroth, Danfoss, Eaton und Parker bieten nicht nur die Hydraulik, sondern auch die elektronische Steuerungstechnik.
  • Hydac und TTTech haben ein Joint Venture namens TTControl im Bereich der elektronischen Steuerungstechnik gegründet.
  • Weber-Hydraulik erwarb in den letzten Jahren Fluid Team, LOG Hydraulik und Hyco International Inc.. Ende 2013 wurde ein Joint Venture mit dem niederländischen Unternehmen VSE, Hersteller von Federungs- und Lenksystemen für die Automobilindustrie und Landmaschinen, abgeschlossen.
  • Hawe Hydraulik, bekannt für Hydraulikaggregate und Armaturen, kaufte das Unternehmen InLine Hydraulik, einen Hersteller von Axialkolbenpumpen. Speicherprogrammierbare Steuerungen ergänzen heute das Programmangebot.

Neue HMI-Lösungen auf dem Vormarsch

Mensch-Maschinen-Schnittstellen, auch Human Machine Interfaces (HMI) genannt, spielen eine wichtige Rolle in modernen mobilen Arbeitsmaschinen. HMI-Systeme haben viele Anforderungen zu erfüllen wie:

  • Benutzerakzeptanz
  • Systemunterstützung
  • Fahrerassistenz
  • Prävention (Gesundheit und Sicherheit).

Für die Maschinenbedienung haben sich Joystick-Lösungen durchgesetzt. Elektronische Joysticks werden, falls noch nicht geschehen, hydraulische Joysticks ersetzen. Darüber hinaus gibt es intelligente Display-Geräte, auch Head-Up Display (HUD) genannt, welche dem Anwender die korrekten Informationen zur Verfügung stellen. Jedoch könnten bestehende Joysticks und Displays durch neue Lösungen unter Druck geraten.

Schnellere Bewegung, mehr Haptik

Die Vemcon Unigrip-Lösung stellt ein intuitives, effizientes und sicheres Betriebssystem für mobile Arbeitsmaschinen dar. Das System ermöglicht dem Anwender, das Werkzeug der Maschine mit der rechten Hand zu bedienen, während die linke Hand die Fahrbewegung steuert. Dadurch ist eine schnellere und harmonische Bewegung möglich. Bei der Verwendung von Unigrip können ungeübte Baggerfahrer schnell lernen, die Maschine in einer effizienten Weise zu bedienen. Erfahrene Baggerfahrer können alle Funktionen der Maschine gleichzeitig steuern.

In Zusammenarbeit mit Continental präsentierte Rafi ein neues Steuerungskonzept für Land- und Baumaschinen. Diese neue Lösung verwendet kapazitive Sensoren für den Betrieb von Landmaschinen und umfasst ein 3D-Bedienelement, ein haptisches Glascape Touchscreen und einen verschleißfreien Joystick.

Bagger per Tablet steuern

Volvo CE hat auf der Conexpo 2014 in Las Vegas sein Design-Konzept mit dem Namen GaiaX vorgestellt: Dabei handelt es sich um einen elektrischen, Tablet-gesteuerten Bagger. Mit dem Tablet-Computer lassen sich die meisten Baggeranwendungen aus der Ferne durchgeführen. Es ist nur eine Person notwendig, um die Maschine zu bedienen. Der Bediener kann gleichzeitig schaufeln und seine Umgebung im Blick haben. Ferner ermöglicht der Remote-Betrieb, die Maschine in gefährlichen Situationen zu verwenden, während der Bediener in sicherer Entfernung bleibt. Doch dieses transparente, iPad-ähnliche Gerät bietet noch weitere Vorteile:

  • Durch Abbildung der städtischen Versorgungssysteme kann die genaue Lage von Wasserleitungen und elektrischen Kabeln auf dem Bildschirm angezeigt werden.
  • Vor der realen Durchführung kann der Bediener eine Visualisierung der Arbeiten betrachten.
  • Ein Bodenscanner liefert präzise Informationen über Hindernisse, um so die Wirksamkeit von Auto-Dig-Modi zu garantieren, und projiziert Bilder auf den Boden, um die Baustelle zu zeigen und sichere Zonen für den Bediener und Passanten zu kennzeichnen.
  • Das Tablet lässt sich auch mit anderen Maschinen der Flotte verbinden, um eine effektivere Arbeitsweise zu ermöglichen.

HMI geht allerdings weit über Bediengeräte hinaus. So muss die Technologie auch in Verbindung mit anderen Technologien wie intelligenten Maschinensteuerungen und satellitengestützten Maschineninformationssystemen gesehen werden.

Maschinensteuerung mit Intelligenzfaktor

Komatsu präsentierte bereits auf der letzten Bauma 2013 in München eine Planierraupe mit intelligenter Maschinensteuerung. Im August 2014 präsentierte der Baumaschinenhersteller den Hydraulikbagger PC210LCi-10 mit einer neuen Maschinensteuerung und Führungssystem. Laut dem Unternehmen hat der Bediener nicht mehr zu befürchten, zu tief zu graben oder eine Zielfläche zu beschädigen. Das neue System verbessert die Effizienz des Baggers, bietet eine höhere Präzision und damit eine gesteigerte Produktivität. Insgesamt wird die Sicherheit auf der Baustelle erhöht. Die neue Maschinensteuerung verfügt ferner über folgende Eigenschaften:

  • Huberfassende Hydraulikzylinder für Ausleger, Arm und Schaufel, neu entwickelt von Komatsu für eine präzise Echtzeit-Positionierung der Schaufelschneide.
  • Die IMU (Inertial Measuring Unit) ermöglicht eine präzise Ausrichtung der Maschine und bestimmt den Maschinenwinkel durch Kreisel- und Beschleunigungssensor-Daten.
  • Hochleistungsantennen senden Satelliten-Signale zu einem GNSS-Empfänger, der sie verarbeitet und die Echtzeit-Position der Maschine bereitstellt.

Satellitengestützte Maschineninformationssysteme

Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen bieten satellitengestützte Maschineninformationssysteme für ihre Kunden, beispielweise bietet der Baumaschinenhersteller Komatsu Komtrax als Standard. Caterpillar hat eine Partnerschaft mit Trimble und bietet mit CAT Connect eine eigene Telematik-und Flottenmanagement-Plattform an. Diese beinhaltet den CAT Produktlink Support-Service, detaillierte Telematikdaten sowie Maschinensteuerungen. Die gesamte Plattform ist über die Web-Schnittfläche VisionLink gesteuert, welche Echtzeit-Informationen über Anlagenstatus, Standort, Maschinenzustand und Wirtschaftlichkeit bietet.

CAT erwartet nicht nur in Industrieländern Vorteile für CAT Connect, sondern auch in Schwellenländern. Dort verlangt man Daten über den Kraftstoffverbrauch zum gegenwärtigen Zeitpunkt allerdings nicht für die Effizienzmessung, sondern zur Bekämpfung von Kraftstoffdiebstahl.

Automatische mobile Arbeitsmaschinen

Die hier vorgestellte Technologie stellt Vorstufen auf dem Weg zu Vollautomaten dar, welche Stieler auf lange Sicht erwartet. Zum Beispiel zielt das Projekt THOR (Terraforming Heavy Outdoor Robot) von Volvo CE darauf ab, Konzepte für die Automatisierung von Maschinen für den Bau-und Bergbaubereich zu entwickeln. In diesem speziellen Fall kommt es zur Modellierung und semiautonomen Kontrolle eines Volvo Radbaggers.

Das langfristige Ziel ist es, einen 18-Tonnen-Bagger zu entwickeln, der völlig autonom landschaftsprägende Aufgaben durchführt. Mittelfristig gesehen soll es den Fahrer bei eintönigen, sich wiederholenden Aufgaben unterstützen.

Der Fahrer soll dabei nicht von einer vollständig autonomen Maschine ersetzt werden. Vielmehr wird der Entwicklungsprozess als eine Art Autobahn verstanden, von der es Ausfahrten in Form von mehrfach nützlichen Assistenzsystemen gibt, optimalerweise durch kontinuierliche Forschung, die den Alltag von Maschinenbedienern erleichtern. Vergleichbare Trends sieht man bei Landmaschinen, wo autonome Maschinen ebenfalls Anwendung erfahren werden.

Zu diesem Zweck müssen Sensoren und Software entwickelt werden, wie zum Beispiel Stereokamera, Radar, Ladar und Thermografie, um Hindernisse, Unterschiede in der Bodenbeschaffenheit und massive Objekte wie Bäume, Zäune, Menschen und Tiere zu erkennen. Zu Beginn wird diese Technologien in semiautonomen Systemen erwartet.

Neue Technologien aus der Automobilbranche

Hersteller von mobilen Maschinen beobachten die Trends in der Automobilindustrie sehr aufmerksam. Aus ihrer Sicht lassen sich viele dieser Entwicklungen auf mobile Arbeitsmaschinen übertragen. So kommen beispielsweise Technologien aus der Automobilbranche zum Einsatz, um den Energieverbrauch und die Abgasemissionen zu reduzieren:

  • Verbrauchsoptimierte Motoren mit Drehzahloptimierung
  • Start-Stop-Systeme
  • elektrische/hydraulische Hybridtechnologien.

Ein weiteres wichtiges Thema sind Telematik-Lösungen, wie wir sie heute unter dem Begriff Connectivity auch im Auto finden. Solche Datenfernübertragungssysteme lassen sich beispielsweise für das Flottenmanagement und für den Kundenservice nutzen.

Auch wird erwartet, dass der Anteil von automatisierten Lösungen in der Maschinenproduktion zunehmen wird. Hydraulik- und Elektronik-Zulieferer verwenden vermehrt auch Fertigungsprinzipien der Automobilindustrie. Bosch-Rexroth etwa hat als Mitglied der Bosch-Gruppe einen direkten Zugang hierzu.

Innas BV in Holland wendet für die Produktion einer neuen Floating-Cup-Hydraulikpumpe eine Low-Cost-Fertigungstechnologie an, die ein automotives Kostenniveau ermöglicht. Wegen der oben genannten Trends fordern Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen Zulieferer mit einem umfassenderen Produktportfolio, einer weltweiten Präsenz sowie der Fähigkeit, Schnittstellenprobleme zu lösen. Global ausgerichtete Zulieferer, die eine breite Produktpalette bieten sowie eine Organisation, die den Strukturen der Automobilindustrie entspricht, können von diesen neuen Rahmenbedingungen profitieren. aru

Autor: Joachim Stieler, Stieler Technologie- & Marketing-Beratung