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Symbolbild für Vermessung mit LiDAR. In Wirklichkeit sind die genutzten Laserstrahlen unsichtbar.
Foto: Blickfeld GmbH
Symbolbild für Vermessung mit LiDAR. In Wirklichkeit sind die genutzten Laserstrahlen unsichtbar.

Volumenmessung

Immer im Bilde

Moderne Sensorlösungen liefern Echtzeit-Informationen zum Schüttgutbestand und tragen so zu verbesserter Lieferfähigkeit, Kostenersparnis und Prozessautomatisierung bei.

LiDAR-Sensortechnologie, bisher vor allem in der Automobilbranche als zentrale Technik für die Umfelderfassung autonomer Fahrzeuge bekannt, eignet sich auch dafür, das Volumen von Schüttgütern zu vermessen. Bislang wird der Bestand von Schüttgütern oft grob von den Mitarbeitern geschätzt, Messungen werden wegen des hohen Aufwands und der erheblichen damit verbundenen Kosten nur selten durchgeführt. Mithilfe von LiDAR-Technologie haben Betriebe nun die Möglichkeit, jederzeit präzise über ihre Schüttgutbestände Bescheid zu wissen und die Daten einfach in ihr ERP-System einzuspeisen. Damit verfügen sie über eine sehr gute Planungsgrundlage, können ihre Prozesse effizienter gestalten und ihre Supply Chain weiter digitalisieren und automatisieren.

So funktioniert die LiDAR-Technologie

LiDAR-Sensoren senden hunderttausende von Laserimpulsen pro Sekunde aus und berechnen aus der Zeit, die das reflektierte Licht benötigt, um wieder im Sensor anzukommen, zentimetergenau den Abstand von Objekten (Time-of-flight-Prinzip). So wird ein feingliedriges virtuelles Netz über das Objekt, etwa einen Kieshaufen, gelegt, aus dem eine sich das Volumen sehr genau berechnen lässt. Die erhobenen Daten liegen in digitaler Form vor und können in die IT-Systeme des Unternehmens geleitet werden, wo sie den Mitarbeitern stets aktuell für ihre Planung zur Verfügung stehen.

Es gibt die LiDAR-Technologie schon seit einigen Jahrzehnten, allerdings wurde sie erst in den vergangenen rund fünf Jahren, unter anderem durch Blickfeld, so weiterentwickelt, dass die Geräte nun viel kleiner und preiswerter hergestellt werden können. Beispielsweise hat der auf Halbleiter-Technologie basierende LiDAR-Sensor „Blickfeld Cube 1“ nur in etwa die Außenmaße einer Zigarettenschachtel, im Gegensatz zu den viel größeren mechanischen LiDAR-Modellen, wie man sie als Dachaufbauten von selbstfahrenden Testautos kennt. Und während die mechanischen LiDAR-Sensoren preislich im hohen fünfstelligen Bereich liegen, schlagen Halbleiter-basierte LiDAR Sensoren wie die von Blickfeld nur mit einem niedrigen vierstelligen Betrag zu Buche und werden dank der Fortschritte in der Halbleitertechnologie und dank höherer Stückzahlen in der Produktion stetig günstiger. Seit kurzem ist der Cube 1 auch wasser- und staubgeschützt als Outdoor-Variante erhältlich, mit dem besonderen Clou der Strom- und Datenversorgung über Power-over-Ethernet, was die Installation auch großer Sensornetzwerke im Freien stark vereinfacht und noch günstiger macht.

Standortübergreifender Einsatz bei Hudbay Minerals

Hudbay Minerals, ein kanadisches Bergbauunternehmen mit mehreren Standorten, das neben anderen Produkten in erster Linie Kupferkonzentrat herstellt, hat sich bei der Messung von Rohstoffvorräten bisher auch auf die Schätzung ihrer Mitarbeiter oder auf manuelle Messmethoden verlassen. Beides hat sich aber als sehr ungenau erwiesen, die Bestandsinformationen waren weder exakt noch aktuell genug. Um die Prozesse künftig effizienter gestalten zu können, machte sich das Unternehmen auf die Suche nach einer Lösung, mit der es die Lagerbestände minimieren konnte.

Eine Hauptvoraussetzung für die Bestandsminimierung war es, jederzeit genaue Informationen zum Lagerbestand zur Verfügung zu haben. Bei ihrer Suche sind die Verantwortlichen rasch auf die LiDAR-Lösungen von Blickfeld gestoßen, und sie sind heute davon begeistert, wie einfach die Installation vonstattengeht und wie wenig Aufmerksamkeit die Nutzung nach der Installation benötigt. Dank der hohen Auflösung der LiDAR-Sensoren, von denen aufgrund des großen Sichtfelds und der klugen Platzierung nur wenige benötigt werden, in Kombination mit der leistungsstarken Software, kann Hudbay Minerals mit geringem Aufwand nun sehr genaue Volumenmessungen in Echtzeit vornehmen und hat auch bereits zahlreiche Expansionspläne: Schon bald soll das System auf drei weitere Lagerhäuser ausgedehnt werden und im Anschluss daran auch im Freien getestet werden. So will das Unternehmen eine kontinuierliche Mengenüberwachung aller Lagerbestände erreichen und prüfen, ob sich die innovative Technologie auch in anderen Abteilungen gewinnbringend einsetzen lässt.

Fusion mehrerer Sensoren zur Messung großer Bestände

Auch Sachtleben Technology setzt Blickfeld LiDAR-Sensoren in Lagerhallen ein, um Schüttgut-Bestände zu vermessen und so minutengenau und präzise einen Überblick über die tatsächlich vorhandene Produktmenge zu bekommen. Hier war die Ausgangslage ebenfalls, dass der Bestand bisher äußerst ungenau oder mit sehr teurer Messtechnik erfasst wurde. Um dies zu ändern, wurden Blickfeld Cube 1 LiDAR-Sensoren an Adapterplatten mit Netzwerk- und Stromanschluss an der Hallendecke befestigt. Die 3D-Daten, die die LiDAR-Sensoren generieren, geben Auskunft über die genaue Höhe, Breite und Tiefe der Schüttguthaufen, sodass daraus der Bestand in Masse berechnet werden kann. Ein besonderer Vorteil der Blickfeld-Technologie ist die unkomplizierte gemeinsame Verarbeitung von mehreren Punktwolken („Punktwolken-Fusion“): Jeder Sensor gibt die erfassten Daten in einer so genannten Punktwolke aus, in der jeder Punkt Informationen zur genauen Lage von Objekten im Raum beinhaltet. Die Fusion der Punktwolken aller in der Halle platzierten Sensoren ermöglicht die Erfassung des gesamten Bestandes auf einmal, was die Verarbeitung und Nutzung der Information sehr einfach macht.

Die Software schafft den Mehrwert

Ein LiDAR-Sensor sammelt 3D-Daten aus der Umwelt, die bisherige Sensortypen nicht erfassen konnten. Das alleine ist schon eine wertvolle Innovation, doch sie ist nur der Anfang. Denn richtig spannend wird es, wenn eine ausgeklügelte Software wie Blickfeld Percept ins Spiel kommt, um aus diesen Daten wertvolle Informationen zu gewinnen und den Anwendenden einen Vorsprung im Markt zu verschaffen, beispielsweise durch die Schaffung einer genauen Planungsbasis und einer digitalisierten und automatisierten Supply Chain. Die Hardware liefert einzigartige Daten und eine spezialisierte Software extrahiert daraus Informationen mit hohem Mehrwert.

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Punktwolke eines Schüttguthaufens
Foto: Blickfeld GmbH
Punktwolke eines Schüttguthaufens

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