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Mit dem PortaMetrics von Weir kann direkt vor Ort eine Analyse des Haufwerks stattfinden
Foto: Weir
Mit dem PortaMetrics von Weir kann direkt vor Ort eine Analyse des Haufwerks stattfinden

Gewinnung und IT

„Am Ende des Tages weiß ich genau, was der Betrieb produziert hat“

An dem Thema Digitalisierung kommen Betriebe nicht mehr vorbei. Weir Motion Metrics fasst dabei den digitalen Fortschritt in der Steine-und-Erden-Industrie ins Auge. Die Redaktion „Steinbruch & Sandgrube“ hat sich deshalb mit Mike Passen, Sales Manager EME bei Weir, über die Produkte der Motion Metrics-Reihe unterhalten.

PortaMetrics, BeltMetrics, ShovelMetrics, LoaderMetrics und TruckMetrics heißen die einzelnen Produkte von Weir Motion Metrics. Sie alle sollen robuste Lösungen bieten und es mit den schwierigsten Bedingungen in der Stein-und-Erden-Industrie aufnehmen. Doch wie genau funktionieren die Systeme und was macht sie angeblich so besonders? Mike Passen gibt für uns einen Einblick in die digitale Welt von Weir.

Was kann die Technik der Weir Motion Metrics Systeme?

Mike Passen: Anwender haben die Möglichkeit mit Motion Metrics Produkten – wir nennen das Ganze EcoSystem – einen kompletten Betrieb zu überwachen und zu optimieren. So setzt PortaMetrics zum Beispiel direkt nach der Sprengung an und analysiert das Haufwerk. Dann kann der Sprengungsprozess noch optimiert werden, damit die Steine nach der Sprengung so aussehen, wie sie aussehen sollen. Das unterstützt den Zerkleinerungsprozess, der hinterher im Bergbau am kostenintensivsten ist.

Das BeltMetrics System ist sogar so optimiert, dass damit automatische Brecheranlagen gekoppelt werden können. Hier ermöglicht eine Schnittstelle, dass man die Brecher automatisch anpassen kann. Da gibt es große Hersteller, mit denen man das verknüpfen kann. Bei den manuellen ist das ein bisschen schwieriger, die muss man dann nachjustieren, aber man bekommt dann von dem BeltMetrics System die Information, dass man etwas unternehmen sollte.

Ebenso kann mit dem System der Volumenstrom gemessen werden. Am Ende des Tages weiß ich ganz genau, was der Betrieb produziert hat. Generell bieten die Systeme einen kompletten Sicherheitsaspekt mit einer rundum Überwachung. So kann der Kunde mit den Motion Metrics Produkten seinen gesamten Prozess in der Gewinnung überwachen und auch optimieren.

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Die 3D-Kameras von BeltMetrics verfügen über eine automatische Linsenreinigung
Foto: Weir
Die 3D-Kameras von BeltMetrics verfügen über eine automatische Linsenreinigung

Wie unterscheiden sich die Systeme zu anderen Wettbewerbern?

Mike Passen: Unsere Produkte machen Farbbilder, während die meisten Mitbewerber vor allem noch mit Schwarz-Weiß-Bildern arbeiten. Die haben dann unter anderem das Problem, dass sie zum Beispiel keine braunen Steine im Granit erkennen können. Oder in Kalksteinbrüchen werden Steine auf der Bandanlage, die nicht in die Verbrennung sollen, nicht erkannt. Mit BeltMetrics Bandanlagenüberwachung ist dies aber möglich.

Bei der Sprenganalyse werden heute häufig Drohnen eingesetzt, die 2D-Bilder machen. Für die Materialfragmentierung benötigt man noch eine Software, mit welcher jeder Stein im Bild aufwändig manuell vermessen werden muss. Das heißt, nach der Aufnahme muss jemand ins Büro gehen, die Bilder öffnen und dann manuell die Steine markieren. Das ist ein enormer Aufwand. Zudem sind die Fehlerquellen höher, weil nicht jeder einzelne Stein erfasst werden kann.

Unser PortaMetrics System übernimmt das Erfassen der Steine automatisch – ohne das eine Kalibrierung vorab notwendig ist. Hier werden 3D-Bilder angefertigt, durch die das System die Abstände und auch die Umrisse der Steine messen kann. Bei uns reichen in der Regel 20 Bilder eines kompletten Haufwerks aus, die das System innerhalb von wenigen Minuten hochlädt und anschließend analysiert. Ebenso erhalte ich direkt einen Bericht, der mir sagt, wie Partikelgrößen verteilt sind, und das Sprengergebnis mit einem Diagramm dokumentiert. Der Bericht zeigt zudem die Bilder mit der Fragmentierung.

Wenn man nun bedenkt, dass man für eine gute Drohne plus die Software zwischen 30.000 und 40.000 Euro investieren muss und anschließend noch so viel Zeitaufwand für die Bildanalysen betreibt, finden wir die Kosten schon sehr hoch. Unser System kostet im Vergleich dazu deutlich weniger und ich kann es sofort überall einsetzen, wo ich es brauche.

Inwiefern können die Systeme den Kunden dabei helfen, nachhaltiger zu sein?

Mike Passen: Vor allem kann mit unseren Produkten energieeffizienter gearbeitet werden. Bereits beim Sprengen können das Bohren und die Bohrtiefe optimiert werden. Ebenso kann der Sprengstoff besser kalkuliert werden.

Spricht man über den Energieeinsatz, dann spielt vor allem der CO²-Fußabdruck eines Betriebes eine entscheidende Rolle. Hat man nämlich bei einer Sprengung zu viele große oder auch zu kleine Steine, ist der Aufwand, den man mit Brecher-, Band- und Siebanlagen hat, wesentlich höher. Gewinnungsbetriebe wollen natürlich, dass die Brecheranlagen durchlaufen, mit wenig Energieaufwand das Material zerkleinern und den Prozess weiterführen. Hier kann vor allem auch die Digitalisierung mit unseren Systemen helfen. Das Stichwort für einen reibungslosen und effizienten Ablauf lautet hier Überwachung.

Stichwort Digitalisierung: Ihre Systeme arbeiten mit einer künstlichen Intelligenz (KI). Wie funktioniert diese KI und wie wurde sie trainiert?

Mike Passen: Die KI trainiert sich selbstständig und das ständig. Dadurch, dass das System immer wieder mit Bildern und Informationen gefüttert wird, lernt das System durch die KI immer weiter. Das heißt, jedes Mal, wenn ich mit dem PortaMetrics Bilder mache, wandelt dieses System die 3D-Bilder in Datensätze um. Die neuen Datensätze werden dann mit alten Datensätzen verglichen und werden dadurch optimiert. So entwickeln die Systeme immer schnellere und bessere Modelle, die für die Analyse verwendet werden.

Man kann es sich so vorstellen: Am Anfang gibt es noch verschiedene Bilder, bei denen das System einen Stein nicht direkt als einen Stein erkennt. Wenn es aber regelmäßig verwendet wird, wie PortaMetrics oder BeltMetrics, dann entstehen innerhalb weniger Minuten immer wieder neue Bilder und das System lernt zu unterscheiden, ob etwas ein Stein ist oder ob es doch 3 Steine sind. Natürlich kann auch manuell nachbearbeitet werden. Generell lernt das System aber, dass manche Steine schattiger sind als andere oder eine andere Farbgebung haben. Die Fehlerquellen, die unsere Systeme haben, liegen im einstelligen Prozentbereich. Das heißt, 90 % des Bildes zeigt tatsächlich das, was auch im Haufwerk liegt.

Da alle unsere Systeme mit einer Cloud verbunden sind, lernt nicht nur das eingesetzte System. Die anderen Systeme profitieren ebenso aus den Daten in der Cloud. Jeder Kunde erhält also bei uns nicht nur sein Gerät, sondern bekommt auch eine Lizenz, um seine Daten in der Cloud nutzen zu können. Die Cloud ist natürlich so gesichert, dass niemand anders, auch Weir, keinen Zugriff darauf hat. Allerdings können wir jedem Kunden nur unter dem Aspekt assistieren, dass der Kunde uns eine Freigabe gibt.

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Je mehr Bilder das PortaMetrics macht, desto besser kann es die einzelnen Steine erfassen
Foto: Weir
Je mehr Bilder das PortaMetrics macht, desto besser kann es die einzelnen Steine erfassen

Alle Systeme kann ich mit der digitalen Metrics Manager Software verwalten?

Mike Passen: Genau, alle Systeme können mit dem Motion Metrics Manager Pro überwacht werden. Das heißt, ich kann alle Motion Metrics Systeme, die ich gekauft und installiert habe, mit dem Motion Manager Pro verknüpfen. Anschließend kann dann mithilfe der Matrix auf alle Systeme zugegriffen werden. Alle vorhandenen Informationen können so angezeigt werden. Ich möchte zum Beispiel wissen, was mein Bagger gerade betreibt, wie es bei den Ladern aussieht, was gerade die Trucks beladen oder was mit den Bandanlagen ist? Das kann dann alles miteinander verknüpft werden.

Jetzt gibt es diverse Produkte von Weir Motion Metrics, die auch gemeinsam als System lernen können. Heißt das auch, dass die Produkte nur als Komplettpaket sinnvoll zu verwenden sind?

Mike Passen: Nein, es ist schon so, dass auch jedes Produkt einzeln für sich verwendet werden kann. Wobei es beispielsweise durchaus Großbetriebe gibt, die seit einigen Jahren auf unser sogenanntes Eco System umstellen. Diese Betriebe wollen alle ihre Prozesse miteinander verknüpfen und kombinieren.

Bei Gewinnungsbetrieben in Deutschland sieht das etwas anders aus. Hier ist für viele Betriebe eher das PortaMetrics System interessant, um Sprengungen zu optimieren. Schließlich darf man nicht vergessen, dass jede Sprengung immer anders ist. Egal, in welchen Betrieb man kommt, man hat immer Sohlen, in denen es etwas schwieriger ist oder wo das Materialvorkommen unterschiedlich zu einer anderen Sohle ist. Auch Jahreszeiten und das Wetter spielen entscheidende Rollen. Zudem sind die Betriebe daran interessiert, am Ende des Prozesses ein Protokoll in der Hand zu haben. Mit unseren Systemen erhalten sie ein Dokument und mit diesem können die Betriebe dann weiterarbeiten.

In zahlreichen Steinbruchbetrieben ist zudem das BeltMetrics System sehr interessant, da es sich offensichtlich hervorragend eignet, um Brecher-Einstellungen sofort zu optimieren, sobald die Bandanlagenüberwachung zu große Brocken erkennt. Zudem wollen viele Betriebe nach den Zerkleinerungsvorgängen Partikelgröße und Sieblinien überprüfen.

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