Der neue MTS-Verdichtungsassistent: Stand der Technik und greifbare Zukunft

Beim steten Rennen um die Innovationsführerschaft im Bereich Verdichtungstechnologie hat MTS die Nase ganz vorn und nimmt mit dem neuen MTS-Verdichtungsassistenten endgültig Kurs auf in Richtung "Raumfüllende Verdichtungskontrolle“ (RVFK). Was der neue Verdichtungsassistent schon heute kann und wie er in greifbarer Zukunft die Bodentechnologie endgültig revolutionieren wird, beschreibt dieser Artikel.

Der neue MTS-Verdichtungsassistent macht seinem Namen alle Ehre: Er gibt Auskunft, ob die gewählte Frequenz im gewünschten Bereich liegt, ob und wie die Auflast zu korrigieren ist und wann das Ende der Verdichtung erreicht ist. Für das Erreichen der optimalen Schüttlage liefert er präzise Führungsvorgaben. Seit der bauma kann er nun auch die Tragfähigkeit prüfen und die Ergebnisse flächendeckend dokumentieren. 

Zum Greifen nahe ist der letzte Meilenstein: die raumfüllende Verdichtungskontrolle: Sie bewertet Parameter mittels Künstlicher Intelligenz und erübrigt damit auch die bislang nötige Kalibrierung. Die umfassenden Assistenzfunktionen des Verdichtungsassitenten ergeben sich durch ein hochkomplexes Zusammenspiel aus Sensortechnologie und 3D-Baggersteuerung. Die visuelle Hilfestellung erfolgt via LED-Anzeige auf der Rückseite des Anbauverdichters und via Tablet-PC vom MTS-NAVI. 

Alle Assistenzfunktionen im Überblick

Stand der Technik

  • Frequenzkontrolle 
    Überprüft, ob sich die Drehzahl im korrekten Bereich befindet
    Dieser Assistent unterstützt den Geräteführer bei der Auswahl der richtigen Baggereinstellungen: Ist der Verdichter sicher angekuppelt und in Betrieb genommen, zeigt das Display dem Gerätefüher an, ob sich die aktuelle Drehzahl im gewünschten Frequenzbereich befindet (X1, X2, X3). 
  • Auflastassistent 
    Überprüft und korrigiert die gewählte Auflast 
    Beim Andrücken des Anbauverdichters symbolisieren Pfeile die Auflastempfehlung für den aktuellen Verdichtungsvorgang: Ein rotes Warndreieck mahnt eine falsch belastete Verdichterplatte an. Rote Pfeile verweisen je nach Ausrichtung auf zu viel bzw. zu wenig Auflast, während zwei grüne Pfeile die optimale Auflast signalisieren.
  • Verdichtungsendeanzeige 
    Meldet, wenn sich der Boden nicht weiter verdichten lässt

    Lässt sich der Boden nicht weiter verdichten, meldet die Verdichtungsendeanzeige das Ende der Verdichtbarkeit – je nach gewähltem Frequenzbereich über ein grünes, blaues oder gelbes Kästchen mit Haken. Die Anzeige hilft, Verdichtungsvorgänge nicht zu früh abzubrechen, aber auch nicht länger als notwendig auszudehnen.
  • Schüttlagenassistent 
    Überprüft und meldet die optimale Schüttlage

    Entsprechend der Voreinstellung (Verdichtermodell und Plattenbreite) berechnet der Schüttlagenassistent eine Schüttlagenempfehlung und visualisiert die Führungsvorgaben durch Pfeilvorgaben am Rande des MTS-NAVI-Displays. Sobald die optimale Schüttlage erreicht ist, lässt sich die Protokollierung des weiteren Verdichtungsvorgangs starten.
  • Flächendeckende Verdichtungskontrolle (FDVK) 
    Überprüft und dokumentiert flächendeckend die Tragfähigkeit 

    Mit einem Klick auf den „Protokoll-Button“  startet die Protokollierung der für die flächendeckende Verdichtungskontrolle vorgeschriebenen Parameter. Das Protokoll kann dem Auftraggeber als Nachweis sorgfältigen Arbeitens vorgelegt werden, erübrigt jedoch weder die Kalibrierung noch die geotechnische  Überprüfung des Ergebnisses, wie von der ZTV E-StB gefordert.

Greifbare Zukunft

  • Raumfüllende Verdichtungskontrolle (RFVK)
    Überwindet die Einschränkungen der FDVK

    Die Raumfüllende Verdichtungskontrolle wird in absehbarer Zukunft die Einschränkungen der FDVK überwinden, indem sie Parameter mit Methoden der Künstlichen Intelligenz bewertet (was bisher dem Gutachter aufgrund seines Erfahrungswissens vorbehalten war). Damit wird auch die bisher nötige Kalibrierung entfallen, denn künftig geben bodenspezifische Stoffgesetze Aufschluss darüber, wie tief die Verdichtung tatsächlich reicht. 
    Die Vorteile für den Anwender: Der Geräteführer bekommt damit auch die jeweilige Bodenart und Bodenfeuchte sowie den erreichten Verdichtungsgrad angezeigt. Zudem wird er seine Verdichtungsarbeit raumfüllend protokollieren können – und zwar selbst bei engräumig wechselnden Bodenarten. Überdies sind Warnhinweise denkbar, wenn beispielsweise der zu verdichtende Boden zu trocken oder die Schüttlage für die gewählte Frequenz und Auflast zu groß ist.

Hinweis: Um den vollständigen Funktionsumfang des aktuellen und künftigen MTS-Verdichtungsassistenten nutzen zu können, brauchen Sie einen Anbauverdichter der neuen Generation mit elektrischer Drehdurchführung im Drehwerk, Nullagensensor zur Bestimmung der Bodentragfähigkeit, Display und Auflastmessung sowie ein MTS-NAVI auf Ihrem Bagger. 

Seitenblick: Künstliche Intelligenz und RFVK 

Künstliche Intelligenz hält unaufhaltsam Einzug in alle Lebens- und Arbeitsbereiche. Nun auch in die Verdichtungstechnologie: So können MTS-Anbauverdichter während des Verdichtungsvorgangs in absehbarer Zukunft auch den Verdichtungsgrad des Bodens bestimmen. 

Dieser Meilenstein gelang im Rahmen eines Kooperationsprojekts von MTS und der Uni Tübingen durch die Einführung moderner Methoden wie Maschinenlernen und Mustererkennung.

Unser Verfahren ähnelt im Prinzip den im Rahmen der Sprach- und Bilderkennung verwendeten Verfahren, wie sie auch von Facebook, Google und Co. genutzt werden. Nur speisen wir keine Bild- oder Sprachdaten, sondern sensorbasierte Beschleunigungsmessungen ins System ein und ordnen diese vorher bestimmten Bodenarten zu. 

Mit zunehmender Anzahl an Beispielen (Trainingsdaten) analysiert das neuronale Netz selbstständig immer eindeutigere Merkmale, nach denen es – wie Google und wir selber – mit einer zunehmend höheren Trefferquote richtig klassifiziert.

Was wir anderen voraushaben

  • Hersteller, Tiefbauexperten und Geotechniker
    Die klassischen Hersteller von Anbauverdichtern sind Baumaschineningenieure, die sich mit dem Thema Boden im Allgemeinen wenig auskennen. Bodenexperten wiederum haben nur selten eine Idee, worauf es beim Maschinenbau ankommt. Und Geotechniker beschäftigen sich üblicherweise nur mit sicherheitsrelevanten Faktoren wie der Standsicherheit, bei denen so neuartige Verfahren naturgegeben nicht zulässig sind. 
  • Kybernetiker und Bodendynamik-SpezialistenMit dem Schritt in Richtung raumfüllende Verdichtungskontrolle (RFVK) kommt schließlich noch die Künstliche Intelligenz ins Spiel, die für die automatische Bestimmung von Bodenarten und damit auch für die raumfüllende Verdichtungskontrolle unabdingbare Voraussetzung ist.
  • Wir führen alle Bereiche zusammen
    Wir vereinen die Expertise aus all diesen Bereichen unter einem Dach – dazu ein uns angegliedertes Tiefbauunternehmen, welches alle unsere Produkte mit inspiriert und vor allem auf Einsatztauglichkeit und Nutzerfreundlichkeit testet.