Autonomer HP-Druckroboter beschleunigt den Bauprozess

Wie eine Ende-zu-Ende Roboter-Lösung den aufwendigen Layout-Prozess auf Baustellen revolutioniert und bei Bauprojekten Zeit und Kosten reduziert.

Im Baugewerbe ist Zeit ein entscheidender Faktor: Verzögerungen führen meist zu zusätzlichen Kosten für die Projektbeteiligten. Dass Baustellen im wahrsten Sinne des Wortes unberechenbar sind, davon zeugen etliche prominente Beispiele – vom Bahnhof Stuttgart 21 und der Elbphilharmonie bis zum Flughafen BER oder dem Pergamon-Museum. Lediglich 30 Prozent aller Bauprojekte werden pünktlich und innerhalb des veranschlagten Budgets abgeschlossen. Das liegt auch daran, dass Bauen ein Handwerk ist, also mit vielen manuellen Tätigkeiten und deshalb manchmal fehleranfällig.

Der Umfrage „State of Construction Productivity 2023“ des Technologiekonzerns HP zufolge sind 60 Prozent der befragten Bauarbeiter und Entscheidungsträger der Meinung, dass sich die Techniken und Prozesse in den letzten 20 bis 30 Jahren kaum verändert haben. Die Nachfrage nach Digitalisierung auf der Baustelle steigt: Zwei von drei Befragten wünschen sich zum Beispiel, Layout-Aufgaben wie das Markieren von Grundrissen zu automatisieren. Zudem ergab die Umfrage, dass Layout-Fehler im Schnitt zu Verzögerungen von zwei Wochen führen, was einem Verlust von 19 Prozent der durchschnittlichen Gewinnspanne eines Projekts entspricht. Der Druckspezialist HP hat deshalb einen kleinen mobilen Roboter namens „SitePrint“ entwickelt, der auf Baustellen autonom Grundrisse, Markierungen und auch Text direkt auf den Boden des Rohbaus zeichnet.

Der HP SitePrint kam zum Beispiel für den spanischen Baukonzern Acciona zum Einsatz – beim Bau des Hospital Central do Alentejo in Évora, Portugal. Dieses größte Bauprojekt des Landes umfasst ein zehnstöckiges Gebäude mit 400 Betten und allen notwendigen funktionalen Einheiten. Die Herausforderung bestand darin, knapp zwei Kilometer Trockenbauprofile auf einer Fläche von etwa 8.400 Quadratmetern präzise zu markieren. Traditionell erfolgt dies manuell durch ein zweiköpfiges Team, das mit Maßbändern und Kreidelinien arbeitet. Dieser Prozess ist zeitaufwendig und fehleranfällig.

Um diese Arbeiten zu beschleunigen, entschied sich Acciona für den Einsatz des HP SitePrint. Der Layout-Roboter nutzt digitale CAD-Zeichnungen zur Automatisierung des Markierungsprozesses, wodurch die Notwendigkeit für manuelle Messungen entfällt. Das kleine Gefährt wurde von einem einzigen Bediener überwacht, während ein Techniker die Dokumentation vorbereitete. Dies ermöglichte eine Produktivitätsrate von 225 m²/h im Vergleich zu 40 m²/h bei manuellen Methoden. Der gesamte Layout-Prozess wurde in 37 Stunden abgeschlossen – sechsmal so schnell wie üblich. Diese Effizienzsteigerung ermöglichte es den Arbeitern, mit der Installation der Wände früher zu beginnen, was letztlich zu einer schnelleren Fertigstellung des Projekts führte. Neben der Zeitersparnis trug der Druckroboter auch zur Reduzierung von Fehlern bei, da er eine Genauigkeit von weniger als drei Millimetern bietet. Dies führte zu geringeren Nacharbeiten und niedrigeren Gesamtkosten.

Der Druckroboter navigiert per Sensorik und LiDAR-Lasern um Hindernisse herum und ist mit einer der auf Baustellen üblichen Totalstationen verbunden, die genaue Messungen von Entfernungen, Winkeln und Höhen durchführen. CAD-Pläne lassen sich aus der Cloud auf das System aufspielen und vor Ort per Tablet kontrollieren; der Bediener kann Änderungen am Bauplan in Echtzeit wieder in die Cloud übertragen. Alle Stakeholder sind so stets über den aktuellen Stand des Prozesses informiert. Zudem ermöglicht diese Vernetzung, dass Benachrichtigungen über den Zustand des Roboters oder den Füllstand der Tintenbehälter sofort an das Serviceteam übermittelt werden können.

Da das System via LTE-Mobilfunk der Telekom – WLAN oder Festnetz sind in Rohbauten nicht verfügbar – vernetzt ist, kann HP seinen autonomen Druckroboter international vertreiben und einsetzen. Basis ist das globale Mobilfunknetz der Telekom, das durch eigene Netze wie in Deutschland sowie über Roamingabkommen mit mehr als 600 Partnern weltweit zuverlässige und sichere Konnektivität garantiert. So konnte HP bereits Bauprojekte in aller Welt unterstützen – von Düsseldorf über Badalona in Spanien und San Angelo in Texas bis zu den Amerikanischen Jungferninseln in der Karibik oder der abgelegenen Provinz Nunavut im Norden Kanadas. Und zwar ohne jedes Mal neue Verträge aufsetzen zu müssen, sondern mit einem zentralen Ansprechpartner, der echte globale Konnektivität zur Verfügung stellt – ein klarer Effizienz-Vorteil.

Der HP-Druckroboter lässt sich auch für andere Anwendungsbereiche nutzen, die Layout-Aufgaben beinhalten. Die Berliner ArtLab Studios etwa, spezialisiert auf Lichtdesign und Veranstaltungstechnik, mussten einen großen Stand auf der Messe Düsseldorf einrichten. Dies umfasste die präzise Messung und Markierung von Standorten für Beleuchtung, Sound und elektrische Systeme auf einer Fläche von 8.000 Quadratmetern. Traditionell erfordert diese Aufgabe ein großes Team von Fachkräften, die mit gedruckten Grundrissen und Maßbändern arbeiten. Insbesondere bei temporären Veranstaltungen wie einer Messe ist die verfügbare Zeit für den Aufbau oft begrenzt, was zusätzlichen Druck erzeugt.

Der HP SitePrint hat auch diesen Layout-Prozess automatisiert und erforderte lediglich eine Person, um den Drucker zu bedienen. ArtLab konnte die Arbeiten in 9 statt 16 Stunden abschließen, den Zeitaufwand also nahezu halbieren. Die höhere Detailgenauigkeit der Markierungen reduzierte zudem Fehler und damit verbundene Nacharbeiten. Zudem konnten kurzfristige Änderungen problemlos integriert werden, ohne den Zeitplan zu gefährden.

Apropos Messe: HP wird seinen Druckroboter am 18. und 19. September auf der Digital X 2024 in Köln vorführen. Europas größtes Digitalisierungsevent hält zudem viele weitere erfolgreiche Best Practices aus dem Bereich Connected Business für die Besucher bereit sowie Talkrunden, Masterclasses und die Möglichkeit, sich mit digitalen Vorreitern zu vernetzen.