44 EI – Sonderheft Gleisbaumaschinen | SEPTEMBER 2019

BAUSTELLEN-CONTROLLING

Der Soll-Istvergleich ist die Datengrund-lage für ein erfolgreiches Controlling. Die dafür notwendigen Istdaten werden auf Gleisbaustellen in der Regel noch hän-disch in den ausgedruckten Sollbauab-laufplan eingezeichnet. Um eine systema-tische Auswertbarkeit der gesammelten Informationen zu ermöglichen, ist jedoch eine digitale Datenhaltung zwingend er-forderlich. Die Istdatenaufnahme mittels Tracking von Baumaschinen und Loks bie-tet hier eine automatisierte Lösungsmög-lichkeit mit vielfältigen Darstellungs- und Auswertungsoptionen.

Der Soll-Istvergleich ist das Herzstück der Steuerungsfunktion des Controllings. Die-se Kernaufgabe gilt auf unterschiedlichen Ebenen sowohl für das Controlling jedes einzelnen Projektes als auch für die Summe

Tracking von Baumaschinen und Lokomotiven im Bauablaufplan

Praxiserfahrungen aus der automatisierten Soll-Istvergleichsdarstellung und

datenbankgestützten Auswertung von Gleisbaustellen in den Niederlanden

DIRK LILLIE | SEBASTIAN KANTORSKI | ANDREAS SCHUMACHER

aller Projekte als wichtiger Baustein für die gesamte Unternehmensführung.Auf Gleisbaustellen bezogen ist der Kern des Controllings in erster Linie die nachvollzieh-bare Dokumentation des Baufortschritts. Die-ses geschieht heute noch immer durch das händische Einzeichnen der Istarbeitsgangli-nie in einen an der Wand des Baucontainers der Bauleitung und Bauüberwachung befes-tigten Papierausdrucks des Sollbauablauf-plans. Auf der einen Seite ist dieses manuelle Dokumentationsverfahren einfach, flexibel und in der Durchführung nahezu unschlag-bar schnell. Auf der anderen Seite erfordern eine anschließende Weiterverarbeitbarkeit und Auswertbarkeit z. B. für eine transparente Nachtragsbegründung eine nachträgliche Di-gitalisierung, die in der Regel ein zusätzliches Abtippen der Daten verlangt.Mit der Zeit etabliert sich die seit 2016 ent-wickelte Gleisbaustellendokumentation un-ter Zuhilfenahme der Smartphone-App „SOG Ist-Daten-Aufnahme (SOG IDA)“ (vgl. [1]). Da-

bei wird der Sollbauablaufplan in digitaler Form zum Smartphone geschickt und hier tabellarisch zur Auswahl der zu dokumentie-renden Arbeitsgänge angezeigt. In der Folge wird der Istarbeitsfortschritt auf dem Smart-phone sukzessive bzw. Punkt für Punkt, das heißt in diesem Fall bestehend aus Orts- und Zeitangabe sowie falls erforderlich mit Be-merkungstexten, für den jeweiligen Sollar-beitsgang manuell durch einen Berechtigten aufgenommen. Nach Abschluss der Daten-aufnahme wird diese Dokumentation eben-falls in digitaler Form zurück an die Projekt-managementsoftware „SOG Bauablaufplan (SOG BAU)“ gesendet, importiert und direkt als Soll-Istvergleich in Zeit-Weg-Linien-Dar-stellung visualisiert sowie als Datenexport aufbereitet für nachfolgende Weiterverar-beitungen zur Verfügung gestellt. Dennoch treten, auch beim digitalen Auf-zeichnen des Baufortschritts unter Zuhilfe-nahme von Smartphones, in der Praxis nach wie vor „Definitionslücken“ in der Dokumen-tation auf. Gerade im Fall von Störungen sind die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf der Baustelle derart mit der Problemlösung be-fasst, dass ad hoc und in situ die detaillierte, zeitlich exakte Dokumentation sehr häufig versäumt wird. Im Nachhinein kann dann nur noch aus der Erinnerung die Chronolo-gie der Ereignisse rekonstruiert werden.

Automatisierte Datenaufnahme

Um diese Aufzeichnungslücken zu schließen und Ungenauigkeiten zu vermeiden, setzen Baufirmen wie z. B. die Strukton Rail auf den Einsatz von Global-Navigation-Satellite-Sys-tem (GNSS)-Trackern, die entweder fest auf den Maschinen installiert sind oder am Be-ginn der Bauarbeiten an den zu trackenden Baumaschinen befestigt werden (Abb. 1). Die GNSS-Tracker werden nach dem Einschalten mit einer individuellen Kennung versehen, die entweder einer zuvor festgelegten Num-merierung folgt oder die Maschinenbezeich-nung beinhaltet. In der Folge senden diese Tracker ihren Standort in einem einstellba-ren Zeitintervall bzw. bei Änderung des Be-wegungs- oder Beschleunigungszustands, um eine automatische und dadurch quasi lückenlose Verfolgung des Baufortschritts zu ermöglichen. Die Standortinformatio-nen der Maschinen werden so kontinuier-lich an einen Firmenserver gesendet und Abb. 1: GNSS-Tracker auf der Baumaschine

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BAUSTELLEN-CONTROLLING

hier verwaltet. Über einen Webservice, den die Firma Strukton Rail zur Verfügung stellt, lassen sich die Maschinenstandorte von der Projektmanagementsoftware SOG BAU ab-fragen und im ersten Schritt im Bauablauf-plan als Zeit-Weglinie visualisieren (Abb. 2). Darüber hinaus lassen sich die Standorte der mit GNSS-Trackern ausgerüsteten Maschi-nen und Loks in Echtzeit in einer hinterleg-ten Landkarte anzeigen. Somit können allen Verantwortlichen zu jeder Zeit und an jedem Ort die Maschinen- und Lokstandorte be-kannt gemacht werden (Abb. 3).Diese permanente digitale Aufnahme des tatsächlichen Baufortschritts und sofortige Darstellung im Bauablaufplan, dem Istzu-stand, in Bezug zum dort bereits aufgezeich-neten geplanten Verlauf, dem Sollzustand, ermöglicht den Verantwortlichen im Sinne eines Baustellencontrollings frühzeitig Ab-weichungen zu erkennen und rechtzeitig zu reagieren sowie entsprechende Maßnah-men zum Gegensteuern einzuleiten. Insbe-sondere im Weg-Zeitdiagramm lassen sich so Erkenntnisse über aktuelle und vor allem prognostizierbare Abweichungen darstellen sowie die zu erwartenden Folgen von mög-lichen Korrekturmaßnahmen bzw. Planungs-änderungen graphisch aufzeigen.Zu diesem Zweck werden in einem weiteren Schritt die aufgenommenen Weg-Zeitkoor-dinaten derzeit teilautomatisiert ausgewer-tet. So werden aktuell aus den zahlreichen Standortinformationen Abschnitte mit weit-gehend gleicher Arbeitsleistung im Pro-

gramm SOG BAU markiert. Die Software er-mittelt für diese markierten Abschnitte dann auf Basis der Zeit- und Ortsangaben der Ab-schnittsanfänge und -enden die resultieren-den durchschnittlichen Arbeitsleistungen. Diese Werte stehen dann sofort als belastba-re Eingangswerte für eine Prognoseplanung des laufenden Projektes zur Verfügung. Zudem lassen sich die tatsächlich erzielten Arbeitsleistungen in einer Projektdaten-bank ablegen. Hieraus lassen sich dann über einen frei definierbaren Zeitraum wie z. B. für ein Jahr alle abgeschlossenen Projekte bzw. die ausgeführten Arbeitstätigkeiten auswählen und die durchschnittlichen Leis-tungswerte exportieren. Diese können dann als standardisierte Kennwerte für zukünftige Planungen herangezogen werden.Analog lassen sich durch die automatisierte Datenaufnahme auch der Beginn und das Ende von Stillstandszeiten sehr exakt im Bauablaufplan dokumentieren, anzeigen und nach dem Projektabschluss auswerten. Die Ursachen für Stillstände können von den GNSS-Trackern jedoch nicht automatisiert benannt oder zugewiesen werden. Diese Lücke schließt die parallele Baustellendo-kumentation mit der Smartphone-App SOG IDA. In dieser ist bereits ein Störungsursa-chenkataster integriert, aus dem die Stö-rungsursache standardisiert ausgewählt und dem Arbeitsgang zugewiesen werden kann. Den Standardtexten lassen sich zudem wei-tere individuelle Textinformationen hinzufü-gen. Alternativ ist es auch in SOG BAU mög-

lich, an den im Bauablaufplan dargestellten Istarbeitsgängen mögliche Störungsursa-chen nachträglich, entsprechend dem Vor-gehen in der Smartphone App SOG IDA auf Basis des Katasters, vorzunehmen.Erst die Verwendung der vorgegebenen, immer gleichen und somit standardisierten Störungsursachenbezeichnungen aus dem Störungsursachenkataster ermöglicht hier eine Auswertbarkeit der Stillstände für ein oder mehrere Projekte über einen definier-ten Zeitraum.Aus der zuvor bereits genannten Projektda-tenbank und den darin abgelegten Baustel-leninformationen lassen sich analog zu den durchschnittlichen Arbeitsleistungskenn-werten auch wertvolle Hinweise zur Art, Häufigkeit sowie Frequenz von Stillständen und vor allem deren ggf. gehäuft auftreten-de Ursachen ermitteln, um im Rahmen eines Baustellencontrollings zu versuchen, sie zu-künftig zu vermeiden.

Praxiserfahrungen

Das automatische Tracking der Baumaschinen und Lokomotiven bzw. Logistikzüge ist auf verschiedenen Baustellen getestet, optimiert sowie in der Folge weiterentwickelt worden.Die sich kontinuierlich in einer Arbeitsrich-tung fortbewegenden und arbeitenden Großmaschinen eigenen sich hervorragend sowohl für eine automatische Datenaufnah-me als auch für eine systematische Aus- und Bewertung der erzielten Arbeitsleistungen oder dokumentierten Störungen. Auf den

Abb. 2: Prinzipskizze

zur Funktionsweise

des automatischen

Trackings von

Baumaschinen

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BAUSTELLEN-CONTROLLING

lungsorten hin und her, dass eine konti-nuierliche Arbeitsfortschrittslinie kaum zu erkennen ist. Hier sind Maßnahmen zum „Glätten“ der Istarbeitsganglinie notwendig und bereits in der Entwicklung.Als positiv wurde von den Projektbeteiligten be-wertet, dass unabhängig vom eigenen Standort die Verantwortlichen zu jeder Zeit die aktuellen Standortdaten der Baumaschinen und Logis-tikzüge selbst abrufen konnten und nicht auf Informationen aus zweiter Hand angewiesen waren. Telefonische Nachfragen konnten so auf das Wesentliche reduziert werden.

Ausblick

Aus den Erfahrungen der Testbaustellen mit der Firma Strukton Rail wurde für das weitere Vorgehen festgelegt, in Zukunft die Überwa-chung mehrerer gleichzeitig laufender Bau-maßnahmen durch eine Bauleitung sowie eine Logistikkoordination an einem zentralen Ort abseits der Baustellen durchzuführen, um auf diese Weise die knappen personellen Res-sourcen optimal bündeln zu können.Zudem werden derzeit Fragestellungen für mögliche Auswertungsszenarien aus der Projektdatenbank erarbeitet. So könnten beispielsweise die notwendigen Wartungs-intervalle für die Maschinen anhand der er-mittelten seriellen Störungen angepasst und im Hinblick auf ein Baustellencontrolling die praxisorientierte Steuerungsfunktion auf diese Weise weiter optimiert werden.

QUELLEN[1] Lillie, D.; Kantorski, S.: Smarte Baustellendokumentation,

EI – DER EISENBAHNINGENIEUR 1/2016, S. 20-22

Abb. 3: Soll-Istvergleich im Bauablaufplan samt Kartenansicht

Testbaustellen konnte festgestellt werden, dass zu Beginn eines Arbeitsganges mit Ein-satz einer Großmaschine die Leistungswerte schwankten und kurze, zahlreiche Stillstände den Verlauf des Arbeitsganges prägten. Im weiteren Arbeitsablauf stellte sich dann je-doch ein weitgehend kontinuierlicher Verlauf ein. Beim Einsatz der GNSS-Tracker an einem langen Arbeitszug hatte sich herausgestellt, dass neben der Bezeichnung des Trackers auch die Montageposition am Zug mit anzu-geben bzw. der Tracker möglichst dicht an der maßgebenden Arbeitsposition, wie z. B. der

(ersten) Kette einer Reinigungsmaschine, zu befestigen ist. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass die Ortsangaben des Ist arbeitsgangs in Bezug zu seinem Sollarbeitsgang den glei-chen Ort betreffen. Bei der ersten Baustelle mit GNSS-Tracker-Einsatz war es durch eine beliebige Anbringung des GNSS-Trackers zu einem räumlichen Versatz gekommen, der anschließend korrigiert werden musste.Bei den untersuchten Pilotbaustellen pen-delten Zweiwegebagger auf der Baustelle derart häufig zwischen den jeweiligen Ar-beitsplätzen und den Materialbereitstel-

Dipl.-Ing. Dirk Lillie

Leiter Abteilung Oberbau, IVE – Ingenieurgesellschaft für Verkehrs- und Eisenbahnwesen mbH, Hannoverdirk.lillie@ivembh.de

Dr.-Ing. Andreas Schumacher

Leiter Softwareentwicklung, IVE – Ingenieurgesellschaft für Verkehrs- und Eisenbahnwesen mbH, Hannoverandreas.schumacher@ivembh.de

Dipl.-Ing. Sebastian Kantorski

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Verkehrswesen, Eisenbahnbau und -betriebTechnische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweigs.kantorski@tu-braunschweig.de

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