KI-Support für sicheren Holzumschlag

Kräftig packt er zu und hebt mit einem Streich mehrere Dutzend Baumstämme vom Rungenanhänger. Die Greifer halten das Holz sicher in der Höhe, während die Maschine dynamisch zum Gentle Feeder fährt und die Rundhölzer sicher am Ablageort in die Förderanlage fallen lässt. So sieht der Alltag der Langholzstapler von Svetruck im Zellstoffwerk Mercer Stendal aus. Für die Sicherheit dabei maßgeblich: das digitale Personenerkennungssystem von Motec.  

Mehrere Svetruck TMF 25-18 sorgen in der gewaltigen Anlage des Mercer Stendal Zellulosewerks, etwa 50 km nördlich von Magdeburg gelegen, für stetigen Nachschub an Baumstämmen. Mit ihrer 360-Grad-drehbaren zangenartigen Greifern können die Großstapler bis zu 25 t Holz auf einmal aufnehmen und transportieren. Dabei fahren die mehr als 7 m hohen Svetruck TMF 25-18 mit bis zu 27 km/h zwischen den das Holz anliefernden Güterzügen und LKWs sowie dem sogenannten Gentle Feeder hin und her.  In diesem Transportsystem werden die im Greifer des Staplers befindlichen Baumstämme auf ein Fließband gegeben und anschließend in das Werk gefördert, wo sie zu Zellstoff weiterverarbeitet werden. Das Mercer Stendal Werk erzeugt bis zu 740000 t Zellstoff für die Papierherstellung pro Jahr.  

Höchste Konzentration über die gesamte Schicht 

Beim Holztransport legen die Fahrzeuge, je nachdem ob das Holz von anliefernden LKW und Güterzügen oder aus dem mehrere Hektar großen Holzlager entnommen wird, mehrere hundert Meter pro Fahrt zurück. Für die Maschinenführer bedeutet dies maximale Konzentration wie Ronny Kolditz, Betriebsleiter Holzplatz und Zellstoffentwässerung bei Mercer Stendal, erklärt: „Unsere Fahrer müssen sowohl auf das geladene Holz als auch auf den Weg achten. Die Ladung versperrt ihnen während der Fahrt zudem den Blick nach vorne. Gleichzeitig kreuzen weitere Arbeitsmaschinen und LKW. Unter Umständen sind Personen unterwegs, beispielsweise rund um unser Büro und unsere Werkstatt. Das erfordert höchste Konzentration über die gesamte Schicht hinweg.“   

Der typische Arbeitsprozess der Langholzstapler ähnelt dem von Radladern. Sie fahren das aufgeschichtete Holz an, nehmen es auf, setzen zurück, und fahren anschließend zum Ablageort. Die große Zahl an Rücksetzmanövern birgt somit eine zusätzliche Gefahr von Kollisionen, die angesichts der Maschinengröße schwere Schäden nach sich ziehen können. Ronny Kolditz ergänzt: „Wenn eine 70-Tonnen-Maschine mit etwas zusammenstößt, ganz egal, womit sie zusammenstößt und mit welcher Geschwindigkeit, dann hat das enorme Konsequenzen. Zusätzlich wird durch jeden Unfall der Betrieb unterbrochen, was große wirtschaftliche Folgen haben kann. Unfallfreiheit ist für uns daher aus gleich mehreren Gründen ein absolutes Muss.“    

Deshalb ist Mercer Stendal stets auf der Suche nach Optionen, um die Maschinenführer bei ihrer Arbeit zu entlasten und gleichzeitig für mehr Sicherheit zu sorgen. Einer der ersten Ansprechpartner hierfür ist Arndt Reibold, Prokurist bei Svetruck Deutschland, der eng mit der Betriebsleitung des Holzplatzes bei Mercer Stendal zusammenarbeitet. Im Dialog zeigte sich, dass die Nachrüstung zusätzlicher Assistenzsysteme auf den bereits im Betrieb befindlichen Svetruck TMF 25-18 Langholzstaplern einen wichtigen Beitrag zu mehr Komfort und Sicherheit im Betrieb leisten kann.    

Arndt Reibold erklärt: „Unsere Maschinen sind auf maximale Effizienz ausgelegt. Dabei steht der Schutz von Mensch und Maschine aber trotzdem immer an oberster Stelle. Wir überlegten gemeinsam, welche Assistenzsysteme eine sinnvolle Unterstützung für die Fahrer sein können, und sind schnell bei Motec fündig geworden.“ Die Motec GmbH mit Sitz in Hadamar entwickelt und produziert seit mehr als 30 Jahren robuste Kamera-Monitor-Systeme für die anspruchsvollsten Anwendungen. Seit mehr als zehn Jahren entwickelt das Unternehmen darüber hinaus eigene KI-Software zur automatisierten Personen- und Objekterkennung.   

Robuste Komponenten mit integrierter KI 

Die Wahl fiel auf das Personen- und Objekterkennungssystem von Motec. Arndt Reibold erläutert die Gründe: „Wir arbeiten schon lange mit Motec zusammen, beispielsweise bei unseren Rückfahrkamerasystemen. Wir schätzen die Qualität und Performance der Motec-Kameras und -Displays sowie die smarte Software, die alles verbindet. Fast genauso wichtig ist für uns jedoch der zuverlässige Service. Die Integration und Inbetriebnahme der Systeme hat uns Motec komplett abgenommen. Der ganze Auswahl- und Einbauprozess der Komponenten lief unkompliziert und reibungslos dank des kompetenten Supports durch den Motec-Vertrieb und die -Technik-Abteilung.“  

Für die Experten des Assistenzsystemanbieters sind solche Nachrüstungen eine Herausforderung, da zu Projektbeginn zunächst die Betriebsbedingungen und Fahrzeugparameter geprüft werden müssen, und stets eine individuelle Lösung gefunden werden muss. Sowohl die Einbausituation des bestehenden Steuerungssystems als auch die Anordnung der Displays in der Fahrerkabine sind zu berücksichtigen.  

Dazu kommen die bei mobilen Arbeitsmaschinen meist anspruchsvollen Abmessungen der Fahrzeuge. Das Motec-Team fand jedoch sowohl für die Kameras als auch für das Steuergerät und Display passende Anbaupunkte. Nach der ebenfalls für jeden Maschinentyp individuellen Kalibrierung der Software konnte Motec in kürzester Zeit eine performante Lösung liefern.  

Das Fahrzeug wird von vier Digitalkameras MCDE7115A überwacht. Jede Kamera überwacht dabei eine Fahrzeugseite. Die Kameras liefern Full-HD-Auflösung mit einer Bildrate von 30 fps. Dank ihres HDR-Bildsensors erfassen die Kameras auch unter sehr hellen oder dunklen Lichtbedingungen alle Details. Die Videosignale werden an den Videocontroller MVCD2000 weitergegeben. Das integrierte leistungsstarke Multiprozessorsystem sorgt für eine Verarbeitung der Videosignale in Echtzeit. Die von Motec eigenentwickelten KI-Algorithmen prüfen, ob sich Personen oder Fahrzeuge im überwachten Bereich befinden.  

Diese Informationen werden auf ein vertikal im Fahrerhaus montiertes 12,3-Zoll-Display aus der MDDE3xx4-Serie weitergegeben. In dieser Konfiguration lassen sich alle vier Kamerasignale gleichzeitig auf intuitive Art und Weise darstellen. Das Display mit 1000 Nits Helligkeit gewährleistet eine gute Ablesbarkeit, auch unter direkter Sonneneinstrahlung. Wie alle Motec-Komponenten sind die Kameras, Videocontroller und Display für die robustesten Anwendungen ausgelegt. Sie verfügen über Schutzklassen bis IP69K sowie über robuste Gehäuse, etwa aus Aluminiumdruckguss. Damit sind sie vor Staub und Wasser geschützt und können mit Hochdruckreinigern gesäubert werden, ohne Schaden zu nehmen. 

Eine echte Hilfe 

Im Einsatzfall warnt das Detektionssystem den Maschinenführer in zwei Stufen. Die Motec-Software erlaubt die freie Konfiguration von zwei zu überwachenden Zonen je Kamera. Befinden sich Personen oder Fahrzeuge in der vordefinierten weiter entfernten Zone, erscheint ein gelber Rahmen um das Kamerabild sowie das detektierte Objekt. Das Anzeigegerät ist am Rande des Blickfelds des Maschinenführers angebracht, so dass auch diese Warnung bereits wahrgenommen werden kann.   

Nähert sich das Objekt und betritt die dem Fahrzeug nähere Zone, erscheint ein roter Rahmen und löst einen zusätzlichen akustischen Alarm aus, der den Fahrer unmittelbar informiert, dass er bremsen soll. Für Ronny Kolditz ist dies das große Plus des Systems: „Die Fahrer müssen sich im Alltag auf ihre Arbeit konzentrieren und darauf achten, dass sie das Holz richtig aufnehmen und sicher verfahren. Ein simples 360-Grad-Überwachungssystem wäre hierfür kontraproduktiv, da dieses stets zusätzlich im Blick behalten werden müsste, und somit eine zusätzliche Belastung für die Maschinenführer darstellen würde. Die zweistufige Warnung des Motec-Systems mit dem akustischen Alarm warnt nur dann, wenn es nötig ist, und stellt somit eine echte Hilfe für die Fahrer dar. Neben dem Sicherheitsaspekt hilft das System durch die gleichzeitige Wiedergabe aller Kamerasignale dabei, extrem präzise zu fahren, wenn es einmal eng zugeht.“ 

Somit sorgt das Motec Personenerkennungssystem auf den Svetruck TMF 25-18 Langholzstaplern für mehr Sicherheit und Produktivität auf dem Holzplatz des Mercer Stendal Werks.