Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb Automatisierte Echtzeit-Unterstützung für Krantransporte
Der Transport von flüssigem Metall in einer Gießerei ist eine der anspruchsvollsten und gefährlichsten Aufgaben der stahl- und metallerzeugenden Industrie. Mit dem neuen Assistenzsystem "Pro-Kran-Assist" ist es gelungen, erstmals einen zentralen Prozessschritt sicher digital zu assistieren: das Anhängen der Gießpfanne an den Kran. Die gemeinsam von der Kranbau Köthen GmbH und dem Fraunhofer IFF entwickelte Technologie nutzt 3D-LiDAR-Sensoren und hybride VR-Modelle, um die Sicherheit und Effizienz beim Kranbetrieb signifikant zu steigern.
Krane sind essenzielle Prozessanlagen in der Logistik und Produktion. Besonders in der stahlverarbeitenden Industrie erfordert ihre Bedienung höchste Präzision, da kleinste Fehler schwerwiegende Folgen haben können. Der Transport von flüssigem Stahl birgt zusätzliche Herausforderungen: Hohe Temperaturen, schlechte Sichtverhältnisse durch Rauchentwicklung und die Notwendigkeit zentimetergenauer Steuerung machen den Kranbetrieb zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Gleichzeitig wird es zunehmend schwieriger, erfahrene Fachkräfte für diese Tätigkeit zu gewinnen.
Die technische Lösung: Pro-Kran-Assist
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurde "Pro-Kran-Assist" entwickelt. Das System erfasst den Arbeitsbereich des Gießereikrans mittels 3D-LiDARSensoren und erzeugt eine hochauflösende dreidimensionale Punktwolke mit rund einer Million 3D-Messpunkten pro Sekunde. Regelbasierte Algorithmen analysieren diese Daten in Echtzeit und übertragen die Ergebnisse in ein hybrides VR-Modell, also einer Kombination aus realen und virtuellen Daten. Dadurch kann der gesamte Aufnahme- und Transportprozess präzise überwacht und optimiert werden.
Das Besondere an der Lösung: Sie arbeitet vollständig kontaktlos und verschleißfrei. Dies ermöglicht eine kontinuierlich hohe Prozesssicherheit und reduziert den Wartungsaufwand erheblich. Die Kranbau Köthen GmbH war für die bewegungsmechanischen Grundlagen der Innovation verantwortlich, während das Fraunhofer IFF die Funktionen zur Datenerfassung, echtzeitbasierten Datenauswertung und Bereitstellung von Assistenzhandlungen entwickelt hat.
Praxiserprobung und Ausblick
Das System wurde bereits in einer Pilotphase im Stahlwerk unter realen Produktionsbedingungen erfolgreich getestet. Die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend: Pro-Kran-Assist erhöht nicht nur die Arbeitssicherheit, sondern beschleunigt auch den Gießprozess und entlastet das Personal. Angesichts steigender Kosten und des anhaltenden Fachkräftemangels sind Assistenz- und Automatisierungslösungen zentrale Maßnahmen zur Effizienzsteigerung und Standortsicherung. Die in dem Pilotprojekt gesammelten Erfahrungen konnten jetzt direkt in weitere Kraninstallationen bei europäischen Stahlwerkskunden einfließen.
Mit Pro-Kran-Assist wird ein bislang nicht automatisierbarer Prozess erfolgreich digitalisiert – ein Meilenstein für die Stahlindustrie und ein wegweisendes Beispiel für die Zukunft der industriellen Automatisierung.
Im Vorprogramm der am 6. März 2025 in Magdeburg stattfindenden Kranfachtagung, die in diesem Jahr unter dem Motto „Kran 4.0 – Zukunft der Digitalisierung“ steht, wird in einer Live-Vorführung dieses System näher vorgestellt. Sie findet in der Elbfabrik des Fraunhofer IFF in Magdeburg am 5. März 2025 statt.