Autonome Fahrzeuge: Wie Minen fahrerlose Lastwagen kontrollieren

Viel abgelegener geht es kaum. Ich befinde mich im Landesinneren von Westaustralien, in der Eisenerzmine Greater Nammuldi von Rio Tinto.

Es liegt etwa zwei Flugstunden nördlich von Perth in einer Region namens Pilbara.

Niemand wohnt hier dauerhaft. Rund 400 Arbeiter sind gleichzeitig vor Ort, sie werden eingeflogen und arbeiten je nach Schichtplan zwischen vier und acht Tagen, bevor sie nach Hause fliegen.

Riesige Lastwagen in der Größe von Stadthäusern, die 300 Tonnen transportieren können, kreuzen kreuz und quer über Straßen aus roter Erde in verschiedenen Abschnitten dieses Tagebaukomplexes.

Für einen Außenstehenden wie mich ist ihre Größe schon einschüchternd genug, aber dieses Gefühl wird durch das Wissen, dass kein Fahrer am Steuer sitzt, noch verstärkt.

Bei einem Rundgang über das Gelände mit einem normalgroßen Firmenfahrzeug kommt einer der LKWs in Sicht, der von einer Nebenstraße herkommt.

Ich seufze erleichtert, als es sich geschickt umdreht und in die Richtung weiterfährt, in die wir gerade gekommen sind. „Haben Sie sich dadurch unwohl gefühlt?“, fragt der Fahrer des Fahrzeugs, Dwane Pallentine, ein Produktionsleiter.

Der Großraum Nammuldi verfügt über eine Flotte von mehr als 50 selbstfahrenden Lastwagen, die unabhängig auf vordefinierten Strecken fahren, sowie eine Handvoll, die weiterhin manuell gesteuert werden und separat in einem anderen Teil der Mine arbeiten.

Getestet wird auch ein autonomer Wasserwagen, liebevoll „Henry“ genannt, der zusammen mit manuell angetriebenen Wagen die Minenstraßen besprüht, um den Staub niedrig zu halten.

Das Firmenfahrzeug, in dem ich mich befinde, kann nur deshalb neben den autonomen LKWs fahren, weil es mit einem hochpräzisen GPS ausgestattet ist, das es ermöglicht, es in einem virtuellen System zu sehen.

Bevor wir die umzäunte autonome Zone der Mine betraten, loggten wir uns in dieses System ein und ein Controller überprüfte über Funk, ob wir sichtbar waren.

Es hat unser Fahrzeug in eine virtuelle Blase eingehüllt, die die selbstfahrenden Lkw „sehen“ und die sie dazu veranlasst, ihre Nähe zu steuern, indem sie je nach Bedarf langsamer fahren oder anhalten.

Ein Touchscreen in unserer Kabine zeigt alle bemannten und autonomen Fahrzeuge und andere Geräte in der Nähe an, zusammen mit „Genehmigungslinien“, die die unmittelbaren Routen anzeigen, die die selbstfahrenden Lkw nehmen wollen. Hätte ich auf den Bildschirm geschaut, anstatt mir Sorgen zu machen, hätte ich gesehen, dass der Lastwagen abbiegen würde.

Zusätzlich dazu, dass alle Fahrzeuge mit einem großen roten Notrufknopf ausgestattet sind, der das System stoppen kann, verfügen die autonomen Lkw über Laser und Radargeräte vorne und hinten, um Kollisionsrisiken zu erkennen.

Die Sensoren erkennen auch Hindernisse. Wenn ein großer Stein von der Ladefläche eines Lastwagens fiel, bemerkten die Sensoren des nächsten Lastwagens dies und das Fahrzeug hielt an.

Allerdings scheinen einige Trucks besonders empfindlich zu sein – auf meiner Tour sehe ich ein paar, die einfach von unebenen Straßen abgehalten werden.

Die Koordination und Überwachung dieser Roboter erfolgt durch das Operations Center (OC) von Rio Tinto in Perth, etwa 1.500 km (930 Meilen) südlich.

Es ist das Nervenzentrum für alle Pilbara-Eisenerzbetriebe des Unternehmens, die insgesamt 17 Minen umfassen, darunter die drei, die den Großraum Nammuldi bilden.

Von hier aus werden von Controllern aus mehr als 360 selbstfahrende Lkw an allen Standorten eingesetzt (etwa 84 % der gesamten Flotte sind automatisiert); ein weitgehend autonomes Fernschienennetz zum Transport des geförderten Erzes zu Hafenanlagen; und fast 40 autonome Übungen. OC-Mitarbeiter steuern auch Anlagen- und Hafenfunktionen aus der Ferne.

Autonomie ist für Rios Pilbara-Betriebe nichts Neues: Die Einführung begann Ende der 2000er Jahre.

Es ist auch kein Einzelfall: Australien verfügt über die größte Anzahl autonomer Lastkraftwagen und anderer Bergbaumaschinen aller Länder, und auch andere Bergbauunternehmen in der Pilbara nutzen die Technologie.

Aber das Ausmaß, in dem Rio seine Aktivitäten bis hierhin ausgeweitet hat, einschließlich des Großraums Nammuldi, der über eine der größten autonomen Lkw-Flotten der Welt verfügt, verleiht ihm globale Bedeutung.

Und es ist ein globaler Trend. Laut GlobalData Die Zahl der selbstfahrenden Muldenkipper weltweit hat sich in den letzten vier Jahren auf über 2.000 ungefähr vervierfacht, wobei die meisten entweder von Caterpillar oder Komatsu hergestellt werden.

Der Hauptgrund für die Einführung der Technologie sei die Verbesserung der physischen Sicherheit der Arbeitskräfte gewesen, sagt Matthew Holcz, der Geschäftsführer der Pilbara-Minen des Unternehmens.

Bergbau ist ein gefährlicher Beruf: Schwere Maschinen können unvorhersehbar von Menschen bedient werden, die auch ermüden können. „Die Daten zeigen deutlich, dass wir durch die Automatisierung ein deutlich sichereres Geschäft haben“, sagt Herr Holcz.

Es hat auch die Produktivität verbessert – um etwa 15 %, schätzt er. Autonome Geräte können stärker genutzt werden, da keine Lücken durch Schichtwechsel oder Pausen entstehen. Und autonome Lkw können auch schneller fahren, wenn weniger vom Personal bediente Geräte vor Ort sind.

Eine solche Automatisierung ist nicht billig. Rio will nicht bekannt geben, wie viel das Unternehmen bisher insgesamt für seine Pilbara-Automatisierungsreise ausgegeben hat, Beobachter schätzen es jedoch auf mehrere Milliarden Dollar.

Inzwischen haben sich die Beschäftigungsmöglichkeiten weiterentwickelt. Die Erzählung könnte darin bestehen, dass Roboter Jobs übernehmen, aber das scheint hier bisher nicht der Fall zu sein.

Während das OC etwa einen Controller für jeweils 25 autonome Lkw hat, hat laut Rio noch niemand seinen Job aufgrund der Automatisierung verloren.

Stattdessen kam es zu Umschichtungen: LKW-Fahrer traten selbst als Controller in das OK ein, erhielten Umschulungen für die Bedienung verschiedener Geräte wie Bagger, Lader und Planierraupen oder wechselten zu anderen Standorten, um manuelle LKWs zu fahren.

Auf der großen, offenen Etage des OC, inmitten der Monitorreihen, die in Clustern für die verschiedenen Minen angeordnet sind, treffe ich Jess Cowie, die früher eine manuelle Bohrmaschine war, jetzt aber autonome Bohrer von der zentralen Bohrkapsel aus leitet. „Ich bohre immer noch Löcher in den Boden … nur ohne den Staub, den Lärm und die Abwesenheit von der Familie“, sagt sie.

Laut Robin Burgess-Limerick, Professor an der University of Queensland in Brisbane, der menschliche Faktoren im Bergbau untersucht, sorgt die Automatisierung für einen „schrittweisen Wandel“ in Bezug auf die Sicherheit im Bergbau. Das heißt aber nicht, dass es keinen Raum für Verbesserungen gibt.

Professor Burgess-Limerick hat Vorfälle mit autonomen Geräten analysiert, die den Aufsichtsbehörden gemeldet wurden.

Seiner Meinung nach sind die Schnittstellen, über die Mitarbeiter sowohl im Außendienst als auch in den Leitstellen an Informationen gelangen, nicht optimal gestaltet. Es gab Situationen, in denen die Außendienstmitarbeiter das Bewusstsein für die Situation verloren hatten, was durch eine bessere Bildschirmgestaltung möglicherweise verhindert worden wäre. „Die Entwickler der Technologie sollten sich etwas mehr Mühe geben, den Menschen zu berücksichtigen“, sagt er.

Und es besteht auch das Risiko, dass die Arbeitsbelastung der Controller überwältigend sein kann – es ist eine arbeitsreiche Aufgabe, bei der viel auf dem Spiel steht.

Übermäßiges Vertrauen, bei dem die Menschen so davon überzeugt sind, dass die autonome Ausrüstung anhält, dass sie anfangen, sich selbst einem Risiko auszusetzen, kann ebenfalls ein Problem sein, und er weist darauf hin, dass Anstrengungen unternommen werden müssen, um die Fähigkeit der Lastkraftwagen selbst zu verbessern, Feuchtigkeit zu erkennen. Es gab Vorfälle, bei denen nasse Fahrbahnen dazu führten, dass sie die Traktion verloren.

Es könne berechtigte Sicherheitsbedenken bei autonomen Geräten geben, sagt Shane Roulstone, Koordinator der Western Mine Workers Alliance, die Bergbauarbeiter in Pilbara vertritt.

Er weist auf einen schweren Vorfall im Mai dieses Jahres hin, bei dem ein autonomer Zug in den hinteren Teil eines liegengebliebenen Zuges prallte, den die Arbeiter am vorderen Ende gerade reparierten (sie evakuierten, bevor er aufschlug, waren aber erschüttert).

Aber Herr Roulstone lobt Rio auch allgemein dafür, dass es im Laufe der Zeit „einige gute Strategien, Verfahren und Richtlinien“ für die Interaktion von Menschen mit automatisierten Fahrzeugen entwickelt hat.

Herr Roulstone geht davon aus, dass irgendwann die Möglichkeiten für eine Umschichtung geringer werden und es zu Arbeitsplatzverlusten kommen wird. „Es ist nur die Mathematik“, sagt er.

Unterdessen geht Rios Automatisierungsreise in der Pilbara mit weiteren Lastwagen, Bohrern und Henry, dem Wasserkarren, weiter. Das Unternehmen beobachtet außerdem aufmerksam die Arbeiten von Komatsu und Caterpillar an der Entwicklung unbemannter Bagger, Lader und Planierraupen.

Am späten Nachmittag, als wir am Flughafen von Greater Nammuldi auf den letzten Flug zurück nach Perth warten, wird bekannt gegeben, dass dieser aufgrund eines Problems mit dem Flugzeug abgesagt wurde. Das sind 150 zusätzliche Menschen, die nun ernährt und untergebracht werden müssen. Es ist nichts für Rio, aber ich denke, dass wir Menschen im Vergleich zu Robotern kompliziert sind.