Performance und Potential eines untertägigen Lokalisierungssystems auf Basis der Ultra-wideband Funktechnologie
Von der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Ingenieurwissenschaften genehmigte Dissertation
Karl Nienhaus, Christian Alexander Wilhelm Niestroj
Weltweit gibt es momentan vielfältige Bestrebungen die Vision der Industrie 4.0
Initiative in unterschiedlichen Formen umzusetzen. Im Kern dieser Vision sollen
nach der reinen Automatisierung nun Maschinen zur Kommunikation miteinander
verbunden werden, um intelligente Produktionssysteme zu ermöglichen. Während
einige Industrien bereits sehr intensiv an der Umsetzung intelligenter Produktionssysteme
arbeiten, gibt es auch im Bereich des Bergbaus Bestrebungen für die Einrichtung
solcher Systeme. Zu den vielen Vorteilen, die sich aus dieser Entwicklung
ergeben, gehören neben der reinen Automatisierung von Betriebsmitteln hin zum
autonomen Betrieb auch neuartige Konzepte für die Prozesssteuerung, die nur
durch die Kommunikation der Betriebsmittel miteinander realisierbar sind. Weiterhin
kann nur auf Grundlage einer breiten Informationsbasis (in Echtzeit) die Wirtschaftlichkeit
durch eine bessere Auslastung und somit die Effizienz von Betriebsmitteln
erhöht werden. Letztlich ist aber auch die Erfüllung gesetzlicher Vorgaben
hinsichtlich der Betriebssicherheit erst durch die Etablierung der mit der Industrie
4.0 Vision verbundenen Technologien möglich.
Idealerweise ermöglichen diese Technologien neben der Kommunikation der zu
der Produktion gehörigen Systeme untereinander auch die Sammlung prozessrelevanter
Informationen an der Basis intelligenter Produktionssysteme. Zu diesen
Informationen gehören unter anderen Positionsinformationen. Während Positionsinformationen
heutzutage einfach durch die Nutzung von GNSS umfassend erhältlich
sind, verhält sich die Situation im untertägigen Bergbau anders. Hier muss umgebungsbedingt
ein anderer Ansatz gewählt werden.
Entsprechend wird im Kern dieser Arbeit ein neues untertägiges Lokalisierungssystem
auf Basis der Ultra-wideband Funktechnologie vorgestellt. Weiterhin wird
dieses System auf seine Leistung und Potential in untertägiger Umgebung getestet.
Abschließend wird eine Einordnung im Vergleich mit anderen im Einsatz befindlichen
untertägigen Lokalisierungssystemen im Rahmen einer Analytical Hierarchy
Process Analyse vollzogen.
