Zelfrijdende asfaltwals als strijdmiddel tegen arbeidstekort

Het vinden van technisch gekwalificeerd personeel in de (wegen)bouw is niet enkel in België een prangend probleem. Ook onze Noorderburen - en bij uitbreiding heel West-Europa - kampen met dezelfde uitdaging. Bovendien is er volgens Wouter Heijsser, programmamanager Digitalisering Asfalt van Heijmans, weinig beterschap in zicht. “Steeds minder jongeren kiezen voor een technische opleiding – op welk niveau dan ook. Hierdoor is de instroom al langer ontoereikend om de pensioengerechtigde medewerkers te vervangen. Zeker in het segment van wegenwerken is de situatie nijpend. Over een tiental jaar zal het gros van de arbeiders binnen onze infradivisie op rust zijn. We weten dat we actie moeten ondernemen: niet alleen om de toekomst van Heijmans Infra te bestendigen, want er is ook een maatschappelijk belang aan verbonden. Het wegdek in Nederland zal in de komende decennia immers nog meer vernieuwing en onderhoud vereisen dan nu het geval is.”

Geen valabele oplossingen in Europa

Robotisering lijkt Heijmans de enige valabele oplossing om dit probleem op te lossen. “Helaas zijn de technologische opportuniteiten in onze sector nog lang niet volledig benut,” vertelt Wouter Heijsser. “Of anders gezegd: voor asfaltering bestaan er in Europa geen zelfrijdende machines. Weliswaar zijn er enkele voorbeelden in China te vinden, maar de flexibiliteit van deze ‘robots’ vinden wij té beperkt. Bovendien zou het een hele uitdaging zijn om deze walsen naar Nederland te importeren. Gelukkig kwam er eerder per toeval een oplossing op onze weg: begin 2024 klopte Avular bij ons aan met het voorstel om samen te werken. En zo ging de bal aan het rollen…”

Bouwsector interessant voor robotica

Avular is een roboticabedrijf dat zich in autonome drones en robots specialiseert. Deze worden voornamelijk voor onderzoeks- en inspectiedoeleinden ingezet. “Zo ontwikkelden we samen met Deep Forestry, een bedrijf dat inventarisatie van bossen moderniseert, een dronetoepassing waarbij bossen in kaart worden gebracht voor actueel bosbeheer”, aldus Eef Notten, marketingmanager van Avular. “Een bedrijf actief in industriële schoorsteenoplossingen voorzagen we van drones die inspecties in industriële schoorstenen uitvoeren. Voor ProRail deden we dan weer een test met een rijdende robot voor de inspectie van spoorwegbielzen. Onze autonomiemodules zijn trouwens ook toepasbaar op bestaande machines. Door onze technologiestack en engineeringkennis te combineren met de expertise van leidende partijen uit de industrie, zetten we ideeën om in praktische en schaalbare robotica-oplossingen voor specifieke toepassingen. En we merken dat de interesse in onze activiteit alsmaar toeneemt. Dat is niet zo verwonderlijk: vaak kan het werk met de autonome drones en robots sneller en/of veiliger worden uitgevoerd. Maar nog belangrijker is dat we een oplossing bieden voor het grote tekort aan gekwalificeerd technisch personeel. Daarom zoeken we zelf ook proactief naar sectoren en bedrijven waar onze oplossingen een reëel verschil kunnen maken. Op die manier kwamen we al snel bij de bouwsector uit. Het is in deze context dat we Heijmans hebben gecontacteerd.”

Asfaltwals als eerste project

Al snel besliste Heijmans om met Avular in zee te gaan. “Als echte partners, want dat is voor een dergelijk project essentieel,” benadrukt Wouter Heijsser. “We hadden allebei niet echt een voorbeeld voorhanden en moesten dus van nul starten. Dat betekent veel kennis uitwisselen, brainstormen en van elkaar leren. Omdat wij vooral moeite hebben om walsmachinisten te vinden, lag de keuze voor de ontwikkeling van een zelfrijdende ‘drierol’ voor de hand.” Teun Broeren, projectmanager Avular vervolgt: “Deze machine is de derde en laatste die in het asfalteringsproces nodig is - ze zorgt voor het verdichten van het nieuwe wegdek. Dat betekent dat de complexiteit minder is om ze te robotiseren. De zelfrijdende wals hoeft immers enkel rekening te houden met de machine die voor hem rijdt. Bovendien bestaat er quasi geen risico dat mensen de werkzone betreden omdat het asfalt op het moment van behandeling nog heet is. Niettemin is de machine wel voorzien van heel wat sensoren om de ‘veiligheid’ te garanderen.”

Menselijke kennis vertalen in algoritmes

Het ontwikkelingsproces bestond uit meerdere fases, waarvan de eerste wellicht de grootste uitdagingen met zich meebracht. “We moesten immers de kennis en expertise van onze medewerkers in algoritmes zien te vatten,” verduidelijkt Wouter Heijsser. “Dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan: mensen denken, voelen en zien nu eenmaal anders dan een robot. De uitvoering van asfaltering lijkt misschien routinewerk, maar elke werf is anders. Ervaren walsmachinisten staan daar zelfs niet bij stil en passen zich vanuit hun kennis en intuïtie automatisch aan. Maar een robot doet dat niet, dus moesten we een hele brede waaier aan scenario’s neerschrijven. Vandaar dat we ons in eerste instantie beperken tot werken op snelwegen, provinciale wegen zonder kruispunten of rotondes, alsook vliegvelden.” Teun Broeren vervolgt: “Niet alleen de werf is altijd anders. Ook de weersomstandigheden zijn nooit identiek, iets waarmee we eveneens rekening moesten houden terwijl machinisten dat automatisch doen. Bovendien was het niet eenvoudig om sensoren te vinden die in alle weersomstandigheden altijd even betrouwbaar zijn.”

Proces van ‘trial-and-error’

Ook het moduleren van de wals bleek een vrij grote uitdaging te zijn. Daarvoor werd een oude dieselwals van Heijmans gebruikt. “Concreet hebben we deze machine aangepast met op maat gemaakte onderdelen om er dan uiteenlopende types van sensoren – veiligheid, afstand, temperatuur, vocht, locatie en communicatie - op uit te testen,” vertelt Teun Broeren. “Daarnaast bouwden we een prototype, bestaande uit een metalen frame, om bepaalde testen in de praktijk uit te voeren. Uit praktische redenen: deze versie kon gemakkelijk met een kleine vrachtwagen worden getransporteerd in tegenstelling tot een wals die enkel met een zware lader ter plaatse kan geraken. Bij beiden was het ‘trial-and-error’ tot we de juiste combinatie van sensoren hadden gevonden.” Wouter Heijsser: “Dit systeem hebben we vervolgens op een elektrische wals overgezet, wat vrij vlot verliep: in twee dagen was de klus geklaard. Zo kregen we al in deze fase de garantie dat de oplossing flexibel is. Voor ons was dat een basisvereiste omdat we de zelfrijdende asfaltwals zowel manueel als gerobotiseerd willen inzetten. Manueel op de kleinere wegen, zelfrijdend op de autosnelwegen. Want we kunnen het ons niet veroorloven dat zo’n dure machine niet dagelijks wordt gebruikt.”

Hoe werkt de zelfrijdende wals?

Natuurlijk omvat de oplossing veel meer dan sensoren. De wals moet immers weten wat ze moet doen. Dit gebeurt door middel van de bestaande Avular autonomie die weliswaar op deze specifieke toepassing moest worden afgestemd. “Concreet werkt de operator met een app op zijn tablet,” legt Teun Broeren uit. “Deze medewerker, die zich wel op de werf dient te bevinden, laadt het project in waarna de benodigde informatie via de ‘cloud’ automatisch naar de wals wordt doorgestuurd. Denk maar aan het soort asfalt, verkanting en soort rand. De operator beschikt eveneens over een afstandsbediening waarmee hij de asfaltwals correct kan positioneren en activeren via RFID. Dit laatste gebeurt enkel nadat de wals heeft aangegeven dat de temperatuur van de asfalt correct is én de voorgaande machine zich op een voldoende grote afstand bevindt. Om fouten te voorkomen, genereert de installatie zowel een visueel als auditief signaal wanneer aan alle parameters is voldaan. Belangrijk is dat de wals automatisch zal stoppen indien ze een persoon of voorwerp in de nabijheid detecteert, of wanneer het asfalt té warm/koud is om te worden behandeld.”

Heel wat voordelen

De vraag dringt zich op hoe de zelfrijdende wals het personeelstekort oplost als er nog steeds een operator ter plaatse is vereist. “In theorie kan deze persoon meerdere walsen - of andere gerobotiseerde machines - tegelijkertijd bedienen,” legt Teun Broeren uit. “Daarnaast kan deze taak worden uitgevoerd door mensen die geen machinist zijn: er is minder vakmanschap voor nodig en de bediening is zo aangeleerd. Ook kunnen deze medewerkers andere taken uitvoeren terwijl de wals haar werk doet. Eens geactiveerd, verloopt het proces immers volledig autonoom. We zien echter nog meer voordelen dan enkel het oplossen van het personeelstekort. Hoewel het proces met een zelfrijdend toestel niet per se sneller verloopt, helpt de oplossing wél om de kans op fouten verder te verkleinen. Waar in complexe omstandigheden altijd iets kan gebeuren, werkt de autonome asfaltwals uiterst consistent en binnen nauwkeurige grenzen. Dat komt de kwaliteit van het werk ten goede. Daarnaast zijn repetitieve of zware diensten - zoals avond/nachtwerk voor deze machine geen probleem en is het risico op ongevallen – altijd een aandachtspunt in wegenwerken – aanzienlijk kleiner.”

Innovatie die wordt gecommercialiseerd

Intussen staat de zelfrijdende asfaltwals zo goed als op punt. In oktober toonden Avular en Heijmans wat het toestel in petto heeft tijdens een succesvolle demonstratie op de luchthaven van Schiphol. “Vandaag sleutelen we verder aan de software,” vertelt Teun Broeren. “Zo zijn er nog wat kleine problemen met het GPS-bereik en de communicatie met de voorgaande wals. Ook blijven we testen in verschillende weersomstandigheden, nu komen bijvoorbeeld de typische wintercondities eraan.” Wouter Heijsser: “Vanaf begin volgend jaar willen we de wals op geregelde basis inzetten, maar eerder om het toestel verder te testen. We gaan ervan uit dat de wals in het derde kwartaal van 2026 volledig klaar zal zijn om echt operationeel te worden gebruikt. De bedoeling is om het concept dan ook te commercialiseren zodat andere aannemers eveneens hun voordeel uit deze technologie kunnen halen. Want iedereen staat voor dezelfde uitdaging op het vlak van arbeidstekort. Om dit te realiseren, willen we onze samenwerking met Avular uitbreiden met een derde partner die de effectieve verkoop, implementatie, onderhoud en service voor zijn rekening zal nemen én ook voor de nodige certificeringen zorgt.”

Evolueren naar ‘gemengde’ teams

Rest ons nog de vraag of dit een heel dure investering is. “Goedkoop is het niet, maar er is geen andere optie,” benadrukt Wouter Heijsser. “Misschien dat de ROI positief uitvalt als je het kostenplaatje met de loonkosten vergelijkt. Alleen heb ik deze oefening nog niet gemaakt… omdat we het R&D-traject voor een andere reden doen. Of we er nu winst of verlies mee boeken, maakt de rekening niet. We zien de ontwikkeling van deze wals als een pure noodzaak om onze activiteit in de wegenwerken te kunnen bestendigen. Daarom zijn we intussen ook al aan het brainstormen om de andere machines in het asfalteringsproces én in de bouw te robotiseren. We geloven sterk dat dit de toekomst is, met dien verstande dat we nog heel ver staan van een realiteit waar de machines het werk van al onze arbeiders zullen overnemen. Wellicht zal dat zelfs nooit gebeuren omdat de mens nog steeds meer kan dan een robot. Niettemin ben ik ervan overtuigd dat we in de bouw evolueren richting ‘gemengde’ teams waar de robots de uitvoerende menselijke krachten op alle mogelijke manier ondersteunen. En dat zal andere werkprocessen vragen, wat op termijn wellicht de allergrootste uitdaging zal zijn. Want bedrijven en mensen veranderen niet graag de manier waarop ze werken...”