Строительство и автоматизация: эмансипация в пользу роботов на стройке

Строительство и автоматизация: эмансипация в пользу роботов на стройке

Согласно сведениям ООН, около 400 000 людей ежедневно переходят в разряд среднего класса. Предполагается, что для удовлетворения спроса на жилища от такого прироста населения строительной отрасли необходимо строить в среднем 13 000 зданий ежедневно вплоть до 2050 года. Строительство в границах существующих городов — это только часть решения. Увеличение численности населения Африки, Индии, других стран, потребует строительства в районах с ограниченными ресурсами, где цепочки поставок недостаточно развиты, а доставка деталей и материалов на строительные площадки видится сложной задачей. В то же время возможности расширения квалифицированной рабочей силы реализованы далеко не полностью.

Старые концепции вкупе с новыми технологиями

Для того чтобы справиться с постоянно растущим спросом на жильё и эффективнее закрывать проблемы всё более скудных ресурсов и рабочей силы, строительной отрасли придётся переосмыслить многое. Начиная от элементарных функций строительства и заканчивая внедрением новых типов автоматизации, включая робототехнику.

Строительство жилья и робот кладки стен
Робот кирпичной кладки вполне покрывает нехватку квалифицированных строителей, что приводит к удовлетворению возросшего спроса на жильё

Вначале 20-го века некоторые зарубежные производители и дистрибьюторы начали внедрять методы выездного изготовления и предварительной сборки для решения многих производственных проблем. Компании предложили покупателям комплектный дом, проданный и отгруженный для последующей сборки непосредственно на месте.

В настоящее время целый ряд зарубежных строительных компаний:

  • «Factory OS»,
  • «Skender»,
  • «Bryden Wood»,
  • «Cannistraro» и других,

демонстрируют примеры, как применять современные производственные принципы и методы для решения текущих задач в промышленном строительстве.

Главная цель индустриализации и автоматизации

Цель индустриализации и, в частности, автоматизации для строительства часто заключалась в поисках способов упрощения или рационализации процесса, наращивания объёма строительных работ, выполняемых определенным количеством людей. Первые примеры робототехники на стройке появились в период 1980-х годов.

Робот шлифовальщик для современного строительства
Робот шлифовальщик видится удачной конструкцией для строительной сферы, так как способен выполнять работу быстро и качественно, заменяя труд десятка рабочих

Родоначальниками, как водится, выступили японские строительные компании, которым пришлось столкнуться с дефицитом квалифицированной рабочей силы по причине стареющего населения. Потенциальные молодые работники предпочли выбирать карьеру в новых технологических отраслях, но не в строительстве.

Каждая из таких компаний разработала новые инструменты с последующим принятием ряда роботизированных технологий для использования в строительстве. Компании создали роботов и телеуправляемые устройства для различных строительных задач, включая:

  • сварку,
  • полировку бетона,
  • обработку материалов,
  • внутреннюю и внешнюю отделку и многое другое.

Некоторые строительные компании, например, «Обаяси» и «Симидзу» продолжают расширять границы робототехники, специфичной для области строительства.

Дефицит квалифицированной рабочей силы и ресурсов

Последние годы отмечаются существенной недостачей квалифицированных рабочих на строительных рынках. Также отмечается растущая нехватка ресурсов, потребность в повышении производительности и слиянии необходимых технологий. Всё это привело к возобновлению интереса относительно технологий автоматизации для строительства.

Робот плиточной кладки на строительстве
Такому роботу — плиточному укладчику, не составит труда обогнать в соревновании бригаду квалифицированных строителей. Производительность и качество исполнения ничуть не хуже

Во многих случаях нет ничего особенно кричащего или экзотического в этих «строительных роботах», но робототехника затрагивает распространенные и реально болевые точки строительной сферы.

Обрамление (создание каркасов) видится одним из ярких примеров. Внутри любого высотного здания набирается сотни тысяч метров квадратных стен с внутренним каркасом из легкого проката. Как правило, прокат транспортируется на строительную площадку и вручную режется на месте работниками, использующими пилы. Это длительный, трудоёмкий и часто расточительный процесс.

Однако теперь разработаны коммерчески доступные решения, способные помочь автоматизировать производство лёгкого стального каркаса. Делается это, как непосредственно на месте, так и за пределами стройки. Все детали предварительно нарезаны, предварительно просверлены, перфорированы для сантехники и электрики, имеют маркировку.

Такой подход обеспечивает более быструю сборку и установку. Помимо облегчения жизни работников и ускорения производства, новая технология значительно сокращает отходы, связанные с работами по внутреннему обрамлению.

Помещения механического оборудования

Еще одна область, где автоматизация набирает обороты, — это изготовление помещений для механического оборудования. Специализированные компоненты часто строятся на месте неделями и могут включать в состав все необходимые механические помещения.

Строительная фирма «Cannistraro» использовала автоматизацию при проектировании и за пределами площадки, что позволило сократить время монтажа с шести недель до четырёх часов.

Робот каркасного строения для строительства 3D печатью
Робот застройщик каркасов. Обычно является частью автоматизированного строительного оборудования, рассчитанного на работу методом 3D печати

Автоматизация производства механических помещений путём постройки за пределами участка с использованием частично автоматизированных процессов, способствует уменьшению объёма сложного труда.

Одновременно достигается повышение качества производства работ. Это даёт преимущество в ускорении сроков строительства при одновременном снижении потерь и малой эффективности, традиционно имеющих место при сборке на месте сложных систем.

Существенный вклад в образе улучшения процесса

Отмеченные улучшения процесса видятся существенным вкладом. Строительство зданий потребляет почти 40% мирового сырья. По данным Дискуссионной группы по устойчивому развитию Американского института архитекторов и Совета по экологическому строительству США, от 25 до 40% общего количества отходов приходится на строительство зданий. Кроме того, по некоторым оценкам, до 30% от общего веса строительных материалов, доставляемых на строительную площадку, тратится впустую.

Технологии автоматизации являются решением проблем в производственных секторах и, как показывает практика, демонстрируют повышение эффективности в строительстве. Этот результат можно отметить ранней победой для всех сторон:

  • строительных компаний,
  • рабочих и служащих,
  • планеты Земля в целом.

Захватывающее будущее для строительной сферы

Поскольку новые технологии разрабатываются или передаются в ответ на возможности или проблемы в строительстве, следует ожидать существенной помощи. Такая помощь  нужна для отраслей архитектуры, инженерии, конструкций. Эффективное удовлетворение глобального спроса на новые здания в ближайшие десятилетия обещает устойчивое состояние.

Чем больше технологические компании готовы сотрудничать с фактическими строительными бригадами и конечными пользователями, тем скорее строительная отрасль пополнится робототехникой. Многообещающее начало роботы уже продемонстрировали, но впереди остаётся ещё масса возможностей. Наступает время захвата строительной отрасли роботами и  от этого никуда уже не деться.


При помощи информации: ScientificAmerican


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *