По мере того, как все больше процессов в строительной отрасли механизируется, машины приобретают все более важное значение и становятся мощным фактором повышения производительности.
Экскаваторы и бульдозеры позволяют быстро и легко перемещать большие объемы земли; буровые установки и сваи облегчают подземное проектирование; конвейеры и насосы оптимизируют работу по бетонированию; мобильные краны поднимают и размещают тяжелые грузы.
Но в то время как другие отрасли промышленности, такие как автомобилестроение, уже достигли переломного момента в Индустрии 4.0, строительная отрасль все еще имеет низкий уровень автоматизации.
Скорее всего, ситуация изменится по мере того, как технологический прогресс, к примеру, в робототехнике, откроет новые возможности. Новые технологии в цифровом пространстве (такие как беспилотные летательные аппараты, недорогие датчики, дистанционное управление и автономные системы управления) могут стать важными инструментами внедрения инноваций в строительную технику. Автономное оборудование использует сложные цифровые инструменты и новые технологии, например как беспилотные летательные аппараты, оставляя только "контрольные функции" для людей.
(Полу)автоматизированное оборудование обладает большим потенциалом по многим параметрам - снижение стоимости строительства благодаря сокращению сроков поставки и повышению производительности; более высокое качество, благодаря большей точности и меньшему количеству ошибок в работе; повышение безопасности, благодаря отсутствию опасных зон и так далее.
Компании, расположенные по всей цепочке создания себестоимости, могут предпринять несколько шагов для расширения использования автоматизации там, где это выгодно:
- Использование новых технологий путем интеграции физических и цифровых систем.
ПРИМЕР: Японский производитель строительной техники «Komatsu» разрабатывает автоматизированные бульдозеры с различными цифровыми системами. Беспилотные летательные аппараты, 3D сканеры и стереокамеры собирают данные о местности, которые затем передаются на бульдозеры. Они оснащены интеллектуальными системами управления, которые позволяют им выполнять свою работу автономно и тем самым ускорять подготовительные работы на строительных площадках, а операторы контролируют процесс. На горнодобывающих предприятиях уже широко используются автономные самосвалы.
- Создание предпосылок для автоматизации уже на этапе планирования и проектирования. Этого можно добиться за счет увеличения доли сборных конструкций и модульных систем, поскольку автоматизация лучше всего работает со стандартизированными компонентами и процессами. Необходимо улучшить предварительное планирование и техническую подготовку при обустройстве строительных площадок.
- Разработать отраслевые стандарты, например, в отношении коммуникационных протоколов, с тем чтобы обеспечить широкое применение автоматизированного и совместимого оборудования для преодоления фрагментарного и многостороннего характера строительных процессов.
- Более эффективное использование существующего оборудования, например, путем внедрения новых бизнес-моделей.
Новейшие строительные технологии
Предполагается, что развитие 3D-печати окажет положительное влияние на строительную отрасль. Технология позволяет изготавливать специальные формы, которые не могут быть получены ни одним другим способом; ее применение может привести к повышению производительности до 80%, при этом значительно сокращая количество отходов. Время проектирования некоторых объектов может сократиться с нескольких недель до нескольких часов, а изготовленные по индивидуальному заказу компоненты могут быть предоставлены по более низкой цене.
В строительной отрасли 3D-печать все еще находится на ранней стадии развития. Сохраняется ряд проблем, включая проблемы с разрешением: крупномасштабная печать часто приводит к неточным результатам, компромисс между масштабом и скоростью работы (крупноформатная печать по-прежнему осуществляется медленно - размер стандартных 3D-принтеров ограничен) при высоких расходах. В настоящее время 3D-печать по-прежнему в основном применяется к мелкосерийным, дорогостоящим деталям. Пока не ясно, насколько быстро компании преодолеют основные технологические трудности, смогут ли они снизить затраты и добиться экономии за счет масштабирования.
Множество компаний с оптимизмом смотрят в этом направлении и указывают на другие отрасли промышленности, такие как авиация, где массовое производство компонентов для 3D-печати уже стало обычной практикой. Ниже приведены некоторые примеры пилотных проектов в самой строительной отрасли, где стальные и бетонные компоненты теперь печатаются в 3D-формате для решения различных задач - от мостов до готовых домов.
ПРИМЕР. В рамках проекта по стальным компонентам с 3D-печатью компания «Arup» добилась снижения веса материалов на 75% и сокращения затрат на 40% по сравнению с традиционными методами производства.
ПРИМЕР. «WinSun» (Китай) строит 10 домов в день с использованием 3D-принтеров и заключил соглашение с правительством Египта о строительстве 20 000 одноэтажных домов с использованием этой технологии.
ПРИМЕР. В Калифорнии будет собрана команда гибридов-роботов-кранов (так называемых "крабов") для строительства новой штаб-квартиры «Google». С их помощью такие сборные элементы, как стены и тяжелая мебель, будут установлены под огромными стеклянными навесами.
