Robotika un autonomija maina būvniecības būtību
Mūsdienu būvniecības nozarē robotika un autonomās tehnoloģijas parādās visās jomās, sākot no pārnēsājamiem elektroinstrumentiem līdz pat milzīgām kalnrūpniecības kravas automašīnām.
Lai gan tālvadības pults ir jau ierasta tehnoloģija, mākslīgais intelekts, lidari, jaunas programmatūras un milzīgs skaitļošanas jaudu pieaugums sola lielas izmaiņas – tikpat lielas, ja ne lielākas, kā GPS vadības ieviešana mašīnām pirms aptuveni 20 gadiem.
Saskaņā ar oriģinālo iekārtu ražotāju teikto, autonomās un daļēji autonomās celtniecības mašīnas radikāli mainīšot nozari, radot jaunus produktivitātes, kvalitātes un drošības līmeņus, tādējādi ieviešot jaunu, digitāli izglītotu būvnieku paaudzi.
Tāpat kā ar GPS vadību, šo revolūciju virza ekonomika. “Jūs paveicat vairāk, bet tērējat mazāk,” saka Erols Ahmeds, komunikāciju direktors uzņēmumā Built Robotics, kas rada ekskavatoru – robotu pēcpārdošanas atjauninājumus. “Pievienojiet drošības priekšrocības, viena darbinieka iespēju veikt vairāk vērtīgu darbu un darbību bīstamā vidē, un jūs iegūsit veiksmīgu kombināciju”, viņš saka.
Kas ir autonomā būvniecība?
Autonomija attīstījās no tehnoloģijas, kas izstrādāta GPS iekārtu vadībai pirms divām desmitgadēm, taču tā virzās uz priekšu. Veicot mašīnas vadību, operators joprojām katru dienu pieņem desmitiem lēmumu. Autonomija attīstās, lai aizvien vairāk šādu lēmumu mašīna varētu pieņemt pati.
“Nākamais solis ir uzlabotas programmatūras izstrāde ar augstāku uztveres un izlūkošanas līmeni, kas integrēts produktā. Mēs to sasniedzam, nepārtraukti paaugstinot atbalsta līmeni,” saka Skots Krozjē, Trimble ģenerālmenedžeris.
Autonomija attīstījās no tehnoloģijas, kas noteica GPS iekārtu vadību.
Tas, kas nepieciešams “atbalstam”, ir atkarīgs no iekārtas un veicamā darba. Blietētājs veic salīdzinoši vienkāršu darbību, un kalnrūpniecības kravas automašīna var viegli sekot iepriekš ieprogrammētam ceļam no iekraušanas zonas līdz izgāztuvei. “Sarežģītākām iekārtām un uzdevumiem būs nepieciešams ievērojams programmatūras līmenis, lai nodrošinātu izlūkošanas un uztveres sistēmas, kas tos padara noderīgus,” saka Krozjē.
Finlejs Vuds, Trimble autonomo risinājumu biznesa direktors, piebilst: “Mēs uzņemamies vairāk to lietu, par kurām operatoriem ir jādomā, un automatizējam visas tās ir lietas, kuru apguvei pieredzējušam operatoram ir nepieciešami gadi. Mūsu mērķis ir panākt, lai nepieredzējis operators darbotos kā labs operators, palīdzot viņam pieņemt lēmumus gan attiecībā uz mašīnu, gan arī būvniecības objekta līmenī.”
Automatizēta procesa priekšrocības
Izmantojot mašīnas vadību, jūs rokat precīzi līdz atzīmei. Izmantojot autonomu vai daļēji autonomu darbību, jūs izraksiet ne tikai līdz atzīmei, kas norādīta digitālajā būvlaukuma plānā, bet arī veiksit darbu ar nevainojamu efektivitāti – katru kausu, katru reizi, katru dienu. Bez neveiksmēm, noguruma, pārtraukumiem vai atslābušas uzmanības.
“Talantīgs operators varētu darboties ātri dažas stundas,” saka Krozjē. “Bet, ja jūs to darāt ilgākā laika periodā, jūs atklāsiet, ka automatizētais process, visticamāk, strādā labāk.”
Būvniecībā cikla laiki ietekmē visu, sākot no produktivitātes līdz degvielas patēriņam un mašīnas nolietojumam. Optimizēts, autonoms vai daļēji autonoms rakšanas cikls pārspēj manuālo vadību ar to, ka nekavējoties analizē un pēc tam optimizē katru mainīgo, sākot no kausa ģeometrijas, kas iekļūst zemē, līdz hidrauliskā sūkņa jaudai un līdz tam, kur dzinējs atrodas griezes momenta optimālajā diapazonā.
Ar novietojuma sensoriem, kas ieskauj mašīnu ar digitālo drošības režģi, tā var rakt un izgāzt kravu ar maksimālo ātrumu nepārtraukti visu diennakti, neraizējoties par nejaušu ietriekšanos kravas automašīnā vai tuvumā esošajās konstrukcijās.
Faktiski daudzas ekspluatācijas problēmas, ar kurām mūsdienās var saskarties būvlaukumos, var atrisināt arī bez sarežģītiem un dārgiem uz mākslīgo intelektu balstītiem risinājumiem. “Tā vietā mēs koncentrējamies uz tādu produktu veidošanu, kas atrisina reālus teksta uzdevumus visvienkāršākajā iespējamajā veidā – neatkarīgi no tā, vai tas ir, veidojot darba plūsmas, ko nodrošina mākoņtehnoloģijas, vai izmantojot LIDAR punktu mākoņus un digitālās kameras, lai atšķirtu ēku no atkritumu kaudzes,” komentē Vuds no uzņēmuma Trimble.
Krozjē piebilst, ka optimizēta veiktspēja kļūšot vēl svarīgāka, kad sāks darboties vairāk ar akumulatoriem darbināmu mašīnu, nozarei vēloties samazināt emisijas un palielināt ilgtspējību. “Izmantojot šo spēju, visi vēlas būt maksimāli efektīvi. Mēs vēl pieredzēsim, ka tiks ieviesta vieda automatizācija, kas nodrošinās maksimālu darba jaudu no akumulatora uzlādes,” viņš stāsta.
Robotika būvniecībā
“Ideālā variantā ar robotiku ir iespējams veikt uzdevumu, kas ir nogurdinošs, atkārtojas vai ir ar augstu veselības un drošības risku, kā arī pievienot automatizācijas līmeni, kas ļauj robotam pārņemt grūtos un atkārtojamos uzdevumus,” saka Aidans Magvairs, mērīšanas un robotikas biznesa nodaļas vadītājs Lihtenšteinas daudznacionālajā uzņēmumā Hilti.
Hilti uzņēmuma Jaibot uzņemas dažus no nogurdinošākajiem būvniecības uzdevumiem un var apkopot tehniskos datus, kamēr tas darbojas.
Viens no šādiem uzdevumiem ir virszemes urbšana betonā, taču viss, kas nostāda strādnieku ergonomiski neērtā vai grūti sasniedzamā vietā, var tikt automatizēts. Hilti daļēji autonomais Jaibot ir tam paredzēts, un to var ieprogrammēt, lai ievērotu digitālo plānu, kurā norādīts, kur jāveic urbšana vai cits darbs.
“Mēs esam automatizējuši lietojumprogrammas darbības, ar kurām varam sasniegt vislielāko produktivitātes pieaugumu, piemēram, urbšanu uz vietas un enkura punkta atzīmēšanu. Tāpat mēs mācāmies, kā padarīt būvniecības projektus robotiem draudzīgākus, ” saka Magvairs.
Hilti turpina Jaibot pievienot vairāk lauka izlūkošanas spēju, ļaujot analizēt situācijas un noteikt, kad urbšanas punkts var tikt traucēts vai kur urbšana var nebūt iespējama, piemēram, sadursmes gadījumā ar metāla klāja leņķa daļu vai armatūru. “Tajā brīdī vadītājs var izmantot savas zināšanas par būvniecību, lai pateiktu: “Jā, esmu apmierināts ar visām šīm kustībām, turpiniet un urbiet,” saka Magvairs.
Kalnrūpniecība ir agrīna šīs tehnoloģijas ieviesēja. “Kalnrūpniecībā autonomās tehnoloģijas ir izmantotas vairāk nekā divdesmit gadus, taču mēs esam tikuši tik tālu, cik varam, ar pirmo šīs tehnoloģijas atkārtojumu,” apstiprina Bibhrajits Halders, SafeAI dibinātājs.
Viņš piebilst, ka šo otro paaudzi darbinot mākslīgais intelekts, tā esot daudzpusīga un mērogojama, un tā radīšot nozīmīgas, plaši izplatītas izmaiņas kalnrūpniecības nozarē.
Šī gada martā SafeAI paziņoja, ka sadarbojas ar Austrālijas uzņēmumu Position Partners, lai modernizētu jaukta veida 100 transportlīdzekļu parku MACA, daudzveidīgai kalnrūpniecības un darbuzņēmumu grupai, un lai izveidotu vienu no lielākajām autonomajām smagās tehnikas flotēm Austrālijā. SafeAI ir izveidojis mašīnu agnostikas pakotni, ko var pievienot jebkurai iekārtai, sākot no kompaktiekrāvēja līdz kalnrūpniecības kravas automašīnai.
“Šī tehnoloģija maina mūsu biznesa, mūsu klientu un nozares attīstību,” saka Šeins Klārks, MACA novērtēšanas un tehnisko pakalpojumu ģenerāldirektors. “SafeAI risinājumam ir būtiska ietekme uz būvlaukuma drošību, efektivitāti un rentabilitāti.”
“Pirmā industriālā revolūcija notika pirms vairāk nekā 100 gadiem, un mēs esam pilnīgi jaunas industriālās revolūcijas sākumā, kuras centrā ir robotika un mākslīgais intelekts,” saka Džeremijs Sīroks, kurš pirms pieciem gadiem kopā ar Stīvenu Muku nodibināja Advanced Construction Robotics.
Viņu uzņēmuma pirmais radītais produkts bija TyBot - automatizēta armatūras sasaistes iekārta lieliem horizontāliem pielietojumiem, piemēram, tiltu klājiem un betona plakaniem objektiem. Izstrādes procesā ir vēl viens robots, kas spēs sasaistīt armatūras horizontālos pielietojumos, un IronBot, kas uzņems liela izmēra armatūras un novietos tās uz režģa.
TyBot automatizētā armatūras sasaistes iekārta.
Kā novērst būvniecības prasmju trūkumu
“Tā kā trūkst darbaspēka, vienīgā iespēja ir padarīt vienu cilvēku produktīvāku, un tas ir tas, ko dara roboti,” saka Sīroks. “Strādājot ar robotu, viens cilvēks var paveikt visas komandas darbu. Mērķis nav samazināt darbinieku skaitu, bet gan dot iespēju katram atsevišķi veikt vērtīgākus uzdevumus.”
Automatizācija mainīs būvniecības pasauli, padarot to ciešāk saskaņotu ar mūsdienu jauniešu prasmēm, saka Vuds. “Jūsu pieredzējušie operatori nekur nepazudīs. Taču robotika un autonomija padarīs darbu pieejamāku jauniešiem.”
Notiks pāreja, saka Krozjē, bet cilvēku skaits nesamazināsies. Mašīnu vadītāju vietā varētu būt tīkla operatori, kas pārvalda vairākas mašīnas. Kiberdrošības prasmes kļūs svarīgākas, kā arī spēja diagnosticēt un risināt digitālās problēmas. Šie darbinieki, visticamāk, saņems lielāku atalgojumu un tiks pieņemti darbā, jo viņi sniedz lielāku vērtību nekā viens operators, kas strādā tikai ar vienu iekārtu.
“Ir jāattīstās digitālajai pratībai,” saka Magvairs no Hilti uzņēmuma. “Mēs to dabiski pieredzēsim līdz ar šo jauno paaudzi. Taču jaunā paaudze nevar izmest iepriekš uzkrātās zināšanas un labāko praksi, jo šīs pamatprasmes ir nepieciešamas, lai efektīvi izmantotu jebkuru tehnoloģiju. Mums ir jāizdomā labākais veids, kā līgumslēdzēji varētu apvienot šīs divas pasaules.”
Nav šaubu, ka robotu iekārtu operatori ir viens no būvniecības nākotnes darbiem un pat ja tas prasīs ilgāku laiku, nekā sākotnēji domāts – robotikas un automatizācijas ietekme uz būvniecību tikai pieaugs.
