Строительные роботы: решение проблемы нехватки кадров через инновации

На фоне растущего дефицита рабочей силы строительная отрасль все чаще обращается к роботам. Узнайте, что такое строительные роботы и какие задачи они решают.

Мировые расходы на строительные товары и услуги ежегодно оцениваются примерно в 10 триллионов долларов (данные за 2021 год). Строительная отрасль составляет около 13% мирового ВВП. Однако рост производительности труда в этом секторе за последние 20 лет составил лишь около 1% в год, согласно исследованию McKinsey Global Institute. Строительный бизнес медленно внедряет автоматизацию. Одной из причин является сложность строительных работ, затрудняющая автоматизацию. Технологии долгое время не соответствовали вызовам отрасли.

Количество поставщиков робототехники для строительства по-прежнему невелико. Роботы сейчас способны выполнять лишь определенный круг задач.

Однако существует ряд применений, где технология уже достигла зрелости. В этой статье мы рассмотрим строительных роботов через следующие темы:

• Роботы-кладовики
• Робототехника для вязки арматуры
• Роботы для штукатурки сухой штукатурки
• Покрасочные роботы для строительства
• Автоматизированная архитектурная и структурная разметка
• Робототехника для инспекции объектов
• Автономное землеройное оборудование
• Как подобрать идеального строительного робота для вашей организации

Роботы-кладовики

Кладка кирпича — тяжелый труд. Отраслевые исследования показывают, что каменщики имеют самый высокий уровень травматизма среди строителей. Роботизированные каменщики способны снизить травматизм. При этом они увеличивают производительность на 400% и более, как сообщается в исследовании Калифорнийского политехнического государственного университета.

Робот поднимает кирпич, автоматически наносит раствор и укладывает его с высокой точностью. Но роботизированный кладовик не заменяет каменщика-человека. Рабочий взаимодействует с роботом, удаляя лишний раствор и доводя внешний вид до идеала. Итоговый эффект — впечатляющий рост выпуска при более высоком качестве, а работа людей становится легче.

Другой подход — просто помочь каменщику с подъемом. Поставщик предоставляет небольшой строительный кран, помогающий мастеру укладывать тяжелые цементные блоки. Работники выполняют больше работы с меньшей усталостью и ниже риском травм.

Поставщиков роботизированных решений для кладки кирпича всего несколько. Тем не менее, они доказали работоспособность технологии в реальных проектах, и она, кажется, готова к масштабированию.

Запросить коммерческие предложения по роботам-кладовикам у поставщиков

Робототехника для вязки арматуры

Железобетонные конструкции требуют вязки арматурных стержней проволокой. Вязка не увеличивает несущую способность — она лишь удерживает стержни в месте при заливке бетона. Хотя это необходимо, работа тяжелая и монотонная. Автоматизация этой задачи — отличное применение для роботов с системой машинного зрения. Роботизированное оборудование движется по рельсам по обе стороны моста. Компания Advanced Construction Robotics заявляет, что их Tybot выполняет 1100 вязок в час.

На данный момент эта технология существует только для мостов. Количество поставщиков, судя по всему, ограничено одной компанией. Строительным компаниям придется ждать роботов, способных выполнять эту задачу для других типов сооружений.

Роботы для штукатурки сухой штукатурки

Рабочие, занимающиеся штукатуркой гипсокартона, имеют высокий уровень производственных травм. По данным американских госорганов, монтажники гипсокартона чаще всего страдают от переутомления и падений. Работа с гипсокартоном также пыльная и грязная.

Ранние результаты автоматизации этой задачи выглядят многообещающе. Робот одного из поставщиков выполняет штукатурку до уровня 5+ — максимального уровня гладкости и внешнего вида. Однако робот не полностью автономен: рабочий управляет им, перемещая в зону работы и устанавливая нужный рабочий орган. Используя ИИ и компьютерное зрение, робот наносит серпянку и шпаклевку, а также шлифует стену, улавливая 99,9% пыли. Пылесбор делает рабочее место безопаснее и комфортнее.

Один рабочий может управлять несколькими роботами одновременно.

В настоящее время эта система доступна только в ограниченном географическом регионе. Поскольку концепция доказала свою жизнеспособность, вероятно, в эту сферу войдут новые поставщики робототехники.

Запросить коммерческие предложения по роботам для штукатурки гипсокартона у поставщиков

Покрасочные роботы для строительства

Покрасочные роботы давно используются в автопроме. Сейчас они начинают проникать в строительство.

Для внутренней покраски существует довольно много поставщиков решений. Роботы работают от батарей, их манипулятор достигает верхней части большинства стен. Покраска потолков — особенно тяжелая задача для людей, для роботов это не проблема.

Внутренние покрасочные роботы оснащены камерами и сканерами. Они сканируют поверхности, затем работают без вмешательства человека. Но оператор должен быть рядом для надзора: пополнять краску и перемещать робота перед запуском. Один человек может обслуживать множество роботов, многократно повышая производительность.

Внутренние покрасочные роботы могут наносить и другие материалы, например огнезащитное покрытие — смесь минеральной ваты и цемента. Для людей это неприятная и опасная для здоровья работа. Роботы снижают риски и ускоряют процесс.

Для фасадной покраски выбор ограничен. Дроны предлагались и тестировались, но коммерческих решений пока нет. Разрабатываются фасадные покрасочные роботы с способностью ползать по стенам, используя вакуум для закрепления.

Запросить коммерческие предложения по покрасочным роботам у поставщиков

Автоматизированная архитектурная и структурная разметка

Автоматизация разметки здания показывает большой потенциал для повышения производительности.

Современные архитекторы используют информационное моделирование зданий (BIM) для крупных объектов. BIM создает трехмерную компьютерную модель всего здания.

На соответствующем этапе рабочие создают пол первого этажа. Затем плотник должен нанести на пол разметку, показывающую положение стен. Сейчас для этого используют рулетку и меловую нить. Строительные бригады ориентируются по этим линиям. Процесс разметки трудоемок и подвержен ошибкам. Ошибка даже в сантиметр может привести к тому, что шкаф или оборудование не влезет в помещение. Такие ошибки обходятся очень дорого.

Существует автоматизированный способ нанесения разметки на пол. Работает так: сначала BIM-модель загружается в автономного мобильного робота (AMR). AMR перемещается по бетонному полу, нанося линии точного положения стен. Робот также отмечает отверстия для инженерных коммуникаций (МЭП), подписывает их и добавляет другую полезную информацию.

По словам прораба компании Swinerton (США), такой AMR сокращает время разметки с недели до двух дней. Плотники должны делать разметку на каждом этаже высотки, поэтому общая экономия времени огромна.

Роботизация разметки уменьшает ошибки и ускоряет графики строительства.

Запросить коммерческие предложения по мобильным роботам для печати разметки зданий у поставщиков

Робототехника для инспекции объектов

Использование роботов для инспекции широко распространено во многих отраслях. Строительство начинает присоединяться к этому тренду. Несколько поставщиков предлагают инспекционные роботы для строительства.

Внутри зданий можно применять колесных роботизированных роверов. Для внешней инспекции — аэриальные дроны.

Многие строительные проекты предполагают создание инфраструктуры — дорог и мостов. Площадка занимает большую территорию. Дроны пролетают весь объект, делая фото и видео. Они легко набирают нужную высоту. Регулярный обзор дает планировщикам информацию для раннего выявления проблем. Без дронов такая инспекция дорога, сложна или экономически нецелесообразна.

Раннее обнаружение ошибок помогает снизить превышение бюджета.

Продвинутый ИИ составляет детальные анализы затрат и сроков, позволяя точно оценивать прогресс проекта. Данные дронов критически важны.

Автономные мобильные роботы (AMR) патрулируют внутри зданий. Некоторые на колесах, другие — шагающие. Оснащенные лазерными сканерами, они делают точные замеры. Инженеры сравнивают реальные размеры с проектными. Раннее обнаружение расхождений экономит деньги и держит проект в графике.

Роботизированная инспекция повышает безопасность: выявляет места скопления мусора или опасные условия. AMR проникают в зоны, опасные или тесные для людей.

Можно выполнять разные замеры: термические сенсоры, ультразвуковые детекторы утечек газа, дозиметры для выявления радиации.

Итак, инспекция площадок — сфера, где роботы уже существуют и приносят множество выгод. Поставщиков на рынке немало.

Запросить коммерческие предложения по роботам для инспекции площадок у поставщиков

Автономное землеройное оборудование

Автономная строительная техника пока не широко распространена. В 2021 году ее доля составила менее 1% от мировых продаж строительной техники. Но рост сектора экспоненциальный: ожидается удвоение рынка в ближайшие два года.

Статистику предоставляет Ассоциация производителей оборудования.

Крупные производители вкладывают большие средства в автономную технику. Сейчас она преимущественно используется в горном деле, где уже хорошо зарекомендовала себя. В марте 2021 года Caterpillar объявила: за 6 лет их автономная техника перевезла более 2 млрд тонн, проехала 42 млн миль без единого случая потери рабочего времени из-за травмы. Техника Komatsu перевезла более 3 млрд тонн.

Судя по результатам, технология готова для строительства. Возможно, барьеры не технологические, а экономические.

С фокусом на экономику другие поставщики идут по другому пути: предлагают ретровит — переоборудование ручной техники в автономную. Устанавливают ИИ, сенсоры и системы управления в имеющуюся технику. Ретровит позволяет избежать высоких затрат на покупку нового оборудования.

Другой способ снизить порог входа — аренда. Клиент может опробовать технику, оценить ROI перед покупкой.

Другие уровни автоматизации проникают в строительную технику. Задачи, требующие высокой точности, получают вспомогательные функции. Например, грейдеры требуют точной установки леза. Водитель делает множество корректировок. Теперь оборудование комплектуется RTK-GPS: леза само подстраивается под рельеф.

Новые системы безопасности позволяют неопытным водителям управлять дорогой техникой с минимальным риском. Камеры и системы предупреждения столкновений предотвращают аварии. Акселерометры и другие сенсоры дают раннее предупреждение об опрокидывании.

Запросить коммерческие предложения по автоматизации землеройных работ у поставщиков

Как подобрать идеального строительного робота для вашей организации

HowToRobot — глобальная платформа, связывающая заказчиков с поставщиками робототехники и автоматизации по всему миру. У нас самый большой в мире каталог компаний робототехники. С нашим руководством вы найдете тип робота, идеально подходящий для вашей задачи.

Если вы ищете автоматизацию процесса в строительстве, можете получить индивидуальные предложения от разных поставщиков. Просто опишите проект и начните получать ответы.

Также можно получить котировки и информацию о конкретных строительных роботах, комплектующих, компонентах, консультационных услугах и т.д. Вы получите информацию и цены от нескольких поставщиков.

Обратите внимание: независимые эксперты HowToRobot помогут вам ориентироваться в процессе. Нажмите здесь, чтобы записаться на консультацию с экспертом-советником.