Robotics: Automating the Job Site
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Robotique : automatisation du chantier
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La nature fragmentée et spécialisée de la construction nécessitera toujours une implication humaine, mais l'intégration de la technologie - en particulier la robotique - rend les chantiers de construction encore plus productifs. Bien que la collaboration entre les développeurs technologiques et l'industrie soit essentielle à une adoption généralisée, des sites d'emploi plus sûrs où les travailleurs sont libres de gérer des tâches plus difficiles se produisent maintenant.
"Dans une industrie souvent averse au risque, les professionnels de la construction voudront voir des preuves de succès avant l'adoption généralisée de la robotique sur le terrain", a écrit Andrew Roe, président de la société de conseil AGR Associates.
Selon lui, les robots sont partout sur les chantiers de construction, effectuant des tâches que les humains préféreraient éviter.
"Les robots effectuent des travaux répétitifs et parfois dangereux, souvent guidés par des données CAO et BIM", a déclaré Roe. "Avec l'industrie de la construction confrontée à une pénurie de main-d'œuvre, les nouveaux outils aident les entreprises à faire face à des charges de travail croissantes."
L'arpentage et la collecte de données étaient automatisés il y a des années, mais l'équipement robotique transforme les chantiers de construction partout aux États-Unis.
Battage de pieux automatisé
La technologie automatisée est adoptée dans le mouvement des matériaux de construction d'un endroit à un autre sur un chantier.
Les entreprises de construction qui s'associent aux fabricants et intègrent la technologie sont essentielles pour que la transformation devienne réalité.
Mortenson Construction, en partenariat avec le fabricant italien Orteco, utilise un équipement qui distribue automatiquement les pieux dans les parcs solaires. Le système de distribution par pile GPS a récemment été utilisé sur un grand projet solaire dans l'ouest du Texas.
Dans le processus, Mortenson a pu rediriger les équipes vers d'autres tâches plus critiques et accélérer l'achèvement des phases initiales du projet.
Roe a expliqué que la machine peut libérer jusqu'à 80 % de la main-d'œuvre traditionnellement nécessaire pour marquer les points de distribution des piles. La machine peut ensuite livrer des pieux à chaque emplacement sur le site de la ferme solaire, selon Mortenson. Le système de distribution de pieux peut positionner avec précision les pieux en attente du processus de battage.
"Notre objectif n'est pas de réduire la main-d'œuvre", a déclaré Trent Mostaert, vice-président des énergies renouvelables solaires et émergentes pour Mortenson. "Le véritable objectif est d'accélérer la rapidité avec laquelle nous construisons des projets solaires. Nous voulons tirer le meilleur parti de la main-d'œuvre dont nous disposons."
L'automatisation se poursuit jusqu'au processus de battage de pieux proprement dit, qui comprend des machines compatibles GPS de Vermeer. La technologie GPS surveille l'installation des pieux avec la moitié de la main-d'œuvre utilisée traditionnellement.
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Mostaert a déclaré qu'en combinaison, les machines de battage de pieux autonomes et semi-automatisées aident à réduire les coûts et les risques de blessures.
"Le déploiement intelligent de notre main-d'œuvre disponible sur les bons aspects d'un projet et l'utilisation de la technologie pour s'améliorer dans d'autres domaines en font une réalité."
Pour les phases de livraison et de battage des pieux, Mortenson importe les données de localisation vers l'équipement à partir des levés topographiques et des fichiers CAO.
Tranchée robotisée
La société d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction Black & Veatch a aidé à développer un exosystème conçu pour creuser des tranchées sur des installations solaires et d'autres projets.
Roe a déclaré que l'entreprise avait travaillé avec Built Robotics sur leur exosystème, considéré comme un excellent choix pour les tranchées, car cela se produit loin des travaux critiques.
Tyler Parker, responsable des outils de construction et de la technologie pour l'entreprise, a noté que le système s'est avéré "être un faible risque, mais une récompense élevée en termes d'opportunité d'acquisition de connaissances".
En partenariat avec Build Robotics, Black & Veatch a introduit la robotique en commençant par 1 000 pieds. longueurs de tranchées et progressant jusqu'à 5 000 pieds. tranchées. L'entreprise a ensuite mis en œuvre avec succès la technologie dans son intégralité sur un projet l'année dernière.
"Le robot a fait exactement ce pour quoi il a été conçu", a déclaré Parker. "C'était très réussi."
Le système Built Robotics utilise des données de conception provenant de dessins CAO ou de points de relevé, ainsi que des entrées de l'opérateur. Au fur et à mesure que le creusement de tranchées progresse, a déclaré Roe, le système compile également des données telles que construites en temps réel, telles que la longueur, la largeur et l'emplacement de la tranchée. Sur la base des données de conception, le système établit des limites via la fonction de clôture géographique de Built Robotics.
Pour aider à améliorer la sécurité sur site, réduire les coûts de production et augmenter la productivité et l'efficacité, des systèmes robotiques de haute technologie similaires sont présentés dans d'autres applications.
Par exemple, l'exosquelette Ekso Evo, un appareil portable privilégié par la société d'ingénierie Burns & McDonnell, peut réduire l'impact du poids des matériaux sur le corps humain.
Robots répétitifs
Roe note que la robotique est visible dans d'autres applications de construction, y compris la surveillance des conditions de terrain dans des zones trop dangereuses pour que les humains puissent naviguer.
"Spot, un robot à quatre pattes de Boston Dynamics, a été utilisé pour collecter des données sur le site et surveiller les conditions sur le terrain", a-t-il déclaré.
Construction Robotics propose des maçons semi-automatisés (SAM) pour la maçonnerie et des amplificateurs de levage d'unités de matériaux (MULE) pour manipuler des matériaux lourds sur les chantiers de construction.
Husqvarna et Waste Robotics, entre autres fabricants, proposent une variété d'équipements de démolition robotisés, a noté Roe.
ULC Technologies a développé RRES, un système robotisé de travaux routiers et d'excavation qui automatise l'inspection et la réparation des canalisations et des installations souterraines des services publics.
Black & Veatch s'associe également à Honda sur des équipements capables d'effectuer de multiples applications, y compris le déplacement de matériaux, d'eau et de fournitures vers des destinations prédéfinies.
"L'équipe a testé le prototype de véhicule de travail autonome Honda [AWV] sur un chantier de construction au Nouveau-Mexique", a déclaré Roe.
La technologie pour s'attaquer aux tâches de construction telles que la peinture, la finition des cloisons sèches et la fixation des barres d'armature en est à divers stades de déploiement, a-t-il déclaré.
Les défis de l'intégration
Le défi de l'intégration généralisée de la robotique dans la construction est que bon nombre des entreprises susceptibles d'en bénéficier sont de plus petits entrepreneurs spécialisés et spécialisés.
"C'est une grosse demande pour une petite entreprise alors que la plupart des machines sont encore relativement nouvelles et n'ont pas encore fait leurs preuves", a déclaré Rob Leicht, professeur agrégé à la Penn State University.
Il a nuancé ce commentaire, ajoutant que les robots pourraient devenir plus abordables à mesure qu'ils deviendraient plus courants.
Leicht pense que des améliorations dans la transmission des informations de conception à la construction sont également nécessaires pour aller de l'avant avec l'adoption.
"Nous travaillons toujours sur une orientation très basée sur le papier", a-t-il déclaré. "Ça va mieux, mais c'est loin d'être réglé dans un transfert numérique."
D'autres pensent que l'industrie de la construction est suffisamment inventive pour s'adapter aux technologies émergentes.
Jim Swanski, directeur de la transformation numérique de la construction de la société d'ingénierie Burns & McDonnell, est dans ce camp.
La pandémie, marquée par une distanciation sociale accrue et une réduction des déplacements, a fait exploser la demande de transformation des chantiers. En conséquence, les technologies avancées impliquant des processus tels que l'automatisation et l'intelligence artificielle (IA) prennent plus de temps à adopter, a blogué Swanski.
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"La technologie peut contribuer à rendre le lieu de travail plus sûr, à améliorer la productivité, à renforcer la collaboration et à rendre les opérations plus efficaces", a-t-il déclaré. "Donc, ne pas l'adopter pleinement là où cela a du sens semble téméraire et peut rendre les entreprises moins compétitives."
Il croit que l'adoption de Contech – technologie de construction utilisée pour les travaux effectués dans l'industrie de la construction – est un moyen de rester hautement compétitif.
"Notre entreprise évolue", a déclaré Scott Hendrickson, consultant associé en technologie et innovation chez Burns & McDonnell. "Nous devons faire plus avec moins. Il est essentiel d'aller plus vite et de simplifier les processus, permettant aux personnes sur le terrain de travailler plus intelligemment et de rester en sécurité."
La technologie offre aux ouvriers qualifiés travaillant sur les chantiers de nouvelles opportunités d'engagement, a-t-il poursuivi.
Cela "leur permet d'élargir et d'améliorer leurs compétences, les rendant plus précieuses pour les employeurs, les clients et l'économie mondiale".
Chemin vers l'automatisation
Contech évolue selon deux voies : l'expérience numérique pour les outils de collaboration en gestion de projet et les outils et équipements physiques utilisés sur site.
La première voie, la collaboration de gestion de projet, nécessite des applications et des outils logiciels qui offrent des fonctionnalités d'ingénierie de valeur, de planification, d'estimation des coûts et d'appel d'offres.
Mais plus fréquemment de nos jours, ce sont des plates-formes qui fusionnent des modèles 3D avec des échéanciers pour la constructibilité, les calendriers de construction, le séquençage et la logistique. Tout cela avant même qu'une équipe de construction ne mette le pied sur le chantier. Et, au fil du temps, ces plates-formes deviennent de plus en plus sophistiquées, a déclaré Swanski.
En ce qui concerne les outils et équipements de chantier, il s'agit de rendre les tâches plus sûres et plus efficaces. La technologie le long de cette voie comprend les appareils portables, la robotique, les équipements télécommandés et les machines qui utilisent une forme d'IA.
Swanski pense que les technologies de capture de la réalité, telles que les véhicules aériens sans pilote ou les scanners 3D, sont très prometteuses. Les équipements capables de capturer et de créer des représentations numériques des actifs physiques d'un chantier de construction sont actuellement en plein essor.
"Les entreprises font voler des drones au-dessus des sites de projets et créent des images de nuages de points ou utilisent des scanners laser pour créer des jumeaux numériques d'actifs réels", a déclaré Swanski. "Il existe également une technologie qui permet aux drones de survoler un site de 5 000 acres et de créer en quelques minutes un rapport d'avancement sur la quantité de travail effectuée et sur ce qu'il reste à faire."
Des chargeuses compactes sont programmées pour ramasser et déplacer automatiquement des matériaux, et des rétrocaveuses sont programmées pour creuser des tranchées et effectuer d'autres tâches, a-t-il déclaré.
Une variété de solutions de terrain sont disponibles qui mettent l'accent sur la sécurité et impliquent une surveillance sur site.
La technologie portable peut assurer la sécurité des travailleurs, vérifier les risques du site et surveiller la productivité tout en respectant la vie privée des travailleurs.
La technologie utilise des capteurs intégrés et une technologie de réseau sans fil pour fournir une compréhension approfondie de l'activité sur site, a déclaré Swanski.
Des applications qui surveillent les signes vitaux des employés sont également utilisées sur le terrain pour confirmer qu'ils ne se surmenent pas à un niveau dangereux.
"Il se passe beaucoup de choses en termes de technologie, et la vérité est que toutes les organisations ont du mal à savoir comment et quand l'adopter", a déclaré Hendrickson. "L'intégration de la technologie de pointe dans les flux de travail nécessite une planification minutieuse et une réflexion approfondie sur l'endroit où les meilleurs avantages pour le client peuvent être réalisés."
Swanski, qui est d'accord, a déclaré: "Bien que les investissements dans contech soient passionnants, nous ne pouvons pas perdre de vue les impacts sur nos clients et sur nos employés."
Il constate que "du côté de la valeur client, les organisations adoptent de plus en plus la conception générative pour réduire le coût et le poids des matériaux, tout en accélérant le processus d'optimisation de la conception". CEG
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16/01/23-English
Robotics: Automating the Job Site
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The fragmented, specialized nature of construction will always require human involvement, but technology integration — specifically, robotics — is making construction sites even more productive. Though collaboration between tech developers and industry is critical to widespread adoption, safer job sites where workers are free to handle more challenging tasks is happening now.
"In an industry often averse to risk, construction professionals will want to see proof of success before widespread adoption of robotics in the field," wrote Andrew Roe, president of consulting firm AGR Associates.
As he sees it, robots are on construction sites everywhere, performing tasks humans would rather avoid.
"The robots are performing repetitive and sometimes dangerous work — often guided by CAD and BIM data," said Roe. "With the construction industry facing a labor shortage, the new tools are helping firms keep up with mounting workloads."
Surveying and data collection were automated years ago, but robotic equipment is transforming construction sites all across the United States.
Automated Pile-Driving
Automated technology is being adopted in the movement of construction materials from one location on a job site to another.
Construction companies partnering with manufacturers and integrating technology are crucial to the transformation becoming reality.
Mortenson Construction, partnering with Italian manufacturer Orteco, is using equipment that automatically distributes piles across solar farms. The GPS pile-distribution system was recently used on a large solar project in West Texas.
In the process, Mortenson was able to redirect crews to other more critical tasks and expedite completion of the project's initial phases.
Roe explained that the machine can free up to 80 percent of the craft workforce traditionally required to mark pile distribution points. The machine can then deliver piles to each location on the solar farm site, according to Mortenson. The pile-distribution system can precisely position piles awaiting the driving process.
"Our goal isn't to reduce labor," said Trent Mostaert, vice president of solar and emerging renewables for Mortenson. "The real goal is to accelerate how quickly we build solar projects. We want to get more out of the labor we have."
The automation continues to the actual pile-driving process, which features GPS-enabled machines from Vermeer. The GPS technology monitors pile installation with half the workforce used traditionally.
Mostaert said that in combination, the autonomous and semi-automated pile driving machines help reduce cost and risk of injuries.
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"Smartly deploying our available workforce on the right aspects of a project and utilizing technology to improve in other areas makes this a reality."
For the pile delivery and driving phases, Mortenson imports location data to the equipment from topographic surveys and CAD files.
Robotic Trenching
Engineering, procurement and construction company Black & Veatch has helped develop an exosystem designed for trenching on solar facilities and other projects.
Roe said that the firm worked with Built Robotics on their Exosystem, considered a great fit for trenching because it happens away from critical work.
Tyler Parker, construction tools and technology manager for the firm, noted that the system has proven "to be a low risk, high reward in terms of a knowledge-building opportunity."
Partnering with Build Robotics, Black & Veatch introduced robotics beginning with 1,000-ft. trench lengths and progressing to 5,000-ft. trenches. The firm then successfully implemented the technology in full on a project last year.
"The robot did exactly what it was designed to do," said Parker. "It was very successful."
The Built Robotics system uses design data from CAD drawings or survey points, along with operator input. As trenching progresses, said Roe, the system also compiles real-time as-built data, such as trench length, width and location. Based on design data, the system establishes boundaries via Built Robotics' geofence feature.
To help improve safety on site, reduce production costs and increase productivity and efficiency, similar high-tech robotics systems are featured in other applications.
For example, the Ekso Evo Exoskeleton, a wearable device favored by engineering firm Burns & McDonnell, can reduce the impact of the weight of materials on the human body.
Repetitive Robots
Roe notes that robotics are visible in other construction applications including monitoring of field conditions in areas too dangerous for humans to navigate.
"Spot, a four-legged robot from Boston Dynamics has been used to gather site data and monitor field conditions," he said.
Construction Robotics offers Semi-Automated Mason (SAM) for bricklaying and Material Unit Lift Enhancer (MULE) to handle heavy material on construction sites.
Husqvarna and Waste Robotics, among other manufacturers, offer a variety of robotic demolition equipment, noted Roe.
ULC Technologies has developed RRES, a robotic roadworks and excavation system that automates inspection and repair of underground utility pipelines and facilities.
Black & Veatch also is partnering with Honda on equipment capable of performing multiple applications, including moving materials, water and supplies to pre-set destinations.
"The team tested the prototype Honda autonomous work vehicle [AWV] at a construction site in New Mexico," said Roe.
Technology to tackle construction tasks such as painting, drywall finishing and rebar-tying are in various stages of deployment, he said.
Challenges to Integration
The challenge to widespread integration of robotics in construction is that many of the firms potentially benefiting are smaller trade and specialty contractors.
"That's a big ask for a small firm when most of the machines are still relatively new and untried," said Rob Leicht, a Penn State University associate professor.
He qualified that comment, adding that robots could become more affordable as they become more common.
Leicht believes improvements in transmitting design information to construction also are necessary to move forward with adoption.
"We still work off a very paper-based orientation," he said. "It's getting better, but it's far from settled into a digital handoff."
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Others believe the construction industry is inventive enough to adapt to emerging technologies.
Jim Swanski, director of construction digital transformation of engineering firm Burns & McDonnell, is in this camp.
The pandemic, marked by increased social distancing and reduced travel, blew up demand for the jobsite transformation. As a result, advanced technology involving processes like automation and artificial intelligence (AI) are taking longer to adopt, blogged Swanski.
"Technology can help make the workplace safer, improve productivity, enhance collaboration and make operations more efficient," he said. "So, to not fully embrace it where it makes sense seems foolhardy and can make companies less competitive."
He believes the adoption of Contech — construction technology used for work done in the construction industry — is one way to remain highly competitive.
"Our business is changing," said Scott Hendrickson, associate technology and innovation consultant of Burns & McDonnell. "We must do more with less. It's critical to move faster and simplify processes, allowing people in the field to work smarter and stay safe."
Technology gives skilled laborers working on sites new opportunities for engagement, he continued.
It "allows them to broaden and upgrade their skills, making them more valuable to employers, clients and the global economy."
Path to Automation
Contech is evolving along two paths: the digital experience for project management collaboration tools and the physical tools and equipment used on site.
The first path, project management collaboration, requires applications and software tools that offer value engineering, scheduling, cost-estimates and bid features.
But more frequently these days, are platforms that merge 3D models with schedule timelines for constructability, construction schedules, sequencing and logistics. All of this before a construction crew ever sets foot on the job site. And, as time goes on, these platforms are getting more sophisticated, said Swanski.
Where the jobsite tools and equipment are concerned, it's all about making tasks safer and more efficient. Technology along this path includes wearables, robotics, remote-controlled equipment and machines that use some form of AI.
Swanski believes that reality capture technologies, such as unmanned aerial vehicles or 3D scanners, are showing real promise. Equipment with the capability to capture and create digital representations of the physical assets of a construction site are currently booming.
"Firms are flying drones over project sites and creating point-cloud images or utilizing laser scanners to create digital twins of actual assets," said Swanski. "Technology also exists that enables drones to fly over a 5,000-acre site and in minutes create a progress report on how much work has been done and what's left to do."
Skid steers are being programmed to pick up and move materials automatically, and backhoes are being programmed to dig trenches and perform other tasks, he said.
A variety of field solutions are available that focus on safety and involve onsite monitoring.
Wearables technology can keep workers safe, check for site risks and monitor productivity while respecting worker privacy.
The technology uses integrated sensors and wireless network technology to provide an in-depth understanding of on-site activity, said Swanski.
Applications that monitor employee vital signs also are being utilized in the field to confirm they are not overexerting themselves to a dangerous level.
"There is a lot going on in terms of technology, and the truth is, all organizations struggle with how and when to adopt it," Hendrickson said. "Incorporating advanced tech into workflows takes careful planning and thoughtful consideration about where the greatest client benefits can be realized."
Swanski, who agrees, said, "While the investments in contech are exciting, we can't lose sight of the impacts to our customers and to our people."
He sees that "on the customer value side, organizations are increasingly adopting generative design to reduce the cost and weight of materials, while speeding up the design optimization process." CEG
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16/01/23-NL
Robotica: het werkterrein automatiseren
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Door de gefragmenteerde, gespecialiseerde aard van de bouw zal altijd menselijke betrokkenheid nodig zijn, maar de integratie van technologie – met name robotica – maakt bouwplaatsen nog productiever. Hoewel samenwerking tussen technische ontwikkelaars en de industrie van cruciaal belang is voor wijdverbreide acceptatie, zijn er nu veiligere vacaturesites waar werknemers vrij zijn om meer uitdagende taken uit te voeren.
"In een branche die vaak afkerig is van risico's, zullen bouwprofessionals bewijzen van succes willen zien voordat robotica op grote schaal in het veld wordt toegepast", schreef Andrew Roe, president van adviesbureau AGR Associates.
Volgens hem zijn overal robots op bouwplaatsen die taken uitvoeren die mensen liever vermijden.
"De robots voeren repetitief en soms gevaarlijk werk uit - vaak geleid door CAD- en BIM-gegevens", zegt Roe. "Nu de bouwsector met een tekort aan arbeidskrachten wordt geconfronteerd, helpen de nieuwe tools bedrijven om de toenemende werkdruk bij te houden."
Landmeten en gegevensverzameling werden jaren geleden geautomatiseerd, maar robotapparatuur transformeert bouwplaatsen in de hele Verenigde Staten.
Geautomatiseerd heien
Geautomatiseerde technologie wordt toegepast bij het verplaatsen van bouwmaterialen van de ene locatie op het werkterrein naar de andere.
Bouwbedrijven die samenwerken met fabrikanten en technologie integreren, zijn cruciaal om de transformatie werkelijkheid te laten worden.
Mortenson Construction, dat samenwerkt met de Italiaanse fabrikant Orteco, gebruikt apparatuur die de palen automatisch verdeelt over zonneparken. Het GPS-paaldistributiesysteem is onlangs gebruikt bij een groot zonne-energieproject in West-Texas.
Tijdens het proces was Mortenson in staat om bemanningen om te leiden naar andere, meer kritieke taken en de voltooiing van de beginfasen van het project te bespoedigen.
Roe legde uit dat de machine tot 80 procent van het ambachtelijke personeel kan vrijmaken dat traditioneel nodig is om stapeldistributiepunten te markeren. Volgens Mortenson kan de machine vervolgens palen naar elke locatie op het terrein van het zonnepark brengen. Het paalverdeelsysteem kan palen nauwkeurig positioneren in afwachting van het heien.
"Ons doel is niet om arbeid te verminderen", zegt Trent Mostaert, vice-president van zonne-energie en opkomende hernieuwbare energie voor Mortenson. "Het echte doel is om te versnellen hoe snel we zonne-energieprojecten bouwen. We willen meer halen uit de arbeid die we hebben."
De automatisering gaat door tot het daadwerkelijke heiproces, met GPS-compatibele machines van Vermeer. De GPS-technologie bewaakt de paalinstallatie met de helft van het traditioneel gebruikte personeel.
Mostaert zei dat de combinatie van de autonome en semi-automatische heimachines de kosten en het risico op verwondingen helpt verminderen.
"Door ons beschikbare personeel slim in te zetten op de juiste aspecten van een project en technologie te gebruiken om op andere gebieden te verbeteren, wordt dit werkelijkheid."
Voor de leverings- en heifasen van de palen importeert Mortenson locatiegegevens naar de apparatuur vanuit topografische onderzoeken en CAD-bestanden.
Robotisch sleuven graven
Ingenieurs-, inkoop- en constructiebedrijf Black & Veatch heeft geholpen bij de ontwikkeling van een exosysteem dat is ontworpen voor het graven van sleuven in zonne-installaties en andere projecten.
Roe zei dat het bedrijf samenwerkte met Built Robotics aan hun Exosystem, dat uitstekend geschikt wordt geacht voor het graven van sleuven, omdat het buiten kritiek werk gebeurt.
Tyler Parker, constructietools en technologiemanager voor het bedrijf, merkte op dat het systeem heeft bewezen "een laag risico, een hoge beloning te zijn in termen van een kans om kennis op te bouwen".
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In samenwerking met Build Robotics introduceerde Black & Veatch robotica vanaf 1000 ft. geullengtes en vordert tot 5000 voet. loopgraven. Het bedrijf implementeerde de technologie vervolgens vorig jaar met succes volledig op een project.
"De robot deed precies waarvoor hij was ontworpen", zegt Parker. "Het is zeer geslaagd."
Het Built Robotics-systeem gebruikt ontwerpgegevens van CAD-tekeningen of meetpunten, samen met input van de operator. Naarmate het graven vordert, stelt Roe, verzamelt het systeem ook real-time as-built gegevens, zoals de lengte, breedte en locatie van de sleuf. Op basis van ontwerpgegevens stelt het systeem grenzen vast via de geofence-functie van Built Robotics.
Om de veiligheid op locatie te helpen verbeteren, de productiekosten te verlagen en de productiviteit en efficiëntie te verhogen, worden soortgelijke hightech robotsystemen gebruikt in andere toepassingen.
Het Ekso Evo Exoskelet, een draagbaar apparaat dat de voorkeur geniet van ingenieursbureau Burns & McDonnell, kan bijvoorbeeld de impact van het gewicht van materialen op het menselijk lichaam verminderen.
Repetitieve robots
Roe merkt op dat robotica zichtbaar is in andere bouwtoepassingen, waaronder het monitoren van veldomstandigheden in gebieden die te gevaarlijk zijn voor mensen om te navigeren.
"Spot, een vierpotige robot van Boston Dynamics, is gebruikt om locatiegegevens te verzamelen en de veldomstandigheden te bewaken", zei hij.
Construction Robotics biedt Semi-Automated Mason (SAM) voor metselen en Material Unit Lift Enhancer (MULE) om zwaar materiaal op bouwplaatsen te verplaatsen.
Onder andere Husqvarna en Waste Robotics bieden een verscheidenheid aan gerobotiseerde sloopapparatuur aan, merkte Roe op.
ULC Technologies heeft RRES ontwikkeld, een gerobotiseerd weg- en graafsysteem dat de inspectie en reparatie van ondergrondse nutsleidingen en voorzieningen automatiseert.
Black & Veatch werkt ook samen met Honda aan apparatuur die meerdere toepassingen kan uitvoeren, waaronder het verplaatsen van materialen, water en voorraden naar vooraf ingestelde bestemmingen.
"Het team testte het prototype van het Honda autonome werkvoertuig [AWV] op een bouwplaats in New Mexico", zei Roe.
Technologie om bouwtaken aan te pakken, zoals schilderen, gipsplaatafwerking en wapening, bevindt zich in verschillende stadia van inzet, zei hij.
Uitdagingen voor integratie
De uitdaging voor de wijdverspreide integratie van robotica in de bouw is dat veel van de bedrijven die mogelijk profiteren kleinere handels- en gespecialiseerde aannemers zijn.
"Dat is een grote vraag voor een klein bedrijf, terwijl de meeste machines nog relatief nieuw en onbeproefd zijn", zegt Rob Leicht, universitair hoofddocent aan de Penn State University.
Hij kwalificeerde die opmerking en voegde eraan toe dat robots betaalbaarder kunnen worden naarmate ze vaker voorkomen.
Leicht is van mening dat verbeteringen in het doorgeven van ontwerpinformatie aan de bouw ook nodig zijn om verder te gaan met de acceptatie.
"We werken nog steeds vanuit een zeer op papier gebaseerde oriëntatie", zei hij. "Het wordt beter, maar het is nog lang niet gesetteld in een digitale overdracht."
Anderen geloven dat de bouwsector inventief genoeg is om zich aan te passen aan opkomende technologieën.
Jim Swanski, directeur digitale transformatie in de bouw van ingenieursbureau Burns & McDonnell, zit in dit kamp.
De pandemie, gekenmerkt door meer sociale afstand en minder reizen, deed de vraag naar de transformatie van de werkplek enorm toenemen. Als gevolg hiervan duurt het langer voordat geavanceerde technologie met processen als automatisering en kunstmatige intelligentie (AI) wordt toegepast, blogt Swanski.
"Technologie kan helpen de werkplek veiliger te maken, de productiviteit te verbeteren, de samenwerking te verbeteren en de bedrijfsvoering efficiënter te maken", zei hij. "Dus het niet volledig omarmen waar het zinvol is, lijkt roekeloos en kan bedrijven minder concurrerend maken."
Hij gelooft dat de toepassing van Contech - bouwtechnologie die wordt gebruikt voor werk in de bouwsector - een manier is om zeer concurrerend te blijven.
"Ons bedrijf is aan het veranderen", zegt Scott Hendrickson, associate technology and innovation consultant van Burns & McDonnell. "We moeten meer doen met minder. Het is van cruciaal belang om sneller te werk te gaan en processen te vereenvoudigen, zodat mensen in het veld slimmer kunnen werken en veilig kunnen blijven."
Technologie geeft geschoolde arbeiders die op locaties werken nieuwe kansen voor betrokkenheid, vervolgde hij.
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Het "stelt hen in staat hun vaardigheden te verbreden en te verbeteren, waardoor ze waardevoller worden voor werkgevers, klanten en de wereldeconomie."
Pad naar automatisering
Contech evolueert langs twee wegen: de digitale ervaring voor samenwerkingstools voor projectbeheer en de fysieke tools en apparatuur die ter plaatse worden gebruikt.
Het eerste pad, samenwerking op het gebied van projectbeheer, vereist applicaties en softwaretools die waarde-engineering, planning, kostenramingen en biedingsfuncties bieden.
Maar tegenwoordig zijn er vaker platforms die 3D-modellen samenvoegen met schema-tijdlijnen voor bouwbaarheid, constructieschema's, volgorde en logistiek. Dit alles voordat een bouwploeg ooit een voet op de bouwplaats zet. En naarmate de tijd verstrijkt, worden deze platforms steeds geavanceerder, zei Swanski.
Wat de gereedschappen en apparatuur op de werkvloer betreft, gaat het erom taken veiliger en efficiënter te maken. Technologie langs dit pad omvat wearables, robotica, op afstand bestuurbare apparatuur en machines die een vorm van AI gebruiken.
Swanski is van mening dat technologieën voor het vastleggen van de realiteit, zoals onbemande luchtvaartuigen of 3D-scanners, veelbelovend zijn. Apparatuur met de mogelijkheid om digitale weergaven van de fysieke activa van een bouwplaats vast te leggen en te creëren, is momenteel enorm in opkomst.
"Bedrijven vliegen met drones over projectlocaties en creëren puntenwolkbeelden of gebruiken laserscanners om digitale tweelingen van werkelijke activa te creëren", aldus Swanski. "Er bestaat ook technologie waarmee drones over een terrein van 5000 hectare kunnen vliegen en binnen enkele minuten een voortgangsrapport kunnen maken over hoeveel werk er is verzet en wat er nog moet gebeuren."
Schrankladers worden geprogrammeerd om automatisch materialen op te pakken en te verplaatsen, en graafmachines worden geprogrammeerd om sleuven te graven en andere taken uit te voeren, zei hij.
Er is een verscheidenheid aan veldoplossingen beschikbaar die gericht zijn op veiligheid en die monitoring ter plaatse omvatten.
Wearables-technologie kan werknemers veilig houden, controleren op locatierisico's en productiviteit bewaken met respect voor de privacy van werknemers.
De technologie maakt gebruik van geïntegreerde sensoren en draadloze netwerktechnologie om een diepgaand inzicht te geven in de activiteit ter plaatse, zei Swanski.
Toepassingen die de vitale functies van werknemers bewaken, worden ook in het veld gebruikt om te bevestigen dat ze zichzelf niet tot een gevaarlijk niveau overbelasten.
"Er gebeurt veel op het gebied van technologie, en de waarheid is dat alle organisaties worstelen met hoe en wanneer ze het moeten toepassen", zei Hendrickson. "Het integreren van geavanceerde technologie in workflows vereist zorgvuldige planning en doordachte overwegingen over waar de grootste voordelen voor de klant kunnen worden gerealiseerd."
Swanski, die het daarmee eens is, zei: "Hoewel de investeringen in contech opwindend zijn, mogen we de gevolgen voor onze klanten en onze mensen niet uit het oog verliezen."
Hij ziet dat "aan de kant van de klantwaarde organisaties steeds vaker generatief ontwerp toepassen om de kosten en het gewicht van materialen te verminderen en tegelijkertijd het ontwerpoptimalisatieproces te versnellen." CiTG
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