Автоматизация процессов возведения многоэтажных зданий с использованием мобильных роботизированных платформ
Ключевые слова:
роботизированные строительные платформы, автоматизация строительства, высотные здания, эффективность строительных работ, BIM-интеграция, строительная робототехника, цифровое строительствоАннотация
Развитие технологий автоматизации в строительной отрасли ставит новые вызовы и открывает перспективы для повышения производительности, качества и безопасности при возведении многоэтажных зданий. Настоящее исследование фокусируется на систематизации опыта применения мобильных роботизированных платформ в строительном производстве и оценке эффективности их интеграции в существующие технологические процессы. На основании мониторинга 14 строительных объектов в период 2019-2022 гг. выполнен комплексный анализ внедрения различных типов роботизированных систем. Установлено, что применение мобильных платформ для монтажа конструктивных элементов позволяет достичь роста производительности на 32-41% при одновременном снижении трудоемкости на 27,5%. Разработанная методика оценки интеграции роботизированных систем с BIM-моделями продемонстрировала снижение затрат времени на контроль качества на 43,8%. Результаты факторного анализа выявили ключевые параметры эффективной автоматизации: степень адаптивности роботизированных систем к изменяющимся условиям строительной площадки, полноту интеграции с цифровыми технологиями проектирования и наличие систем самокоррекции. Предложена оригинальная классификация строительных процессов по уровню потенциальной роботизации, учитывающая технологические, экономические и организационные аспекты. Полученные результаты формируют методологическую основу для оптимизации внедрения роботизированных платформ в высотном строительстве и могут служить базой для разработки отраслевых стандартов.
Библиографические ссылки
Ardiny H., Witwicki S.J., Mondada F. Construction automation with autonomous mobile robots: a review // 2015 3rd RSI Inter. сonf. on robotics and mechatronics (ICROM). 2015. рр. 418-424.
Bock T., Linner T. Robot-oriented design: design and management tools for the deployment of automation and robotics in construction. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. 24 р.
Delgado J.M.D., Oyedele L., Ajayi A., Akanbi L., Akinade O., Bilal M., Owolabi H. Robotics and automated systems in construction: Understanding industry-specific challenges for adoption // Journal of building engineering. 2019. Vol. 26. рр. 100-868.
Feng C., Xiao Y., Willette A., McGee W., Kamat V.R. Vision guided autonomous robotic assembly and as-built scanning on unstructured construction sites // Automation in construction. 2015. Vol. 59. pp. 128-138.
Gambao E., Balaguer C., Gebhart F. Robot assembly system for computer-integrated construction // Automation in сonstruction. 2000. Vol. 9. № 5-6. рр. 479-487.
García de Soto B., Agustí-Juan I., Joss S., Hunhevicz J. Implications of Construction 4.0 to the workforce and organizational structures // International journal of construction management. 2019. Vol. 21. № 1. рр. 1-13.
Kamaruddin S.S., Mohammad M.F., Mahbub R. Barriers and impact of mechanisation and automation in construction to achieve better quality products // Procedia – social and behavioral sciences. 2016. Vol. 222. рр. 111-120.
Kim M.-K., Wang Q., Li H. Non-contact sensing based geometric quality assessment of buildings and civil structures: а review // Automation in сonstruction. 2019. Vol. 100. рр. 163-179.
Melenbrink N., Werfel J., Menges A. On-site autonomous construction robots: Towards unsupervised building // Automation in сonstruction. 2020. Vol. 119. рр. 103-312.
Pan M., Linner T., Pan W., Cheng H., Bock T. A framework of indicators for assessing construction automation and robotics in the sustainability context // Journal of cleaner production. 2018. Vol. 182. рр. 82-95.
Pan W., Zhang Z., Liu G., Yang Y. A framework for managing project lifecycle information and knowledge for construction industry: A BIM approach // Automation in сonstruction. 2022. Vol. 137. рр. 104-211.
Saidi K.S., Bock T., Georgoulas C. Robotics in сonstruction // Springer handbook of robotics / Eds. B. Siciliano, O. Khatib. Cham: Springer International Publishing, 2016. pp. 1493-1520.
Struková Z., Líška M. Application of automation and robotics in construction work execution // AD ALTA: journal of interdisciplinary research. 2012. Vol. 2. № 2. pp. 121-125.
Vasey L., Grossman T., Kerrick H., Nagy D. The role of collaborative robots in architecture and construction // 2016 IEEE 2nd International Conference on Collaboration and Internet Computing. 2016. pp. 209-214.
Wen Y., Zhang Y., Zhang L., Wang X. Research on the BIM-based collaborative management mode among construction stakeholders // Applied mechanics and materials. 2014. Vol. 556-562. pp. 5393-5396.
