CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Economic assessment of the use of robotic systems in the automated construction of multi-storey buildings with an analysis of the impact on cost and return on investment in conditions of market instability

Authors

  • Vladimir A. Vyatkin National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoye Shosse, 26
  • Danis A. Safin National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoye Shosse, 26
  • Oleg A. Sidorenko National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoye Shosse, 26
  • Kirill S. Serov National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoye Shosse, 26
  • Andrey A. Nicipurenko National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Russia, Moscow, Yaroslavskoye Shosse, 26

How to cite

GOST Vyatkin V. A., Safin D. A., Sidorenko O. A., Serov K. S., Nicipurenko A. A. Economic assessment of the use of robotic systems in the automated construction of multi-storey buildings with an analysis of the impact on cost and return on investment in conditions of market instability // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 9. P. 30-40.
APA Vyatkin, V. A., Safin, D. A., Sidorenko, O. A., Serov, K. S. & Nicipurenko, A. A. (2025). Economic assessment of the use of robotic systems in the automated construction of multi-storey buildings with an analysis of the impact on cost and return on investment in conditions of market instability. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(9), 30-40.

Abstract

The study assesses the economic feasibility of introducing robotic systems in the automated construction of multi-storey buildings, examining the impact on cost structure, delivery timelines, and return on investment under market instability; the empirical base comprises 18 projects (16-25 storeys) with modeled deployment of robots at the stages of rebar cage installation, concrete works, masonry, and finishing, and a comparison with traditional technologies using a total cost of ownership approach and DCF modeling (NPV, IRR) supplemented by Monte Carlo simulations on macro parameters (inflation, key interest rate, material prices, demand dynamics). Materials and methods cover a decomposition of unit cost by key items (labor costs including social charges, materials with losses, operation of plant and equipment, overheads), time-and-motion study and labor standardization, as well as calculation of the effects of accelerating the investment cycle on the cost of financing. The results show that despite higher plant and equipment costs due to depreciation of robotic assets (about +240%), comprehensive savings are achieved: labor costs decrease by roughly 63%, materials by 7-8%, and overheads by 21%, yielding an overall reduction in the final unit cost per $m^{2}$ of about 12%; in parallel, the duration of key operations declines on average by 25-44%, and the total construction period of a typical 20- storey project is shortened by 4-6 months, accelerating capital turnover and reducing interest expenses. Integrated financial indicators record an NPV increase of about 85% and an IRR uplift of 5-6 percentage points relative to the baseline scenario with comparable payback periods; sensitivity analysis demonstrates the robustness of the robotic model to shocks: with $a+30\%$ increase in labor costs, the decline in ROI is materially smaller, and with a -15% reduction in sales price, double-digit profitability is preserved. The discussion points to a shift toward a more capital-intensive yet more predictable model with lower margin volatility and reduced dependence on labor shortages; practical implications include phased scaling, service-based financing models (leasing/RaaS), linkage to BIM planning, and fleet buffering to reduce downtime.

Keywords

robotic construction economic evaluation unit cost return on investment market instability

References

Агарков А.М., Иванова М.Н., Акимова В., Заволокина Е.И. Анализ внедрения роботов в строительное производство // Экономика строительства. 2024. № 11. C. 417-419.

Афуксенов Ф.Н., Коженко Н.В. Применение робототехники в современном строительстве: вызовы и перспективы для улучшения производственных процессов // Современные тенденции развития фундаментальных и прикладных наук: мат. VIII Всерос. науч.-прак. конф. Брянск, 2025. С. 485-491.

Богданова Е.Н. Оценка экономической эффективности внедрения программных роботов в многоуровневую систему управления предприятием жилищно-коммунального хозяйства // Экономика и предпринимательство. 2020. № 11 (124). C. 1472-1476.

Бычковский А.С., Кондратьев С.Е., Ромашко А.М. Применение промышленных роботов для изготовления строительных конструкций // Механизация строительства. 2015. № 6(852). C. 31-34.

Гец П.Н., Носко Н.В. Экономическая эффективность роботизации и автоматизации в строительстве // Молодые ученые экономике региона: мат. XXIV Всерос. науч.-прак. конф. с межд. участ. Вологда, 2025. С. 117-122.

Грахов В.П., Мохначев С.А., Белослудцева С.Г., Кисляков М.А., Лазария А.Д., Якимов Р.А. Влияние роботизации на управление жизненным циклом зданий и сооружений // Научное обозрение: теория и практика. 2024. Т. 14. № 1(101). С. 68-76.

Дубинина М.Г. Анализ технико-экономических показателей строительных роботов // Анализ и моделирование экономических и социальных процессов: Математика. Компьютер. Образование. 2022. № 29. С. 105-113.

Кудрявцева М. Системы автоматизации зданий: внедрение и экономическая оценка // РИСК: Ресурсы, Информация, Снабжение, Конкуренция. 2012. № 2. C. 260-263.

Мурашова Ο.Β. Оценка экономической эффективности интеллектуальных зданий: дис. ... канд. экон. наук. М., 2010. 24 с.

Мурашова Ο.Β. Оценка экономической эффективности строительства интеллектуальных зданий: дис. ... канд. экон. наук. М., 2010. 166 с.

Ратаев В.П., Шматко А.Д. Технологии автоматизации: будущее строительного бизнеса // Экономика: вчера, сегодня, завтра. 2021. Т. 11. № 3-1. С. 195-203.

Садыков А.В., Гринев Д.Д. Технологии автоматизации и роботизации в строительстве // Сб. науч. тр., посв. 60-летию кафедры «Технологии, организации, экономики строительства и управления недвижимостью» Кубанского государственного технологического университета. Краснодар: Кубанский государственный технологический университет, 2024. С. 185-194.

Суворов Д.А. Инновационные методы автоматизации строительных процессов с использованием робототехнических комплексов // Экономика и предпринимательство. 2025. № 1(174). C. 1177-1182.

Суворов Д.А. Экономическая целесообразность внедрения роботов в процессы укладки стяжки пола // Экономика строительства. 2025. № 2. С. 116-120.

Химиченко А.А. Анализ существующих методов и подходов оценки эффективности робототехнических комплексов // Вопросы экономических наук. 2007. № 2(24). С. 172-173.

Published

2025-12-18

Issue

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

313 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)