KPMG: Tendințe în tehnologiile de construcții

KPMG: Tendințe în tehnologiile de construcții

Ca toate industriile, industria construcțiilor înregistrează progrese rapide în tehnologie. Dar, spre deosebire de majoritatea industriilor, industria construcțiilor s-a bazat pe tehnici vechi de foarte mult timp.

Nimănui nu îi place schimbarea, dar suntem cu toții de acord că industria aceasta, în special, este destul de rezistentă la nou. Cu toate acestea, inovațiile vin în avalanșă, iar ele trebuie adoptate.

Așadar, care sunt tendințele în tehnologiile de construcții. Un posibil răspuns vi-l putem oferi prin intermediul unei comunicări cu acealași titlu ca mai sus, făcută cu ocazia ”Navigant Construction Forum 2021”.

La un pas de o mare tranziție

Pur și simplu, suntem la un pas de un moment mare. Este genul de scuturare care are potențialul de a revoluționa modul în care oamenii își desfășoară activitatea zilnic. Deși industria construcțiilor este bine poziționată pentru perturbări tehnologice, o schimbare a mentalității în rândul practicienilor rămâne cea mai mare provocare.

În sondajul său, compania de cercetare de piață KPMG a constatat că majoritatea firmelor de construcții așteaptă ca mai întâi concurenții să facă primul pas către adoptarea tehnologiilor, pentru a-și eficientiza fluxurile de lucru și a-și îmbunătăți colectarea de date, inclusiv sistemele integrate de gestionare a proiectelor, gestionarea valorii câștigate, monitorizare la distanță, senzori inteligenți și robotică și automatizare.

Scopul acestei perspective trimestriale de cercetare este de a identifica și explora unele dintre progresele în tehnologia construcțiilor pentru a identifica impactul lor potențial asupra managementului de proiect, precum și gestionarea revendicărilor de construcție și evitarea litigiilor.

Tehnologia a transformat lumea radical în ultimele decenii. Calculatoarele, internetul, internetul lucrurilor (IoT), generarea de energie solară și eoliană și multe altele au făcut schimbări substanțiale în viața noastră personală și profesională, precum și în economia generală. De asemenea, au existat o serie de schimbări tehnologice care au impact asupra construcției, și chiar mai multe sunt pe drum. Dar, care sunt cele mai importante noutăți? Să le vedem.

Imprimarea 3D

Imprimarea 3D (denumită și fabricație aditivă), prezentată și de infoCONSTRUCT Magazin, este un proces de construcție care fabrică obiecte solide tridimensionale dintr-un fișier de program digital. Fabricarea unui obiect tipărit 3D se realizează prin stabilirea straturilor dintr-un material specificat până când obiectul este fabricat în totalitate. Fiecare strat al materialului este o secțiune transversală subțire orizontală a obiectului fabricat.

Prin analogie, imprimarea 3D este oarecum asemănătoare cu cheresteua laminată, numită și glulam, prin aceea că fiecare strat subțire așezat de o imprimantă 3D se leagă de stratul subțire anterior pentru a fabrica un întreg obiect. Obiectele imprimate 3D pot lua orice formă. Obiectele fabricate sunt produse dintr-un design virtual al obiectului dorit.

Proiectele virtuale pot fi create de un fișier CAD folosind o aplicație de modelare 3D, un model digital, un model 3D sau un fișier de fabricație aditivă (AMF). Un model 3D poate fi creat și prin utilizarea scanerelor 3D care generează un model 3D care se alimentează în software-ul de modelare 3D pentru a crea modelul 3D necesar.

Impactul potențial

Presupunând că proiectarea unei construcții este exactă și suficient de completă, Navigant Construction Forum anticipează că imprimarea 3D ar trebui să permită prefabricarea diferitelor componente necesare pentru finalizarea proiectului construit. De exemplu, la începutul anilor 2000, Universitatea Cornell a întreprins un mare proiect de locuințe pentru studenți (aproximativ 170 de milioane de dolari).

Într-un efort de a economisi costuri și timp la acest program, Cornell a urmărit ideea băilor prefabricate pentru noile cămine. Deși imprimarea 3D nu exista în acel moment, cel puțin din punct de vedere comercial, astfel de componente prefabricate ar putea reduce durata construcției, calitatea construcției și scăderea nevoii de refacere, economisind astfel timp și costuri pentru antreprenor.

Este bine recunoscut în unele sectoare ale industriei construcțiilor că prefabricarea și / sau modularizarea componentelor selectate în afara amplasamentului va ajuta la productivitatea la fața locului.

Imprimarea 3D poate ajuta la răspândirea conceptului de prefabricare în beneficiul proiectelor și al părților interesate ale acestora. Cu toate acestea, se recunoaște, de asemenea, că prefabricarea și modularizarea vor necesita o atenție mai atentă asupra lanțurilor și proceselor de aprovizionare decât este acum obișnuit pe majoritatea șantierelor de construcții.

Robotul și imprimanta

Un alt exemplu al modului în care imprimarea 3D poate avea impact asupra productivității la fața locului a fost evidențiat de Asociația Americană a Inginerilor Mecanici (ASME). Un robot la scară industrială care lucra împreună cu o imprimantă 3D a reușit să fabrice și să așeze cărămizi de aproximativ patru ori mai repede decât un zidar uman.

Brațul robotului construiește rapid și precis întreaga carcasă exterioară a unei case mici, așezând aproximativ 225 de cărămizi pe oră. Pentru a compara, un zidar uman depune aproximativ aceeași cantitate de cărămizi într-o jumătate de zi de lucru.

Pe măsură ce imprimantele 3D devin mai frecvente în industria construcțiilor, impactul poate ajuta la scăderea pierderilor de productivitate și la întârzierea cererilor, deoarece prefabricarea și productivitatea crescută a lucrărilor la fața locului ar trebui rezultat. În plus, imprimarea 3D ar trebui, de asemenea, să contribuie la scăderea nevoii de relucrare a proiectelor care, la rândul lor, ar trebui să reducă costurile și întârzierile. 

Conceptul 4D BIM și Mașina timpului

4D BIM 4D este un termen utilizat pe scară largă în industria CAD. Termenul se referă la ”o legătură inteligentă a componentelor sau ansamblurilor CAD individuale cu timpul sau informațiile legate de program”. Ca atare, termenul 4D BIM se referă la a patra dimensiune, timpul. Astfel, 4D BIM este 3D BIM plus programul. Ideea planificării 4D BIM sau 4D, este oarecum asemănătoare cu o mașină a timpului.

Conceptul este acela de a permite participanților la proiect să vizualizeze toate activitățile programate și evenimentele înainte de momentul în care aceste activități sau evenimente sunt în desfășurare.

Abilitatea de a vizualiza atât proiectul, cât și planul de construcție cu mult înainte de construcția reală ar trebui să îi ajute pe superintendenți, maistri și lucrători meșteșugari să vadă ce este să construiască, în ce ordine și să le permită să câștige încredere în plan.

Mai mult, a vedea proiectul construit, ar trebui să permită participanților la proiect să prevadă și să evite problemele, cum ar fi faptul că mai multe tranzacții lucrează în același spațiu mic în același timp, ceva care este dificil de reperat atunci când revedeți o metodă tipică de cale critică (CPM program). După cum obișnuia să comenteze frecvent unul dintre managerii superiori ai companiei, ”Știrile proaste difuzate devreme sunt informații utile. Vestea proastă transmisă târziu este un dezastru”.

În contextul planificării 4D, dacă modelul vizualizat prezintă conflicte sau puncte de prindere în planul de construcție și acestea sunt descoperite la începutul procesului, planul poate fi modificat pentru a evita astfel de probleme înainte ca ele să aibă efectul asupra lucrului pe teren.

Impactul potențial

Un articol recent dintr-o publicație bine cunoscută din industria construcțiilor a discutat BIM 4D în contextul programării 4D. Unele dintre comentariile din articol evidențiază impactul planificării 4D, atât asupra construcției, cât și asupra managementului de proiect, după cum urmează.

Vizualizarea 4D este o repetiție generală pentru maiștri, iar vizualizarea ”conflictelor” cu săptămâni înainte, înseamnă că poți fi mult mai eficient atunci când forța de muncă și maiștrii sunt la locul de muncă. Este echivalentul uman al detectării ciocnirilor.

Procesul de animare a modelului din program forțează o atenție la detalii care deseori lipsesc din recenziile programului. Vizualizarea 4D evidențiază punctele slabe și oferă dividende uriașe în materie de siguranță, eficiență și calitate.

Pe măsură ce echipa analizează modelul 4D,  lucrarea poate fi realizată așa cum arată programul și modelul sau nu. Vom vedea câteva câștiguri majore de eficiență.

Navigant Construction Forum consideră că, pe măsură ce programarea 4D BIM și 4D devin mai răspândite în industria construcțiilor, capacitatea de a identifica conflicte integrate în programul de bază ar trebui identificate mult mai devreme decât este acum obișnuit în timpul recenziilor tradiționale ale programului.

Reeșalonarea rapidă a reacțiilor și soluțiile ar trebui să devină mult mai puțin frecvente, economisind astfel timp și bani pe site. În plus, productivitatea în domeniu ar trebui să crească. Întârzierile datorate conflictelor de program și interferențelor ar trebui să scadă, iar rezultatul ar trebui să fie o scădere a pierderilor de productivitate și a cererilor de întârziere. 

Realitatea augmentată

Realitatea Augmentată (AR) este o vedere a mediului real, care a fost mărită sau completată de intrări generate de computer, cum ar fi grafică sau video. Conceptul din spatele RA este de a spori percepția utilizatorului asupra realității.

AR nu este nouă, fiind folosită de ani de zile în arene militare, industriale, medicale, comerciale și de divertisment. Cea mai obișnuită utilizare a AR astăzi este, probabil, în arena jocurilor video.

Cu toate acestea, în ceea ce privește industria construcțiilor, AR poate ajuta la procesul de planificare și proiectare, deoarece poate ajuta la vizualizarea proiectelor de construcții.

Imaginile generate de computer ale unei structuri pot fi suprapuse într-o viziune locală reală a unei proprietăți înainte ca clădirea fizică să fie construită acolo. AR poate fi utilizată și în spațiul de lucru al unui arhitect, redând în vizualizarea lor vizualizări 3D animate ale desenelor lor 2D.

Vizitarea arhitecturii poate fi îmbunătățită cu aplicații AR care permit utilizatorilor să vadă exteriorul unei clădiri să vadă practic prin pereți, vizualizând obiectele interioare și aspectul său. În timpul construcției, AR s-a dovedit a fi extrem de utilă.

Odată cu îmbunătățirile continue ale preciziei GPS, companiile pot utiliza realitatea augmentată pentru a vizualiza modele georeferențiate de șantiere, structuri subterane, cabluri și conducte folosind dispozitive mobile.

Realitatea augmentată este aplicată pentru a prezenta noi proiecte, pentru a rezolva provocările de construcție la fața locului. Folosind modelele AR și 3D BIM, proiectanții, managerii de construcții și contractorii pot vedea o structură complexă ca și cum ar fi un model 3D așezat pe o masă, sau pot mări pentru o vizualizare 1: 1, care simulează cum ar fi să vă deplasați prin cadrul său structural și vizualizarea detaliilor complexe ale proiectului cu mult mai multe detalii decât desenele 2D sau chiar modelele 3D BIM.

Impactul potențial

Navigant Construction Forum consideră că utilizarea AR poate ajuta la evitarea întâlnirilor cu condiții diferite ale defectelor și erori de proiectare la fața locului înainte de a fi întâlnite pe teren, evitând astfel modificările și reducând întârzierile asociate unor astfel de situații. 

Construirea autonomă

Termenul ”construire autonomă” se referă astăzi, în general, la echipamente de construcție care sunt navigate, manevrate și operate de un computer, fără a fi nevoie de control uman sau intervenții în condiții obișnuite, planificate la fața locului. Există trei niveluri de construcție autonomă la care lucrează în prezent producătorii de echipamente și contractorii de construcții.

Cu automatizarea, ca funcție a mașinii, care este acționată prin mijloace independente. De exemplu, în timp ce un buldozer în sine reține un operator, lama este controlată de date preprogramate.

Cu semi-autonomie, echipamentele și alte operațiuni ale amplasamentului sunt controlate de la distanță de la un birou din apropiere sau chiar dintr-o locație din afara sediului.

Cu autonomie, echipamentele funcționează esențial pe cont propriu, grație tehnologiilor sofisticate care permit mașinilor să funcționeze în siguranță cu intrări minime.

O revizuire a literaturii actuale arată că echipamentele de construcție complet autonome nu sunt încă obișnuite pe marea majoritate a șantierelor de construcții. Cu toate acestea, echipamente complet autonome sunt în prezent în funcțiune pe unele amplasamente miniere mari. Flote de camioane miniere autonome funcționează la unele mine de minereu de fier din vestul Australiei, iar buldozere mari autonome sunt utilizate în zonele miniere din Wyoming.

Încărcătoarele subterane semi-autonome sunt, de asemenea, utilizate în minele din Nevada. Pe măsură ce industria minieră rezolvă probleme cu echipamentele autonome și semiautonome și pe măsură ce scade costul acestor echipamente, utilizarea acestor echipamente va deveni mai frecventă.

Impactul potențial

Utilizarea echipamentelor autonome și semiautonome pe șantierele de construcții ar trebui să conducă la îmbunătățiri enorme ale productivității șantierului și la o creștere a siguranței șantierului.

În cazul în care acest lucru se va întâmpla, Navigant Construction Forum anticipează o reducere a pierderii productivității și întârzie cererile. BIM și VDC BIM și Virtual Design and Construction (VDC) devin din ce în ce mai frecvente în industria construcțiilor, poate mai mult pe proiecte verticale și tehnic complexe, decât pe proiecte orizontale și mai puțin complexe.

BIM este un proces nu un punct final sau un produs, cum ar fi finalizarea desenelor 2D pe hârtie. Un model de informații despre clădiri (BIM) este o reprezentare digitală a caracteristicilor fizice și funcționale ale unei instalații.

Ca atare, servește ca resursă de cunoștințe partajate pentru informații despre o instalație care formează o bază fiabilă pentru luarea deciziilor pe parcursul ciclului său de viață de la începuturi.

O premisă de bază a BIM este colaborarea diferitelor părți interesate la diferite etape ale ciclului de viață al unei facilități pentru a insera, extrage, actualiza sau modifica informații în procesul BIM pentru a susține și reflecta rolurile părții interesate. BIM este o reprezentare digitală partajată, bazată pe standarde deschise de interoperabilitate.

infoconstruct