Viitorul construcțiilor și fuziunea informației cu tehnologia

Viitorul construcțiilor și fuziunea informației cu tehnologia

Industria construcțiilor este diferită de industria prelucrătoare, datorită unor probleme precum productivitatea scăzută, multe deșeuri, accidente ale lucrătorilor care sunt cauzate de lucrările intensive în muncă efectuate la șantier etc.. Pentru a rezolva problemele, au fost introduse tehnologii avansate din industria prelucrătoare, dar și conceptele și metodele lor de îmbunătățire a calității și productivității, cum ar fi industrializarea, modularizarea prefabricării, mecanizarea, automatizarea și computerizarea. Pornind de la aceste constatări, Yusuke Yamazaki- General Manager, Division of Marketing & Planning, Technology Planning Office, Shimizu Corporation, în studiul cu titlul Future Innovative Construction Technologies, a tras câteva concluzii surprinzătoare, pe care vi le prezentăm în articolul de față, mai ales că informațiile vin de pe una dintre cele mai avansate piețe ale lumii, Japonia.

Fuziunea cunoașterii

Diferite tipuri de sisteme de construcții avansate au fost cercetate, dezvoltate și implementate în proiecte specifice, pentru a încerca să rezolve problema productivității scăzute prin introducerea de tehnologii avansate, precum prefabricarea, automatizarea și tehnologiile informației din industria prelucrătoare, dar și concepte și metodologii asociate cu noi tehnologii. Sistemele de construcție au urmărit să schimbe stilurile de construcție ale clădirilor cu cele de producție ale fabricilor, prin sofisticări ale tehnologiilor, metodologiilor și conceptelor dezvoltate.

În esență, firmele de construcții își prezintă serviciile de inginerie și management la nivel de proiect, fiind relevante abordările adecvate pentru inovarea firmelor bazate pe proiecte bazate pe metodologii eficiente și strategii clare de realizare a dezvoltărilor tehnologice.

Accentul este fuziunea de tehnologie și cunoștințe. Fuziunea tehnologiei este o metodologie emergentă, folosită pentru a integra tehnologiile potențiale între diferite discipline și este, de asemenea, privită ca o abordare eficientă pentru a ajuta companiile de construcții să răspundă la mediul dificil în care activează în prezent.

Fuziunea cunoașterii este, de asemenea, o metodologie emergentă pentru îmbunătățirea capacității organizaționale de creare a cunoștințelor, care a fost introdusă în industria construcțiilor prin transformarea dinamică a cunoștințelor implicite și a cunoștințelor explicite ale unei organizații. Pentru a promova fuziunea tehnologică, este esențial să aveți un mod structurat, cu obiectiv, concept și strategie clare.

Fosta proiectare computerizată (CIC), a fost considerată o strategie de promovare a tehnologiei și a fuziunilor de cunoștințe. CIC este o adaptare a Computer Integrated Manufacturing (CIM) la industria construcțiilor și este, de asemenea, privită ca un motor eficient de fuziune a cunoștințelor, deoarece industria producătoare intenționează să inoveze nu numai sistemul lor de producție, ci și sistemul lor de management al cunoștințelor organizaționale prin introducerea conceptului CIM.

Demonstrația conceptului

Pentru a demonstra conceptul CIC din industria construcțiilor, au fost implementate sisteme prototip pentru a promova inovații în procesul, organizarea și produsul său, prin dezvoltarea sistematică de tehnologie. Sistemul SMART (Shimizu Manufacturing system by Advanced Robotics Technology), face parte din strategia CIC, pentru dezvoltarea unui sistem de construcție automatizat, care automatizează o gamă largă de procese de construcție a clădirilor înalte, prin integrarea tehnologiilor de prefabricare, automatizare și informatizare, fuzionată cu tehnologia construcției.

De asemenea, sistemele de gestionare a informațiilor asociate unei construcții automate integrează o gamă largă de cunoștințe de proiectare, inginerie, planificare și gestionare a funcțiilor proiectului. Prin introducerea sistemului SMART, cantitatea de muncă necesară și perioada de construcție sunt reduse în mod semnificativ, iar productivitatea de planificare și gestionare este crescută.

Cu toate acestea, sistemul SMART dezvoltat inițial nu este aplicat, deoarece, după două proiecte de construcție aflate în faza incipientă de dezvoltare au fost finalizate, sistemul a fost îmbunătățit și modificat la mai multe tipuri de sisteme de construcție, care sunt vitale în prezent. Aceasta, pentru că mediul de dezvoltare al tehnologiei a fost schimbat pentru a concentra tehnologii mai eficiente și fuziuni de cunoștințe cu alte companii și industrii. 

Provocarea tehnologiei

Provocările tehnologiilor actuale și fuziunile de cunoștințe sunt aduse în principal de aplicații cuprinzătoare ale sistemelor IT. Sistemele IT majore introduse în proiectele de construcții depind de sistemele 3D-CAD și de sistemele de comunicații în rețea, care sunt aplicate în mod eficient proiectării produselor, planificării producției, monitorizării în timp real a procesului de construcție, controlului echipamentelor de transport în etapa de execuție și gestionarea achizițiilor și execuțiilor.

Prin utilizarea acestor sisteme IT, s-au realizat progrese remarcabile în domeniul managementului integrat al procesului, organizării și produsului proiectului. Inovațiile viitoare în construcții vor depinde, de asemenea, de fuziunea tehnologică și de cunoștințe între diferite companii și industrii.

Pentru a promova fuziunea de tehnologie și cunoștințe, sunt relevante promovarea sistematică și organizațională a dezvoltării tehnologiei, pentru a fi adaptabile nevoilor și tehnologiilor pentru o mai mare sofisticare și diversitate în proiectele de construcții.

De asemenea, implementarea continuă a sistemelor prototip sunt transferate în proiecte de construcții efective, pentru a arăta obiectivele și conceptul clar. Implementarea necesită o strategie clară, promovată ca politică a industriei construcțiilor, care are ca scop crearea de noi sisteme de producție asociate cu noile sisteme de afaceri prin introducerea de tehnologii inovatoare de materiale și tehnologii de conservare a mediului.

Fuziunea tehnologică

Fuziunea tehnologică este o metodologie emergentă propusă de Dr. Mikume Kodama. Prin combinarea tehnologiilor, companiile pot crea noi produse, piețe și industrii, fiind înaintea concurenților lor. Fuziunea tehnologică îmbină mai multe domenii separate anterior, ale tehnologiei existente. Trei principii fundamentale pot ajuta companiile să implementeze o strategie de fuziune.

Mai întâi, lăsați piața să conducă cercetarea și dezvoltarea, nu invers, printr-un proces numit ”articulare a cererii”. În al doilea rând, dezvoltați o capacitate puternică de colectare a informațiilor, atât ca mecanism de apărare împotriva concurenților, cât și ca sursă de idei noi. În al treilea rând, și cel mai important, participați la proiecte de cercetare și dezvoltare interindustriale.

Revizuind procesul de dezvoltare tehnologică din trecut, în industria construcțiilor japoneze, au fost introduse tehnologii avansate pentru a îmbunătăți eficiența construcției ca o fuziune de prefabricare, informație, automatizare și tehnologie de construcție.

La sfârșitul anilor 1960, companiile mari de construcții au început să dezvolte sisteme de construcții foarte înalte și sisteme de construcții industrializate, care să reflecte boom-ul economic și dereglementarea. Tehnologiile majore, care au permis sisteme de construcții foarte înalte, au fost oțelul cu rezistență ridicată la stres, macaraua turn de înaltă performanță, peretele ușor pentru cortină și analiza structurală susținută de computer, dezvoltată de companiile producătoare.

Aceste tehnologii au fost sofisticate și integrate cu tehnologiile de construcție, rezultând sisteme inovatoare de construcții și construcții. De asemenea, au fost introduse tehnologii de prefabricare pentru a dezvolta sisteme de construcții industrializate, care s-au aplicat în principal la condominii standardizate.

Beneficiari multipli

Nu numai companiile de construcții au promovat dezvoltările, ci și companiile producătoare, companiile de electricitate și companiile chimice au început dezvoltarea pentru a stabili noi piețe de afaceri. Tehnologiile de prefabricare au fost, de asemenea, integrate cu tehnologiile de construcție, rezultând diferite tipuri de sisteme de producție standardizate cu tehnici de control al calității.

La mijlocul anilor 1980, multe firme mari de construcții au început investiții uriașe, pentru a adapta tehnologiile inovatoare de automatizare și informație la construcțiile de clădiri pe baza creșterii pieței construcțiilor.

La început, multe dintre eforturi se desfășurau în contextul construcției integrate computerizate (CIC). Pentru a implementa CIC, a fost introdusă o abordare sistematică pentru aplicarea computerizării și automatizării la construcția de clădiri, ilustrând viziunea viitoare a construcției de clădiri.

Viziunile sunt reprezentate ca modele conceptuale, pentru dezvoltarea CIC prin investigarea atentă a distribuțiilor funcționale între proiectare, inginerie, planificare, achiziție, construcție și procese necesare. De exemplu, modelul lui Shimizu a fost împărțit în patru funcții majore:

(1) Sistem integrat de proiectare/planificare a construcțiilor,

(2) sistem de automatizare din fabrică,

(3) sistem de automatizare a șantierului și

(4) Sistem de management multiproiect cu bază de date centrală a proiectelor.

Aceste modele conceptuale au descris strategii de exploatare a tehnologiilor inovatoare printre funcții îmbunătățite.

Aplicarea automatizării

Aplicațiile tehnologiei de automatizare pentru construcția de clădiri au fost începute ca dezvoltare a roboților de construcție, care au avut ca scop rezolvarea unora dintre dificultățile asociate activităților de construcție. Deoarece roboții au fost dezvoltați ca roboți orientați pe o singură sarcină, aceștia nu au putut îmbunătăți în mod remarcabil eficiența întregilor procese și activități de construcție, deoarece pot îmbunătăți doar o parte a proceselor și activităților de construcție.

Pentru a obține un proces de construcție foarte îmbunătățit, au fost cercetate și dezvoltate sisteme automate de construcție. Acestea au fost ilustrate ca sisteme de construcții automatizate pentru toate condițiile meteorologice, care au avut ca scop eliminarea imaginii proaste a industriei construcțiilor, crearea unui mediu de lucru mai bun, precum fabrica, și îmbunătățirea calității produselor prin utilizarea tehnologiilor de automatizare și prefabricare.

De aceea, sistemul automat de construcție Shimizu este denumit sistem SMART, el automatizând o gamă largă de proceduri de construcție, inclusiv: ridicarea și sudarea cadrelor de oțel; amplasarea scândurilor de beton prefabricate, a panourilor de pereți exteriori și interioare; și instalarea diferitelor unități. Sistemul utilizează componente prefabricate pe scară largă, inclusiv coloane, grinzi, pardoseli și pereți, iar asamblarea acestor componente este simplificată, prin utilizarea îmbinărilor special concepute.

În plus, acest proces de asamblare este orchestrat de controlul computerului în timp real, rezultând funcționarea șantierului într-un mod extrem de automatizat. Inima sistemului SMART este compusă din mecanismele de ridicare și echipamentele de transport automat instalate pe platforma de operare, care vor fi în cele din urmă pe acoperișul clădirii. Stâlpii, grinzile, pardoselile și pereții sunt transportați automat în locații desemnate, unde sunt asamblate și montate eficient, cu îmbinări special realizate.

Procesul de sudare cu cadru de oțel este, de asemenea, automatizat prin inventarea unei mașini de sudat automate. Când unul dintre etajele clădirii este finalizat, întregul sistem automat este ridicat vertical și lucrările pentru etajul următor încep imediat.

Astfel, lucrările de construcție continuă sistematic, etaj cu etaj, până la finalizarea întregii clădiri. Sistemul SMART oferă, de asemenea, o carcasă completă pentru toate condițiile meteorologice pentru șantier, oferind condiții și condiții de lucru satisfăcătoare și asigurând o calitate și o durabilitate mai ridicate pentru produs.

Creșterea productivității muncii

Revizuind productivitatea muncii, care este aproape egală cu eficiența muncii pe șantier, productivitatea muncii a scăzut din 1990. Totuși cea a întregii industrii, în special a productivității muncii din industria prelucrătoare, s-a extins, ceea ce înseamnă că investițiile în cercetare și dezvoltare nu au contribuit efectiv la creșterea valorii în industria construcțiilor, comparativ cu industria prelucrătoare. Ca urmare, fuziunile tehnologice provocatoare actuale sunt aduse de aplicații complete ale sistemelor IT.

De la mijlocul anilor 1990, industria japoneză a construcțiilor a fost implicată într-o recesiune severă. Companiile de construcții au trebuit să-și îmbunătățească performanța din ce în ce mai mult, prin introducerea tehnologiei informației în toate procesele de afaceri, funcții și organizații, ca urmare a schimbărilor rapide de pe piața construcțiilor. Suplimentar, nevoile recente de conservare a mediului la nivel mondial fac necesară o altă fuziune tehnologică, care este sistemul de reciclare a betonului.

Cu toate acestea, prefabricarea este utilă pentru a reduce deșeurile din construcții, iar reciclarea deșeurilor de beton produse prin demolări este esențială în industria actuală a construcțiilor. Pentru a rezolva problema, sistemul de construcție asociat cu sistemul de reciclare a betonului cu buclă închisă a fost dezvoltat prin introducerea tehnologiei de fabricație inversă. Astfel, fuziunea tehnologică este considerată o problemă cheie pentru inovarea tehnologiilor de construcție.

infoconstruct