Несмотря на то, что внедрение беспилотного оборудования в строительной отрасли идет медленно, эта технология начинает завоевывать популярность у подрядчиков.
Серия статей Tech 101 от Construction Dive содержит краткую и актуальную информацию о новых строительных технологиях по таким темам, как цифровые двойники, сети 5G и экзоскелеты. Нажмите здесь, чтобы просмотреть всю серию.
Как и многие новые технологии в строительстве, использование автономных транспортных средств на стройплощадках сегодня все еще скорее редкость, чем норма. Но эта технология набирает обороты как от производителей оригинального оборудования, так и от все более широкого использования модернизированных технологий, позволяющих обычным автомобилям управлять самими собой.
Подрядчики обращают внимание на эту новую технологию в сфере строительства. «Мы верим, что технологии будут способствовать инновациям в нашей компании», — сказал Construction Dive Том Эмисон, вице-президент по стратегии и инновациям в компании по управлению строительством Kraus-Anderson из Миннеаполиса. «В результате мы должны быть в курсе новых технологий и использовать их по мере того, как они становятся для нас коммерчески жизнеспособными».
Что вам следует знать
«Руководители строительных компаний должны знать, что эта новая технология сделает их рабочие операции более безопасными, позволит работать в соответствии с графиком и поддерживать эффективность, а также в большинстве случаев сэкономит средства», — сказал Али Асмари, руководитель отдела искусственного интеллекта и машинного обучения в Hauppauge, нью-йоркская компания ULC Techologies, которая недавно запустила автоматизированную роботизированную систему дорожных работ и земляных работ. «Важно отметить, что использование автономных транспортных средств не отнимет у вас рабочих мест, а скорее научит традиционных работников новым навыкам, которые принесут им пользу по мере развития инноваций».
Производители строительной техники, такие как Caterpillar, Komatsu, Volvo, Hitachi и Liebherr, уже производят машины, которые выкатываются из цеха со встроенной автоматизацией. Например, Caterpillar утверждает, что обладает самым большим в мире парком автономных самосвалов, которые уже перевезла 2 миллиарда тонн полезных ископаемых для своих клиентов в этой отрасли.
Но стартапы, в том числе SafeAI и Built Robotics, также заняты разработкой технологий, которые могут превратить существующие транспортные средства в автономные машины. По словам Бибраджита Гальдера, генерального директора SafeAI, преимущества здесь сводятся к стоимости.
«В вашей типичной строительной компании уже есть сотни и сотни существующих единиц оборудования, — сказал Гальдер. «Если они хотят использовать их автономно, модернизация существующих активов абсолютно имеет смысл».
Помимо самих машин, в тандеме с автономным оборудованием развиваются и другие технологии. Машинное обучение и руководство, телематика и дистанционное управление входят в число технологий, которые становятся доступными для строительного сектора с точки зрения приложений и будут играть ключевую роль в автономных транспортных средствах на строительных площадках.
Строительные приложения
Автономная технология для строительства обещает более безопасные условия труда, улучшенное сдерживание затрат за счет оптимизированного расхода топлива и операций и даже разработку новых классов рабочих мест, поскольку операторы покидают кабину для удаленного управления оборудованием или занимаются анализом и уточнением данных машины вместо обычное движение грязи и материалов и строительство.
«Это шире, чем просто беспилотные транспортные средства, – – говорит адвокат Кэрол Сигмонд, партнер группы по строительству в юридической фирме Greenspoon Marder. – «Мы также должны думать об удаленном управлении и наблюдении. Парки самосвалов, перемещающихся с рабочей площадки в хранилище, могут быть автономными, но кто-то будет контролировать их на компьютере. Людям нужно будет устанавливать, эксплуатировать, отлаживать и обслуживать эти системы».
Базовая автономность уже есть у некоторой существующей строительной техники. Управление отвалом на бульдозерах с использованием машинного обучения для последовательной оптимизации угла атаки, экскаваторы-погрузчики с автоматическим возвратом к копанию и даже управление комфортом водителя (доступное уже более десяти лет) являются примерами технологии, позволяющей выполнять повторяющиеся задачи или иным образом повышающей эффективность работы операторов, даже если машина не находится в полном контроле.
Тогда есть преимущества эффективности. Сегодняшние наборы данных уже включают время простоя, расход топлива и отслеживание технического обслуживания, и, вероятно, будут эволюционировать в сторону большей автоматизации по мере того, как пользователи будут глубже изучать аналитические возможности, доступные из машинных данных, и, в свою очередь, использовать эти данные для улучшения машинного обучения.
Еще одно преимущество связано с рабочей силой, и эта проблема только усугубляется по мере взросления современных рабочих.
«Становится все труднее найти парня с 30-летним опытом работы оператором тяжелой техники», – сказал Джейсон Анетсбергер, старший менеджер по продукции компании Komatsu America Corp. из Rolling Meadows, штат Иллинойс. что, в конце концов, гораздо более способно и продуктивно.»
Препятствия
Несмотря на эти преимущества, внедрение автономных технологий в строительстве происходит относительно медленно по сравнению с такими отраслями, как горнодобывающая промышленность и сельское хозяйство. Одна из причин этого заключается в том, что на строительных площадках в значительной степени отсутствует более сфокусированный диапазон предсказуемых, повторяющихся задач в определенных топографиях, которыми пользуются сельское хозяйство и горнодобывающая промышленность. Быстро меняющиеся условия на рабочей площадке могут помешать полномасштабному развертыванию тяжелой техники без водителя.
Том Уэбб, вице-президент по стратегическим инициативам компании HCSS, занимающейся разработкой программного обеспечения для управления тяжелым гражданским строительством Sugar Land, Техас, сказал, что переменные строительных площадок просто отличаются от других вариантов использования.
«Характер конструкции означает, что того, что работает в лабораторных условиях, недостаточно, — сказал Уэбб. «Сколько подрядчиков зарывали лопату в землю и находили там то, чего не ожидали?» Часто повреждение того, что уже находится в земле, может иметь серьезные последствия для строительного проекта, и машины могут не знать, что нужно остановиться, если они что-то наткнутся.
Стоимость также была проблемой, особенно с учетом поэтапного графика обновления. парка оборудования многих компаний. Но теперь, когда модернизация существующих транспортных средств становится все более распространенной, это препятствие может исчезнуть.
«Строительная отрасль говорит нам, что они хотят использовать автономию, они хотят соединить все это, но поэтому до сих пор они не соответствовали цене и зрелости, которые они могли бы принять», — сказал Гальдер из SafeAI. «Теперь и цена, и зрелость улучшились до такой степени, что вы увидите ускорение внедрения».
Знаменитые проекты
- Стремление к повышению безопасности операторов во всей отрасли привело к использованию автономных аварийных грузовиков строительными бригадами. Аварийные грузовики, созданные для того, чтобы действовать в качестве подушки безопасности между отвлеченными водителями и активной рабочей зоной, до недавнего времени требовали живого оператора.
- Технология без водителя, разработанная компанией Micro Systems из Форт-Уолтон-Бич, Флорида, использовалась в пилотной программе совместно с компанией Royal Truck & Equipment из Куперсбурга, штат Пенсильвания. «Всякий раз, когда водитель может быть удален из транспортного средства в опасной ситуации, а внутри нет никого, кто мог бы получить повреждения или травмы, — это показатель успеха», — сказал президент Royal Truck & Equipment Роб Рой.
- Автономный автомобиль для защиты от ударов Департамента транспорта Северной Дакоты также использовался для защиты строительных бригад от других водителей на дороге, которые могли не обращать внимания на строительную площадку или потерять контроль над своим транспортным средством. Технология, разработанная Kratos Defense в сотрудничестве с Royal Truck & Equipment, превратила существующий грузовик NDDOT в самоуправляемый автомобиль. Автономное транспортное средство контролируется и управляется ведущим транспортным средством, управляемым человеком, и будет автоматически следовать за строительной техникой, не подвергая водителя опасности.
- Преобразование существующих транспортных средств — это тот же подход, который SafeAI применил в недавнем пилотном проекте с японцами. Подрядчик Обаяши на карьере недалеко от Купертино, Калифорния. Компания оснастила самосвал с шарнирно-сочлененной рамой Caterpillar 725, продемонстрировав на площадке жизненно важную функцию: циклы загрузки-вывоза-разгрузки. Датчики и адаптеры как в кабине грузовика, так и на его внешних бамперах помогают самосвалу «видеть» и выполнять команды.
- Исследователи из Baidu Research Robotics и Мэрилендского университета недавно представили автономную систему экскаватора (AES), которая может выполнять задачи по загрузке материалов, почти сравнимые с задачами опытного человека-оператора, при непрерывной работе более 24 часов.
Дополнительная информация
Автономное строительное оборудование здесь
Volvo CE открывает новую тестовую и демонстрационную зону, посвященную устойчивому питанию, возможности подключения и автономным решениям
Огромный строительный экскаватор Built Robotics приводит в движение сам себя
Как автономные роботы меняют строительство
Caterpillar и автономная горнодобывающая промышленность
Строительство и автономные транспортные средства — рекомендации по более широкому внедрению