Интелигентни и роботизирани системи в строителната механизация

Автоматизация • 10.11.2017

Интелигентни и роботизирани системи в строителната механизация
Интелигентни и роботизирани системи в строителната механизация

Роботизираните технологии намират все по-голямо приложение в различни отрасли на индустрията, включително в строителния сектор. Степента на автоматизация при строителната механизация през последните години значително се е повишила, за да улеснява и допълва максимално труда на работниците.

Основният принцип при разработването и внедряването на роботизирани системи в строителното оборудване е постигането на оптималната комбинация между способностите на човека и машината. Така операторите могат да се фокусират върху по-специфични операции, които се налага да бъдат извършвани или координирани от човек, а роботизираните машини могат да ги отменят в дейности, изискващи огромна сила и висока скорост, непосилни за хората.

Три са ключовите концепции, на чиято база се разработват роботизирани приложения за строителната механизация – интелигентно управление, човеко-машинен интерфейс и разширяване на функционалния обхват на оборудването.

Технологии за интелигентно управление
Концепцията за интелигенти функции в областта на роботиката обикновено е свързана с висока степен на автоматизация и автономна работа на различни системи, както и за машини, които функционират без човешка намеса. Механизацията в строителството обаче често работи в неструктурирана среда, в която материалите изменят формата си в зависимост от условията. Ето защо работата на оборудването в изцяло автоматичен или автономен режим на много строителни площадки не е практична по ред причини. Технологичните разработки в областта на интелигентното управление и роботизираните системи за строителни машини са по-скоро концентрирани върху приложения в помощ на оператора. Така той запазва функцията си на основен контролен елемент в системата, но все повече от функциите на машината позволяват автоматизирано задействане и изпълнение.

Осъществяване на връзка между човека и машината
Технологиите за човеко-машинен интерфейс (HMI) при съвременното строително оборудване са специфични, тъй като управлението му се характеризира от присъствието на бордови оператор. Интерфейсите за машини в строителни приложения могат най-общо да се поделят на две групи: системи за въвеждане на информация, които операторът използва, за да задава команди на машината; и изходни информационни системи, които предоставят информация за машината и работната среда на оператора.

С последните поколения технологии в областта на компютърните системи, внедрявани в индустриално оборудване, значително са се увеличили и обемите данни, с които работят строителните машини. Ето защо извеждането на необходимата информация в структуриран и удобен вид при поискване от страна на оператора е предизвикателство за проектантите на човеко-машинни интерфейси. Друга основна функция на HMI технологиите е да улеснят максимално управлението на механизацията, особено при по-модерно и комплексно оборудване като багерите с две рамена например.

Периферен мониторинг и разширяване на функциите
В основата на много от интелигентните технологии, които се интегрират в съвременната строителна механизация, са различни по вид сензори и сензорни системи. В някои усъвършенствани модели строителни машини, с цел подобряване работата на системите, които извеждат информация за оператора, се вграждат периферни монитори за наблюдение, които осигуряват видимост върху голяма площ и минимизират слепите места около машината. Изображенията от няколко камери, монтирани на машината, се преобразуват и се комбинират, за да генерират изглед отгоре, който се визуализира на екран в кабината.

Разширяването на функционалния обхват на оборудването цели увеличаване на приложенията му и броя дейности и операции, които може да извършва. Така се появяват роботизираните леки и тежки строителни машини, машините с две рамена, моделите с гъсенични вериги и други функционални подобрения по ходовата част.

Интеграция с външни мрежи
Важна функция на роботизираните и интелигентни системи в строителната техника е извеждането на машината от изолация и интегрирането и във външни информационни системи. В основата на тази интеграция стои концепцията за информационно интегрирано строителство (information integrated construction). При нея фокусът е върху подобряване ефективността, прецизността и качеството на работа на строителната механизация на базата на електронна информация, събрана посредством различни информационни и комуникационни технологии, вградени в оборудването. В тази двупосочна система машините са както източник на информация за хода на строителните дейности, така и потребител на данни за строителната среда и обстановка.

Предимства на роботите в строителната механизация
Едно от най-важните предимства на използването на роботи в строителството е минимизирането на грешките. Роботите могат да гарантират точност и повторяемост и да елиминират несигурността и умората на човешкия фактор. Това се отнася както за самите строителни операции, така и за процеса по планирането им. По-малкото грешки водят до по-малко на брой прекъсвания и ремонтни дейности. Всичко това оказва позитивен ефект върху цялостния бюджет на строителния проект.

Подобрена безопасност за работниците
Включването на роботи в строителния процес води до две фундаментални ползи за строителните работници по отношение на здравето и безопасността. Първо, това гарантира, че те ще останат в по-добро здравословно състояние за по-дълго време. Роботите могат да отговарят за целия тежък труд, оставяйки на хората само контролните задачи по проекта. Второ, интегрирането на роботизирани системи в строителната механизация значително подобрява безопасността на строителните площадки. Това се постига, чрез възлагане на най-опасните, тежки и повторяеми операции на роботите, които ги изпълняват автоматизирано и с много по-висока точност.

По-високо качество на строителството
Роботизираните машини са не само по-прецизни, но и по-бързи. Комбинацията от тези два фактора води до цялостно повишаване качеството на строителните работи. Ето защо в редица проекти роботите могат да се окажат ключът към изграждането на много по-дълготрайни и устойчиви конструкции. Те могат да съдействат и за по-бързото и масово налагане на иновативни строителни концепции, например на "зеленото" строителство.

По-ефективно планиране и изпълнение на проекти
Автоматизирането на строителния процес позволява на мениджърите да планират проектите по-ефективно. Повишаването на точността на цялата процедура позволява на всички агенти, свързани със строителството, да се придържат към определените крайни срокове и да пестят време и финансови ресурси.

Роботи-зидари и роботизирани машини за полагане на настилки
На пазара вече се предлагат роботи, които извършват прецизна зидарска работа. Тяхната употреба все още не е широка, но са приложими в различни строителни обекти по целия свят. Скоростта и точността на движенията им са непостигани досега.
Роботизираните машини за полагане на павирани и други типове настилки също са сред актуалните технологични тенденции в бранша. Зареждането на машината с павета се извършва ръчно, но останалите операции могат да бъдат осъществявани напълно автоматизирано.

Автоматично насочващите се превозни средства
от доста време активно се използват в строителството. Очаква се най-съвременните модели такива роботи значително да подобрят степента на автоматизация на строителните площадки. Тези машини повишават производителността и ефективността на строителните дейности, същевременно оптимизирайки разходите. Друго предимство на изцяло автоматизираните превозни средства в строителната механизация е подобряването на безопасността за работниците.

Булдозерите с дистанционно управление
са друг тип интелигентно функциониращи машини, които все по-често се срещат по строителните площадки. Възможността булдозерът да бъде управляван от оператора, докато той самият се намира извън строителния обект, значително повишава безопасността. В някои проекти това дава на оператора и много по-добро усещане за пространство, което допълнително съдейства за предотвратяването на по-сериозни инциденти.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top