Az építőipari innováció egyik legfontosabb központjában, Tel-Avivban rendezték meg a február 26-án a Construction 4.0 nemzetközi konferenciát. A rendezvényen – melyet a Contech építőipari innovációs központ szervezett – csaknem háromszázan vettek részt, számos startup vállalkozás mellett az ágazat piacvezető cégei, nemzetközi szakértők és multinacionális szervezetek is bemutatták, hogy mit gondolnak az építőipar digitalizációjáról.
Nagy Orsolya, Msc. okl. építőmérnök, MBA okl. közgazdász
A konferencia bevezető beszédeiben a közös jövőképet erősítette az állami szférából Naama Kaufman-Fass (Izraeli gazdasági és ipari minisztérium főigazgató-helyettese); Benny Dreyfuss (izraeli építési és lakásügyi minisztérium főigazgatója); Karin Gattegno (a stratégiai együttműködés és startup nemzedék központjának elnökhelyettese); Netaniel Lapidot (az izraeli állam építéshatósági osztály stratégiai és tervezési szabványok részleg ágazatvezetője); Raul Srugo (az izraeli mérnöki kamara vezetője) illetve prof. Yehiel Rosenfeld (akiről utólag kiderült, folyékonyan beszél magyarul) a Technion Műszaki Egyetem Építőmérnöki Karának dékánja. A konferencia előadásai három fő témakörbe csoportosultak: mesterséges intelligencia, robotok és 3D nyomtatás.
Piaci áttekintés és a jövő
A konferencia első előadását Leonard Brody tartotta, aki a második ipari forradalom New York-i példáján keresztül vezette le, hogy hamis történelmi előítéletek vezettek a legtöbb vállalkozás tönkremeneteléhez: míg az 1900-as években még csak egy autót láthattunk a Fifth Avenue utcáin, addig 13 évvel később már csak egy lovaskocsi volt jelen az utcán. Ezzel a példával is illusztrálta a hallgató közönség számára, hogy az építőipari digitális piac mekkora lehetőségeket rejt magában; a digitális transzformáció itt van az építőipar küszöbén és senki ne gondolja, hogy ez az átalakulás lassan vagy egyáltalán nem fog megtörténni.
Rudi Scheurman, az Arup globális igazgatója a 2006-os németországi labdarúgó-világbajnokságra épített szoborcsoportok megépítésén keresztül szemléltette az innováció folyamatát. Minden egyes szobor (pl. a relativitás elmélete, az autóipar, a modern nyomtatás vagy a zenei mesterműveket bemutató szobrok) az ország történelmét és innovációit, a német tudósokra és mérnökökre jellemző ötletgazdagságot szimbolizálta. Az Arup a Walk of Ideas (ötletek sétánya) nevű projektet 3 hónap alatt bonyolította le, s közben egy innovatív építőanyag koncepcióját is megalkotta. A szobrokhoz 26 különálló elemet gyártottak, az elem formáját pedig számítógépes szobrászati technikákkal alakították ki, majd a kész felületet műanyagborítással látták el, melyeket 3D acélkeretekbe helyeztek. Később ezt az eljárást a vállalat járműtervező csoportja és az autóipar más képviselői is adaptálták, mivel a technológia alternatívát jelent az ilyen méretű szobroknál hagyományosan alkalmazott bronzöntési és kézi modellezési technikák számára.
Tal Friedman Építőipar 4.0 – Új világ építése robotokkal és mesterséges intelligenciával című előadásával nyűgözte le a közönséget. Foldstruct nevű vállalkozásuk forradalmian új technológiákat alkalmaz: egyedi algoritmusok és robotok segítségével lehetőséget teremtettek arra, hogy az ipar hagyományos anyagaiból olyan formákat alkossunk, melyek eddig nem voltak lehetségesek. Az egyedi tervezés és gyártástechnológia lehetővé teszi a fejlesztők számára, hogy ikonikus terveket készítsenek minimális költségkereteken belül. A Foldstruct minimálisra csökkenti a felhasznált anyag mennyiségét, miközben energiahatékony, vékony héjszerkezeteket hoz létre. A jövőben nem lesz szükség drága formákra vagy végtelen mennyiségű egyedi alkotóelemekre. A legmodernebb robotika és a mesterséges intelligencia lehetővé teszi új formák létrehozását. A formatervezés számos területen átalakul, beleértve az építőipart, a tervezést és a repülőgépipart.
Eljött a változás ideje!
2018-2020 között jelentős fellendülés történt a magyar építőiparban. Hatalmas beruházások indultak meg az országban mind az állami, mind pedig a magánberuházások területén: az ipari szektorban (főként az autóipar területén), az ingatlanpiaci szektorban és az irodaépületek területén is számos példával találkozhatunk. A rengeteg beruházás azt eredményezi, hogy egyre több vállalkozás a minőség rovására, a mennyiség és növekvő bevételek generálására fekteti a hangsúlyt.
A koronavírus megjelenésével egyre jobban lelassulnak ezek a beruházások, mely a csökkenő bevételekhez fog vezetni. A munka fenntartása és a biztonság érdekében egyre több ember kényszerül home office-ba, mely lehetőséget ad arra, hogy egy pillanatra megálljunk és átgondoljuk, hogyan tudnánk hatékonyabban dolgozni. A globális járvány hatása ismét felhívja a figyelmet arra, hogy az építőipar kifejezetten érzékeny az élőmunka jelenlétére. Napjainkban minden generáció rákényszerül arra, hogy a digitális technológia adta lehetőségeket megtanulja és kihasználja. A munkák hirtelen lelassulása jó lehetőséget ad arra, hogy átgondoljuk mennyire dolgozunk hatékonyan a magyar építőiparban. Vajon az elmúlt időszak növekvő bevételei ugyanilyen szintű profit növekedést eredményeztek a vállalkozások számára?
Ha visszatekintünk arra, hogy milyen nagyobb technológiai változások történtek az építőipar területén, Magyarországon hatalmas lemaradást tapasztalhatunk. Az első jelentős technológiai változás az volt, amikor a papírról a 2D-s digitális tervezésre váltottunk; majd ezt követte az ArchiCad szoftver megjelenése, mely világ szintű technológiai átalakulást hozott és számos kutatás szerint megalapozta a BIM alapú tervezés lehetőségét. Napjainkban azt tapasztalhatjuk, hogy hazánkban is vannak olyan nagyobb tervező cégek, akik professzionális szinten használják a BIM szoftvereket, azonban rengeteg helyen még mindig a 2D tervezést preferálják.
Hogyan is kapcsolódik a BIM, a technológia, a profit és a hatékonyság? Vajon mi az oka annak, hogy kevesen érzik a technológia pozitív hatását a piacon: a hatékonyság és a profit növekedését?
Itt az ideje átgondolni, hogy mi is a probléma oka? A piac átalakulóban van és a BIM egy teljesen új üzleti modellt feltételez. Nem elég szervezeti szinten integrálni a technológiát; teljes projekt szinten kell megújítani a jelenlegi menedzsment folyamatokat. A BIM technológia alkalmazásának előnyei akkor jelennek meg a tervezéstől az üzemeltetésig, ha a folyamatokba minden résztvevő bekapcsolódik. Ahhoz, hogy ez megtörténjen Magyarországon szükség van arra, hogy a cégvezetők megértsék azt, hogy egy hatalmas technológiai átalakulás küszöbén vagyunk: az Építőipar 4.0 elkezdődődött. Egy digitális forradalom indult el a világ minden területén az építőiparban, melynek alapja és feltétele a BIM. Természetesen a BIM mellett rengeteg új technológiai jelent meg, melyek alkalmazásával jelentős erőforrásokat lehet megspórolni.
A vállalkozásoknak most itt az ideje átgondolni, hogy merre is tartanak. Hatékonyságot szeretnének növelni megfelelő technológiával, vagy az élőmunkaerő számát növelni és a múltban leragadni? Gondoltak-e már arra, hogy egy digitális vállalati stratégiát kialakítsanak? Hogyan fogják alkalmazni az új technológiákat vagy egyáltalán milyen új technológiák vannak? Rendelkezésükre áll-e kellő mennyiségű szakképzett munkaerő?
Az országos építőipari technológia átalakuláshoz állami szintű stratégia kialakítása jelentősen tudná támogatni ezt az átalakulást. Európában, Angliában országos stratégiai célként tűzték ki az építőipari digitális átalakulást. Ezt a stratégiát folyamatos kutatásokkal támogatja például a The Center of Digital Built Britain, mely egy partneri együttműködés a Cambridge-i Egyetemmel. Észtországban állami támogatással hozták létre a Digital Construction Cluster-t, mely szintén az építőipari technológiai átalakulásokra fókuszál.
Mi is az építőipar jövője? Mit jelent az Építőipar 4.0? Milyen megjelenő technológiák segítik a jövőben az építőipart a tervezés, a kivitelezés, a műszaki ellenőrzés, a munkavédelem és az alapanyagok területén? Az Izraelben februárban tartott Építőipar 4.0 konferencia kifejezetten érdekes és hasznos technológiai irányokat mutatott be.
Építőipar egy jobb világért
Moderátor: Bryan Lyandvert (MetaProp)
Prof. Yehiel Rosenfeld (Technion)
Meirav Oren (Versatile)
Sven Harmsen (Nova Saint-Gobain)
Jeremy Brown (Foundamental)
Arch. Shany Barath (ShaGa Studio)
Guillaume Bazouin, Open Innovation & Startup Programs at Leonard, VINCI Group
A konferencia részét képezte egy panelbeszélgetés is, ahol a szakemberek véleményét az új építőipari technológiákról, valamint arról kérdezték, hogy miként fog átalakulni a piac. Bár a vélemények szerteágazók voltak, egy nézőpont mégis közös volt: a változás megindult, a piaci átalakulás megkezdődött és egy teljesen új digitális építőipari piac született. Az ágazat legnagyobb kihívása pedig az, hogy az építőipar tanulási görbéje semmilyen más iparághoz nem hasonlítható. A folyamatok nagyon lassúak és az új technológiák implementálására nincs még elegendő tapasztalat, hogy egy standard megoldást alkalmazhassunk.
Moduláris kivitelezés
A Cemex befektetői üzletága részéről Mateo Zimmermann a 3D nyomtatás piacáról hozott példákat. Kiemelte, az előregyártás legnagyobb kihívása az integráció és a komplexitás. A standard elemek megalkotása és ebből a tömeges gyártás kialakítása. Werner Bittner a Neulandt 3P (N3P) vállalkozást mutatta be. A Neulandt GmbH az Umdasch Group Ventures leányvállalata, mely szintén egy építőipari innovációs központ. A Neulandt egy mozgatható előregyártó üzemet hozott létre. Az előregyártó üzemet közel 40 konténerből 4-6 hét alatt építik meg a munkaterületen, majd ennek segítségével nagy tömegben moduláris szerkezetű lakóingatlanokat tudnak gyártani.
A fentiek mellett a 3D nyomtatáson belül a cégcsoport az alábbi négy technológiai szegmenst különbözteti meg: 3D építőiparhoz kapcsolódó művészeti alkotások, 3D alapanyag gyártás, 3D héjszerkezetek nyomtatása (25-35%-a az építőipari piacnak), kontúrozás (nyomtatás és automatizálás). A költség-idő-minőség háromszöget figyelembe véve az új technológiáknak le kell győznie a hagyományos technológiákat. Ügyelni kell arra, hogy az anyagok esetében az építőiparban tömeges termelésre, nagy mennyiségekre van szükség. Az egyik legjelentősebb kihívás pedig, hogy ezen új technológiák számára még nem állnak rendelkezésünkre új szabványok.
3D nyomtatás, az építőipar digitalizációjának trójai falova
Matthew Carli, a Laticrete csoport innovációs és stratégiai tervezés vezetője a 3D nyomtatás témában tartott előadást. A vállalkozás kutatócsoportja az építőipar jövőjét jelentő 3D nyomtatás alapanyagait fejleszti. A megfelelő 3D nyomtatáshoz használt alapanyag előállításához négy kulcstényezőt kell figyelembe venni: pumpálhatóság, nyomtathatóság, építhetőség és kötési idő. E négy tényező azonban anyagról anyagra változik. Mindezek mellett ezen paraméterek szintén befolyásolják a 3D nyomtatók kapacitását, ezért jelenleg még nem állnak rendelkezésünkre olyan kialakult standardok, melyek irányt mutatnának a 3D nyomtatásban. Számos 3D nyomtatót fejlesztettek ki (pl. KKRANE Virginia, USA, 3D Printhuset Koppenhága, Dánia). Minden egyes nyomtatónak megvannak a saját beállításai és tulajdonságai, ezért kritikus a megfelelő robosztus 3D nyomtató alapanyag használata, mely többfajta gép esetében is alkalmazható. A Laticrete International, Inc. kutatócsoportja egy olyan 3D nyomtató habarcsot fejlesztett ki, amely megfelelően pumpálható; kellően hosszú a kötési ideje megakadályozva ezzel a szerkezet szállító rendszerében való kikeményedést; továbbá kontrollálható kikeményedési tulajdonsággal rendelkezik, ami építhetővé teszi a habarcsot. A kontrollált kikeményedési koncepció megvalósíthatóságának igazolására ugyanez a csapat egy olyan adagolórendszer prototípusát is kifejlesztette, amely lehetővé teszi a gyors kikeményedést, illetve a rétegek közötti nagyobb kötőszilárdság kialakulását.
Új építőipari technológiák
Az új építőipari technológiáknak otthont adó ConTech központban jelenleg is több mint száz új technológiai megoldáson dolgoznak, ezek közül több is megjelent már a piacon. A 4. ipari forradalom hatására az iparági határok kezdenek elmosódni, a digitális világ egyre jobban a virtuálisan összekapcsolt technológiák felé halad. A megjelenő építőipari megoldások egy-egy építőipari fázist céloznak meg, összekötve az eddig viszonylag elkülönült munkafolyamatokat.
Tervezés
A konferencián több mint 15 új vállalkozás képviselte magát ebben a témakörben, melyek közül két technológia került bemutatásra. A mesterséges intelligencián alapuló tervezés felgyorsítja a kivitelezést, növeli a teljes projekt hatékonyságát. A Swapp mesterséges intelligenciája különféle szcenáriók alapján tervez; figyelembe véve a változtatások hosszú távú kimenetelét, mely által rugalmas megoldást biztosít mind a tulajdonosok, mind a bérlők számára. A technológia használatához nem kell mást tenni, csupán a meglévő terveket feltölteni. Ezt követően a Swapp optimalizálja a terveket, miközben figyelembe veszi a projekt követelményeit, majd ezeknek megfelelően automatikusan elkészíti a kiviteli terveket.
A BIMMATCH technológia egy olyan újdonságot hoz a piacra, mely a tervezés mellett a beszerzés és a költségvetés problémáit is megoldja. A cég által kifejlesztett platformon keresztül a BIM modell feltöltését követően egy-egy szerkezeti elemre kattintva számos beszállító közül válogathatunk és azonnal hozzárendelhetjük a modell megfelelő eleméhez a kiválasztott terméket, így a teljes projektre vonatkozó költségvetés is gyorsan és pontosan előállítható.
Az AI erejének felhasználásával a Firmus segít az építőipari vállalkozásoknak tanulni a hibáikból és felismerni a tervezési és koordinációs problémákat. A 3D-s terveket a platformon keresztül futtatva lehetősége van a felhasználónak a tervek optimalizálására, kiemelve a lehetséges kockázatokat és hibákat a projektek historikus adatai alapján. A felület az AI felhasználásával több millió jelentésből gyűjti ki az adatokat, majd bemutatja az azonosított hibákat, költségeket és összetettség szerint rangsorolva csoportosítja az adatokat. Mit is jelent ez ténylegesen? A munkaterületen elkészített NCR riportokat és adatokat az AI összegyűjti, majd visszavezeti a hibákat a BIM modell megfelelő helyére.
Kivitelezés
Számos új megoldás érkezik a kivitelezési szegmensbe is. Az OKIBO okos robotja egy új, háromdimenziós szkennelési módszer alkalmazásával képes 3D-ben feltérképezni a környezetét, mely lehetővé teszi a folyamatos előrehaladás megfigyelését, a BIM modell és a valóság összehasonlítását és a vakolási követelmények megbízható megértését. A fejlett érzékelőkkel és AI algoritmusokkal felszerelt robotok minimális emberi beavatkozást igényelnek. Az egyszerű felhasználói felületnek köszönhetően könnyű beállítani a robotot. A gép az ipari robotkarok kifinomultságát és robusztusságát felhasználva kiváló minőségű vakolási munkákat végez, a hagyományos vakolási módszerekkel töltött idő töredéke alatt. Számos építőipari munka automatizálása segít megakadályozni az olyan dolgozók számra potenciális kockázatokat, mint például a magasban történő munkavégzés vagy a mérgező anyagok használata. Mivel a robot önállóan és folyamatosan képes működni, kizárólag villamos energiát fogyasztva, versenyképes árakon tud működni 0-24 órában.
A Civdrone automatizálja az építőipari kitűzés folyamatát. A dróntechnológia fejlődése megteremtette a lehetőséget arra, hogy a startup cég a teljes munkaterületen automatizálni tudja a kitűzési folyamatot drónok segítségével. Az okos drónok képesek éjjel-nappal elvégezni a munkaterületen a kitűzést anélkül, hogy a munkaterületen emberi erőforrásra legyen szükség. Minden egyes smart cölöp QR kódokkal van ellátva – melyeket bármely okos eszközzel le lehet olvasni – információkat tárol egy felhőben, így egyszerű és világos utasításokat nyújt a munkaterületen dolgozók számára.
A Samson Logic összekötötte a beszerzést, a munkaterületen lévő organizációs folyamatokat és a logisztikát. A Lean logistic, a moduláris, okos konténerekkel egy új módszert kínál az építőipari munkaterületekre érkező anyagok kezelésére: a gyártótoktól megrendelt építőanyagok okos címkékkel ellátott konténerekbe kerülnek. A munkaterületre szállítva és a helyszínen tárolva a folyamatos készletgazdálkodás nyomon követhető. A cég által kínált speciális IoT szenzorokat segítségével a daruval történő emelés biztonsága növelhető. A szenzorok a darukezelő számára jelzik a potenciális veszélyforrásokat. A rendszer továbbá képes a daru emelőképességének maximalizálására – a daru és a dolgozók időmegtakarítása érdekében.
Az Ultrawis a toronydaruk piacát megcélozva szeretné a piac hatékonyságát növelni. Az Ultrawis célja, hogy a globális piacon piacvezetővé váljon egy a toronydarukhoz használható automata irányító és megfigyelő szolgáltatással. Számomra kifejezetten lenyűgöző volt a bemutatott technológia. Ki gondolná, hogy valaha képesek leszünk mozgássérülteket alkalmazni az építőiparban? Ez a technológia megteremtette azt, hogy a darukat távolról, konténerekből tudjuk irányítani. Mindezek mellett a technológia valós időben 360 fokos képet mutat a toronydaruból a teljes projektről és a projekt BIM modelljét integrálva a rendszerrel azonnali mennyiségi méréseket tudunk végezni például a kitermelt földmennyiségre.
Az INTSITE a mesterséges intelligencia és a „deep learning” alkalmazásával optimalizálja és automatizálja a gépek használatát a munkaterületen. Új lehetőséget kínál a nehézgépeket használó iparágak hatékonyságának növelésére az építőiparban, a bányászati és a konténerszállítás területén. Az INTSITE, amelyet 2017-ben alapítottak, az izraeli Haifában, kivételes algoritmusfejlesztők, ipari szakemberek és különféle technológiai területek szakembereivel büszkélkedhet. Az INTSITE technológiáját, eredetileg irányítási rendszerként és intelligens műszerfalként fejlesztettek ki az építőipari darukhoz, majd gyorsan kiterjesztették más iparágakba is, ahol a nem optimális nehézgép-használat tapasztalatai hasonló kihívásokat jelentenek mind a hatékonyság, mind a jövedelmezőség szempontjából. Az INTSITE szabadalmaztatott technológiája a Computer Vision, a Deep Learning és repülőgép iparban használt algoritmusokat egyesíti kifejlesztett hardverekkel (kamera és egyéb érzékelők), hogy minden nehézgépet gyors és költséghatékony módon intelligens és autonóm robotokká (gépekké) alakítsanak, ezzel növelve a biztonságot és a hatékonyságot. Az INTSITE technológiájával a gépek egy felhőhöz csatlakoznak, ezáltal a csatlakoztatott gépek egy hatalmas hálózatot képeznek a világon, lehetővé téve az adat vezérelt döntéseket és a munkahelyi tevékenységek valós időben történő megfigyelését.
Munkavédelem és biztonság
Az építőipari munkaterületek balesetvédelem szempontjából kiemelt figyelmet érdemlő munkakörnyezetnek számít. Erre építette fel vállalkozását a SafeGuard nevű startup. Az alkalmazás valós idejű munkavédelmi menedzsment eszköz, amely lehetővé teszi az ügyvezetőknek, projektmenedzsereknek, munkavédelmi vezetőknek és a projektcsapat tagjainak, hogy csökkentsék a kockázatokat és fenntartsák az építkezés folytonosságát. A Safeguard egy olyan nyilvántartási rendszer, amely tárolja az összes kritikus munkavédelmi adatot: munkavédelmi kérdéseket, eseményjelentések és biztonsági auditokat.
Megvalósulás és műszaki ellenőrzés
Mind a projektmenedzserek, mind pedig a műszaki ellenőrök számára is új technológiák érkeznek. A DatuBIM egy olyan automatikus felhőalapú platform, amelyet infrastruktúra építési projektekhez terveztek és építettek. Ez a szolgáltatás lehetővé teszi az építőipari vállalkozások számára a projekt előrehaladásának nyomon követését, a minőség biztosítását és a költségvetés ellenőrzését a terepi adatokból kivont, elemezhető adatok alapján. A DatuBIM beépül a projekt minden szakaszába a folyamatok automatizálása és optimalizálása érdekében.
A LightYX egy innovatív, modern technológiával induló startup, a legkiválóbb befektetők támogatásával. A LightYX megoldja az építőipar egyik legnagyobb problémáját, az iroda és a munkaterület közötti szakadékot, amely költségek és ütemterv túllépéséhez vezethet. A LightYX 3D BIM projektora lehetővé teszi az építőipari dolgozók számára, hogy elsőre gyorsan és megfelelően építsenek. Technológiájuk segítségével az építési tervek kiterjesztett valóságát lézer segítségével, a valós építési helyszínen, milliméter pontossággal vetítik ki. A LightYX megoldását a munkások egyszerűen kezelhetik, egyetlen kattintással. Céljuk, hogy az építőipari munkások képesek legyenek helyesen végrehajtani a 2D és 3D terveket, miközben a vezetők folyamatosan figyelemmel kísérhetik a megvalósítási folyamatot a távoli helyekről.
A Constru fejlett AI-t hoz az építőiparba. A megoldás áttöréses számítógépes vizualizációt alkalmaz, hogy megfeleljen, majd jelentősen meghaladja az emberi képességeket az építési folyamat ellenőrzése és elemzése során. A vezető építőipari vállalatoknál már telepített platform felméri a kivitelezés minőségét, a költségvetést és az ütemtervet. A Constru tehát csökkenti a projekt kockázatát, javítja a hatékonyságot és növeli a beruházások megtérülését. A Constru megoldás három fő részből áll: adatgyűjtés, melynek során a helyszínen 360˚-ban folyamatosan vizuális adatokat rögzítenek a projekt teljes életciklusán keresztül. Ezt követően az adatok kinyerésére Computer Vision technológiát használnak. Az adatelemzés során a mérnöki és üzleti intelligencia biztosításához alkalmazott elemzés folyamatos képet ad a projekt aktuális státuszáról.
Új anyagok és technológiák
Új anyagok és építési megoldások főként a környezettudatos, környezetbarát megvalósulásra fókuszálnak. Annak ellenére, hogy a konferencián nem mutatták be, mégis figyelmet érdemel az egyik legizgalmasabb technológia, a KITE Bricks. Ez forradalmi építőblokk egy teljesen új építési rendszer alapja. A nagyszilárdságú betonból készülő blokkok épületek, hidak és egyéb műtárgyak építéséhez használhatók, s a hagyományos módszerekkel szemben gyorsabb, olcsóbb, pontosabb és erősebb szerkezetek létrehozását teszik lehetővé. A blokkokat úgy tervezték, hogy könnyen összekapcsolódjanak, a szigetelések, a gépészeti és elektromos kábelek pedig a blokkok belsejében könnyen átvezethetők legyenek. A padlókhoz, a falakhoz és a födémekhez egyedi blokkokat fejlesztettek ki, hogy a szerkezet könnyű legyen, így is csökkentve a teljes épület kivitelezési költségét és idejét.
