Bản vẽ xây dựng sử dụng nhiều ký hiệu cũng như chữ viết tắt khác nhau mà để đọc được bản vẽ chúng ta cần phải nắm rõ được các ký hiệu viết tắt trong bản vẽ xây dựng. Ký hiệu chính là ngôn ngữ đặt biệt của bản vẽ, nhờ nó mà chúng ta biết được nội dung của bản vẽ và trình tự thực hiện chúng.
Ký hiệu về vật liệu
Đây là những ký hiệu ghi chú và thể hiện vật liệu có trong công trình xây dựng. Nhờ nó chúng ta có thể triển khai thi công một cách chính xác và đúng vị trí của nó.
Ký hiệu đồ nội thất
Các bảng ký hiệu đồ nội thất cũng tương tự như bảng ký hiệu cửa, cửa số. Nó giúp biết được có những đồ nội thất nào được sử dụng, vị trí ở đâu và sắp xếp như thế nào.
Ký hiệu về điện
Ký hiệu cơ bản về sử dụng điện:
Ký hiệu về các loại đèn và thiết bị sử dụng điện:
Ký hiệu các thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, ổ cắm:
Ký hiệu các thiết bị đo lường:
Ký hiệu các thiết bị đóng, cắt điều khiển điện:
Các ký hiệu chữ:
Ký hiệu về nước
Ký hiệu chung:
Ký hiệu các đường ống cấp thoát nước:
Ký hiệu các phụ kiện nối ống nước:
Ký hiệu vị trí nối ống cấp thoát nước:
Ký hiệu các thiết bị điều chỉnh:
Ký hiệu thiết bị đo:
Ký hiệu thiết bị vệ sinh:
Ký hiệu thiết bị tắm rửa:
Ký hiệu thiết bị vòi nước:
Ký hiệu thiết bị máy bơm nước:
Ký hiệu công trình cấp thoát nước:
Ký hiệu trong bảng vẽ kết cấu thép
Bản vẽ kết cấu thép thể hiện các mối liên kết của các vật liệu thép được sử dụng trong xây dựng, đồng thời thể hiện vị trí của từng loại vật liệu kết cấu thép được dùng trong công trình. Một bản vẽ kết cấu thép sẽ bao gồm: độ cao công trình, kế hoạch cấu trúc và các ý tưởng xây dựng của nhà thầu.
Mặc dù sự phát triển và sự áp dụng của các công nghệ tự động hóa trong xây dựng phát triển chậm hơn trong sản xuất nhưng bây giờ là thời gian chín muồi cho các công nghệ xây dựng tự động được đóng vai trò chủ chốt trong việc đưa quá trình chuyển đổi công nghệ kỹ thuật số của ngành xây dựng trở nên nở rộ.
Sự phát triển không ngừng của ngành xây dựng sẽ phụ thuộc vào việc tự động hóa theo nhiều hình thức, từ thiết kế kỹ thuật số tự động và các quy trình phân tích đến việc tự động tạo ra các tài liệu xây dựng và cuối cùng là các hoạt động của ngành xây dựng. Sự tự động hóa các quy trình xây dựng, dù chúng được sử dụng trong việc lắp ráp sẵn ở trực tiếp trên công trường và bắt chước các phương thức tốt nhất của trong sản xuất hiện đại, hoặc được sử trong robot xây dựng, đều sẽ quyết định sự thành công của ngành công nghiệp xây dựng trong việc hoàn thành các thách thức kẹp ở thế kỉ 21, đó là nhu cầu tăng cao về các tòa nhà và cơ sở hạ tầng và sự cần thiết của tính bền vững trong suốt vòng đời.
Tự động hóa trong xây dựng có tiềm năng để giải quyết các cơ hội và thách thức tương tự mà các quy trình sản xuất tự động đã giúp giải quyết trong các ngành công nghiệp khác, bao gồm cải thiện thời gian sản xuất, hiệu quả nguyên liệu, nâng cao năng suất lao động, sức khỏe và an toàn của người lao động, cũng như bù đắp tình trạng thiếu lao động, giảm tác động đến môi trường , tạo ra các cơ hội thiết kế mới, v.v. Nói một cách đơn giản, xây dựng tự động mang lại tiềm năng cho phép ngành công nghiệp đáp ứng một cách an toàn nhu cầu của dân số ngày một tăng cao trong việc xây dựng và cơ sở hạ tầng toàn cầu. Những phát triển công nghệ mới và xu hướng công nghiệp báo hiệu rằng bây giờ là lúc để tự động hóa phát triển.
Sự tự động hóa trong xây dựng là gì?
Thuật ngữ tự động hóa xây dựng mô tả các quy trình, công cụ và thiết bị sử dụng quy trình công việc tự động để xây dựng các tòa nhà và cơ sở hạ tầng. Trong một vài trường hợp, các công cụ được triển khai để tự động hóa công việc mà trước đây việc này được thực hiện thủ công và trong các trường hợp khác, công cụ tự động cho phép các quy trình mới được chuyển giao hoặc phát triển đặc biệt dành cho xây dựng. Tự động hóa trong xây dựng có thể diễn ra ở các giai đoạn khác nhau của dự án, bắt đầu từ giai đoạn thiết kế được dựa trên phần mềm, tiếp tục với các khía cạnh tự động của xây dựng tại nhà máy và trực tiếp tại công trường, và kết thúc bằng cách chia sẻ các dữ liệu thu thập được trên hệ thống và sử dụng năng lượng của các tòa nhà đã hoàn thiện —Tất cả được lưu trữ lại trong một mô hình nền tảng đám mây. Một số chiến lược phát triển cốt lõi là cần thiết để thực hiện vòng lặp phản hồi tích hợp này, cả trong phần mềm và phần cứng. Ví dụ, người máy hợp tác; chiến lược xây dựng công nghiệp hóa; các loại robot và máy móc tự động mới; và cảm biến thời gian thực, phản hồi và thích ứng giữa những công nghệ và chiến lược đang hội tụ để biến tự động hóa trong xây dựng trở thành một hiện thực phổ biến
Industrialized construction [IC]/ Xây dựng công nghiệp hóa [IC] là một thuật ngữ được sử dụng để xác định việc triển khai chiến lược của nguyên vật liệu, quy trình và hệ thống trong quá trình xây dựng theo những cách mà được lấy những gợi ý từ quá trình sản xuất. Xây dựng công nghiệp hóa không đồng nghĩa với tự động hóa xây dựng, nhưng về cơ bản cả hai đều liên kết với nhau khi việc áp dụng các công cụ tự động ngày càng nhiều để cho phép các chiến lược xây dựng công nghiệp hóa có tác động triệt để đến cách thức xây dựng diễn ra. Hiện tại, thuật ngữ xây dựng công nghiệp hóa chủ yếu liên quan đến việc xây dựng tại nhà máy, nơi mà việc áp dụng các kỹ thuật sản xuất vào môi trường xây dựng được phổ biến rộng rãi hơn. Các quy trình xây dựng công nghiệp hóa tạo ra các yếu tố của tòa nhà và cơ sở hạ tầng, từ các bộ phận đơn lẻ đến các bộ phận hoặc toàn bộ bộ phận lắp ráp, sử dụng các công nghệ và chiến lược được dành riêng cho các quy trình sản xuất. Trong trường hợp xây dựng công nghiệp hóa theo thể tích, hoàn chỉnh các mô-đun thể tích — chẳng hạn như toàn bộ các phòng khách sạn — được sản xuất trong môi trường như nhà máy và sau đó được vận chuyển đến công trường để lắp ráp thành một tòa nhà hoàn chỉnh.
Bởi vì có nguồn gốc từ sản xuất, xây dựng công nghiệp hóa hình thành dựa trên sự chắc chắn, an toàn và đảm bảo chất lượng nhờ một tập hợp các biến số có thể dự đoán được, điều này chưa từng có trong xây dựng truyền thống và có tiềm năng để tận dụng các kỹ thuật sản xuất tiên tiến, và có tính tự động hóa cao. Đây không phải là những ý tưởng mới – chẳng hạn như có những ví dụ truy ngược về nguồn gốc của môi trường xây dựng - nhưng hiện nay có sự hội tụ chưa từng có của công nghệ đã làm gia tăng giá trị và ảnh hưởng của chiến lược xây dựng công nghiệp hóa, đã được triển khai trên toàn bộ ngành công nghiệp. Trong các quy trình xây dựng công nghiệp hóa tự động, các bản vẽ trên giấy truyền thống có thể được loại bỏ, vì dữ liệu từ các mô hình 3D và các cấu kiện số khác đi thẳng vào dây chuyền sản xuất tự động để chế tạo. Dây chuyền sản xuất có thể bao gồm các robot công nghiệp, các giàn treo trên cao, băng tải hoặc thiết bị tự động khác giúp vận chuyển vật liệu sang các bộ phận và lắp ráp. Điều quan trọng là đánh giá các cơ hội cho tự động hóa vì chúng liên quan đến tác động đến môi trường; những người lao động; và tất nhiên, tỷ suất hoàn vốn [ROI]. Tôi và các đồng nghiệp đồng ý rằng kết quả tốt nhất có thể là một quan hệ hợp tác và được lên kế hoạch một cách cẩn thận giữa con người và máy móc, tương tự như những gì được thấy nhiều trên các dây chuyền lắp ráp tự động.
Lịch sử tóm tắt của tự động hóa xây dựng
Việc rô bốt và các công cụ tự động ở ngoài công trường dường như là một phần của tương lai xa vời và mang tính chất suy đoán, thế nhưng thực tế là các chiến lược quan trọng đối với việc triển khai các công cụ này đã tồn tại hàng thiên niên kỷ và các ý tưởng về xây dựng tự động được cơ giới hóa đã được chứng minh trong nhiều thế kỷ. Các ví dụ sơ khai về xây dựng không trực tiếp ngoài công trường cách đây hơn 2.000 năm, từ kỹ thuật đúc sẵn được sử dụng để xây dựng Đội quân đất nung ở Trung Quốc [ Terracotta Army ] vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên đến các tấm đúc sẵn được lắp ráp tại chỗ cho nhà ở ở Berlin vào những năm 1920.
Tuy nhiên, sự tự động hóa trong xây dựng hiện đại với tính năng người máy đã không phát triển cho đến khi ngành công nghiệp robot đầu tiên được phát minh vào những năm 1950 và ngành công nghiệp ô tô đưa chúng vào hoạt động vào những năm 1960. Tự động hóa nhà máy lan rộng khắp thế giới công nghiệp và robot xây dựng [construction robotics] bắt đầu xuất hiện vào những năm 1960 và 1970. Đối mặt với tình trạng thiếu hụt lao động trong ngành xây dựng do dân số già hóa và lao động trẻ thì không mấy quan tâm ngành này , Nhật Bản đã đổi mới tự động hóa trong xây dựng và chế tạo người máy trong những năm 1970 và 1980. Các công ty kiến trúc và kỹ thuật của Nhật Bản như Shimizu Corporation, Obayashi Corporation và Takenaka Corporation đã tạo ra robot và máy điều khiển từ xa để đào, xử lý vật liệu, đổ và hoàn thiện bê tông, chống cháy, đào đắp, lắp đặt cốt thép và các nhiệm vụ xây dựng khác.
Ngành xây dựng đã từng chậm phát triển và sử dụng các quy trình tự động. Tuy nhiên, ngày nay, quá trình hồi sinh tự động hóa xây dựng đang được tiến hành, được hỗ trợ bởi sự hợp tác giữa các doanh nghiệp, chính phủ và giới học thuật.
Ngoài một số ví dụ phần lớn được thúc đẩy bởi áp lực lao động cực đoan - và bởi vì đầu tư ban đầu quá cao, sự phức tạp trong thực hiện, phân biệt thương mại và sự thiếu hụt các công cụ dành riêng cho xây dựng, ngành xây dựng đã chậm phát triển và áp dụng các quy trình tự động. Tuy nhiên, ngày nay, quá trình hồi sinh tự động hóa xây dựng đang được tiến hành, dưới sự hỗ trợ giữa các doanh nghiệp, chính phủ và giới học thuật cùng hợp tác với nhau. Dữ liệu mạnh mẽ, thiết kế kiến trúc tinh vi và các khả năng quản lý dữ liệu đến từ BIM [Mô hình hóa thông tin tòa nhà] và trí tuệ nhân tạo, các phương pháp tiếp cận thiết kế tổng hợp, đã được kết hợp với sự tiến bộ của công nghệ robot và Internet of Things [IoT] để thúc đẩy quá trình số hóa công trình xây dựng và sự kết hợp với các kỹ thuật sản xuất. Phần cứng chi phí thấp hơn đã được kết hợp với quy trình công việc mới, liên kết quy trình thiết kế với quy trình chế tạo rô bốt, tạo cơ hội mới cho việc chuyển giao rô bốt công nghiệp sang lĩnh vực xây dựng.
Phân loại tự động hóa xây dựng
Tự động hóa xây dựng bên ngoài công trường
Tự động hóa xây dựng bên ngoài công trường mô tả các phương pháp làm cho quá trình xây dựng trông giống như sản xuất tự động hiện đại. Một số thuật ngữ tương tự nhưng không đồng nghĩa thuộc phạm vi xây dựng bên ngoài công trường, bao gồm đúc sẵn, xây dựng mô-đun khối và ghép tấm , và bê tông đúc sẵn. Những các phương pháp này chuyển các quy trình xây dựng bên ngoài công trường vào các nhà máy, trong một môi trường quen thuộc và được kiểm soát có thể được tối ưu hóa để tận dụng lợi thế của sự tự động hóa, robot công nghiệp, quy trình sản xuất kỹ thuật số và thiết kế cho các chiến lược sản xuất và lắp ráp.
Tự động hóa bên ngoài công trường trong ngành công nghiệp xây dựng phổ biến hơn so với tự động hóa tại công trường, và sự gần gũi với sản xuất đã làm cho việc chuyển giao công nghệ trực tiếp từ sản xuất trở nên dễ tiếp cận hơn, chỉ với một lưu ý chính. Trong sản xuất, dây chuyền sản xuất tự động thường được sử dụng trong sản xuất khối lượng lớn, trong đó kích thước, hình dạng và trình tự lắp ráp của bộ phận là nhất quán trên nhiều nghìn đơn vị.
Trong khi việc xây dựng các tòa nhà, đường xá và cầu bao gồm các tổ hợp các bộ phận được sản xuất, sự đa dạng của vật liệu và quy trình, cùng với sự thay đổi vốn có từ thành phần này sang thành phần khác và giữa các dự án, đặt ra một thách thức riêng đối với công cụ [cấu hình của thiết bị tự động trong một dây chuyền sản xuất], và dây chuyền sản xuất phải được tự động hóa nhưng cũng đủ cấu hình để đáp ứng với sự thay đổi.
Tự động hóa nhà máy là một khoản đầu tư lớn, nhưng về lâu về dài, nó có thể tiết kiệm thời gian, tiền bạc và nguồn tài nguyên đồng thời cải thiện việc kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng và cung cấp điều kiện an toàn hơn, thoải mái hơn cho người lao động bằng cách loại bỏ nhiều công việc lặp đi lặp lại liên quan đến quy trình xây dựng điển hình. Xây dựng dựa trên nhà máy có thể mang lại lợi ích về môi trường, thải ra ít chất thải hơn; sử dụng ít nước hơn; giảm thiểu năng lượng vận hành và ô nhiễm không khí; và tối ưu hóa việc sử dụng, tái sử dụng và tái chế nguyên vật liệu. Và khi kết hợp với các quy trình tự động, Xây dựng dựa trên nhà máy sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu toàn cầu về các tòa nhà và cơ sở hạ tầng. Một số nhà máy xây dựng tự động có tham vọng là cần phải vận hành nhà máy suốt ngày đêm với hầu như là không có sự can thiệp của con người.
Một học giả người Mỹ nổi tiếng, người tiên phong trong các nghiên cứu về lãnh đạo, Warren Bennis, đã viết: "Nhà máy của tương lai sẽ chỉ có hai nhân viên, một người đàn ông và một con chó. Người đàn ông sẽ ở đó để nuôi con chó. Con chó sẽ ở đó để ngăn người đàn ông chạm vào thiết bị."
Sự tự động hóa trong xây dựng tại công trường
Tự động hóa dựa trên nhà máy trong xây dựng có thể được coi là chuyển giao công nghệ từ sản xuất [với một số ngoại lệ], trong đó công cụ tự động được định cấu hình để sản xuất các thành phần của tòa nhà chứ không phải sản phẩm. Tuy nhiên, tự động hóa xây dựng tại công trường đưa ra những thách thức và cơ hội khác nhau, riêng biệt. Việc phát triển và triển khai thiết bị trở nên ít phải chuyển giao trực tiếp và yêu cầu thiết bị và các quy trình mới — một lĩnh vực phong phú cho việc nghiên cứu, hoạt động kinh doanh mới và khởi nghiệp. Máy móc xây dựng tự động hóa được chế tạo để vận hành tại chỗ phải linh hoạt để di chuyển đến công trường, sau đó được lắp đặt, sử dụng và đưa xuống để chuyển sang công việc tiếp theo. Trong một vài trường hợp, thiết bị hiện có, chẳng hạn như máy móc cồng kềnh, phải được trang bị thêm những bộ phận mới và thiết bị mới để sản xuất ngày một nhiều hơn nhằm hướng tới một tương lai tự động hóa hoặc bán tự động hóa.
Một số ví dụ ban đầu về tự động hóa tại chỗ đã dẫn đến việc xây dựng các hệ thống được chuyên dụng để làm việc với các hệ thống xây dựng tự động đó và trong nhiều trường hợp, làm giảm tính độc đáo của tòa nhà. Ngày nay, có một bước tiến thứ hai là xây dựng tự động hỗ trợ các biến thể giữa các đơn vị đồng thời sử dụng các phần tử được tiêu chuẩn hóa. Ví dụ, thiết bị tự động đặt cốt thép giúp loại bỏ các công việc lặp đi lặp lại trên công trường; cho phép sự thay đổi dựa trên hiệu suất trong việc bố trí thép cây mà không phải chịu thêm chi phí; và, bằng cách đặt vật liệu chính xác vào nơi cần thiết, làm giảm chất thải.
Công ty khởi nghiệp NeXtera Robotics có trụ sở tại Boston tạo ra các hệ thống tự động hóa xây dựng tại chỗ — chẳng hạn như rô bốt quét và bố trí công trường Oliver. Một số máy tự động hóa xây dựng tại chỗ cũng có thể được áp dụng cho việc đúc sẵn ngoài công trường, chẳng hạn như rô bốt lắp đặt vách thạch cao mà NeXtera đang phát triển, nhưng việc áp dụng các máy này tại chỗ có thể tiết kiệm chi phí vận chuyển của nhà xây dựng.
Công ty start-up trên hình mẫu của Boston đã tạo ra hệ thống xây dựng tự động hóa – ví dụ là robot quét khu vực và mặt bằng xây dựng Oliver. Một thiết bị tự hành trên công trường cũng hoàn toàn có thể ứng dụng được vào công việc chế tạo sẵn tại chỗ như robot lắp đặt tấm tường NeXtera đang được phát triển, nhưng khi áp dụng những thiết bị này vào công việc trên hiện trường có thể giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển xây dựng. Những công ty khác cũng tập trung vào thách thức của mặt bằng – một cậu chuyện phức tạp đòi hỏi độ chính xác. Dusty Robotics là một ví dụ cho triển khai nền tảng robot di động để lấy thông tin xây dựng từ một mô hình số và chuyển thông tin đó tới công trường xây dựng, đặc biệt còn in các thông tin chỉ dẫn xây dựng trực tiếp lên sàn xây dựng, tiết kiệm thời gian và nhân lực cũng như tăng độ chính xác.
Robot tự động trong xây dựng
Robot đặc biệt là các cánh tay robot công nghiệp và hệ thống robot di động đóng một vai trò quan trong xung quanh câu chuyện tự động hóa trong xây dựng. Ta có thể hình dung một tương lai với các robot dành riêng cho xây dựng, nhưng bây giờ, các robot chuyên sản xuất đang dần được chuyển qua lĩnh vực xây dựng. Công ty như ULC technologies phát triển những giải pháp tùy biến và tích hợp robot công nghiệp vào các khu vực làm việc tại công trường phù hợp. Hệ thống làm đường và đào đất thực hiện tự động chính xác về mặt cấu tạo của hệ thống mặt đường cơ sở hạ tầng với mức độ ảnh hưởng tối thiểu. Hệ thống robot cộng tác hay còn gọi là cobot, là những con robot với những mức độ tự hành khác nhau hoạt động cùng với con người. Cobots thường bao gồm các tiêu chuẩn an toàn với các biện pháp bảo vệ dự phòng kép để chúng không làm tổn thương bất kỳ ai. Các robot được chế tạo để xây dựng có thể được thiết kế đặc biệt để điều chỉnh sự không chắc chắn và luôn thay đổi của công trường đang thi công.
Một ví dụ của sự phối hợp giữa người và robot trên công trường có thể thấy được trong Construction Robotics’ [CR] SAM100 [thợ xây bán tự động] robot xây gạch. Hệ thống robot này vận hành theo người công nhân xây dựng để làm công việc trở nên nhanh chóng hơn, bớt sự vất vả và ít lặp đi lặp lại. Với thiết bị SAM100, người thợ xây chỉ cần thiết lập vị trí và đánh giá chất lượng tường hoàn chỉnh trong khi SAM sẽ phân phối và đặt các viên gạch.
Công cụ tự động hóa xây dựng
Cũng giống như ô tô tự hành đang bắt đầu chạy trên đường, máy móc bán tự động và tự động trong xây dựng đang được đưa vào sử dụng trong công trường. Các mẫu đời trước đang được thử nghiệm, và các chuyên gia đang dự đoán rằng các phương tiện tự hành trong xây dựng sẽ cuối cùng trở nên phổ biến. Công nghiệp như nông nghiệp và khai khoáng đã từ lâu được hưởng lợi từ thiết bị tự hành và điều khiển từ xa, và đang dần những thiết bị này đang được triển khai trong xây dựng. Giống như các hình thức tự động hóa khác, thiết bị này mang lại những lợi ích tiềm năng là nâng cao an toàn, tăng năng suất và hiệu quả cao hơn.
Thiết bị xây dựng tự động mở rộng quá trình tự động hóa ra ngoài các bộ phận riêng lẻ và cấu kiện riêng của tòa nhà và cho phép ngành công nghiệp coi công trường là một nhà máy trong khu vực. Làm việc với công ty kỹ thuật xây dựng Black & Veatch, San Francisco’s Built Robotics đã sử dụng máy xúc, máy ủi và máy đào tự động của mình để nghiên cứu các hệ thống đào rãnh tự động nhằm đẩy nhanh quá trình xây dựng hệ thống năng lượng tái tạo quy mô lớn.
Các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp thiết bị hạng nặng như Caterpillar đang nghiên cứu các phương tiện xây dựng có khả năng trở nên tự hành hoàn toàn nhưng hiện đang là phương tiện bán tự động. Ví dụ: xe ủi đất D11T được điều khiển từ xa của Caterpillar có gắn camera mà công nhân sử dụng để vận hành xe từ một xe kéo cách đó hàng trăm mét. Caterpillar — cùng với Bechtel, Brick & Mortar Ventures và những người khác — đã làm việc với NASA để tổ chức thử thách 3D-printed habitat challenge, tập trung vào các tòa nhà in 3D tại chỗ — địa điểm này chính là Sao Hỏa.
Tại Úc, Rio Tinto đã triển khai một đội hơn 100 xe tải tự lái và các phương tiện khác để phục vụ các hoạt động khai thác quặng sắt của mình. Mặc dù nó chưa phải là một ứng dụng xây dựng, nhưng ví dụ này cho thấy những gì đang triển khai cho việc xây dựng. Các phương tiện không người lái của Rio Tinto giữ cho người điều khiển từ xa của họ — cách khoảng 1.000 dặm — an toàn trong khi tối đa hóa độ chính xác và hiệu quả.
Boston Dynamics đã thương mại hóa một nền tảng rô bốt cho nhiều tình huống xây dựng khác nhau, bao gồm quét tia laser khi xây dựng để kiểm tra và lập kế hoạch xây dựng. Bốn chân tự động của Spot có thể dễ dàng di chuyển hết công trường mỗi đêm với thiết bị quét Lidar đình kèm để thu thập dữ liệu đám mây điểm phong phú, có độ trung thực cao theo dõi các thay đổi hàng ngày.
Tương lai tươi sáng cho tự động hóa trên công trường khi các loại hình, công nghệ và thái độ mới xuất hiện. Ngay cả khi nhiều thiết bị tại chỗ trở nên tự động hóa, lao động có kỹ năng là cần thiết để đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru và các giai đoạn mới và chiến lược trình từ mới phải tính đến robot
Ví dụ của tự động hóa trong xây dựng
Howick
Có trụ sở chính tại New Zealand, Howick đã chế tạo máy móc công nghệ cao trong hơn 40 năm và hiện đang chuyên về máy cán thép chính xác sản xuất khung cho xây dựng. Trong một dự án gần đây, nhóm Thiết kế & Xây dựng Ảo của Windover Construction đã sử dụng máy đóng khung thép ống lồng Howick X-Tenda 3600 để chế tạo 935 giàn mái được dán nhãn trước trong 15 giờ cho Cape Ann YMCA ở Gloucester, MA. Sau đó, với sự trợ giúp của công nghệ thực tế hỗn hợp [MR] của Fologram, áp dụng “mẫu ảnh ba chiều” cho trường nhìn của người dùng tai nghe MR bằng cách sử dụng dữ liệu mô hình 3D được kết nối, Windover đã lắp ráp các giàn trong ba ngày chỉ với một người làm việc tại thời gian, giảm khoảng 70% thời gian dự án và cắt giảm khoảng một nửa chi phí. [Windover và Fologram đều là thành viên của Mạng lưới Outsight của Trung tâm Công nghệ Autodesk]
Máy của Howick đơn giản hóa việc lắp ráp bằng cách tự động hóa việc sản xuất các bộ phận dạng cuộn phức tạp từ cuộn thép và cung cấp hướng dẫn lắp ráp chi tiết bên trong các bộ phận. Howick và Trung tâm Nghiên cứu Thiết kế Công nghệ Virginia đang triển khai thiết bị này ở các vùng hẻo lánh của Zambia để giảm thời gian sản xuất của các phòng khám y tế cộng đồng từ sáu tháng xuống còn sáu tuần.
Factory_OS
Nhà máy Factory_OS có trụ sở tại Vallejo, CA là điển hình cho hoạt động xây dựng công nghiệp hóa bằng cách xây dựng các tòa nhà chung cư cho nhiều gia đình — phần lớn trong số đó được chỉ định là nhà ở giá rẻ hoặc nhà hỗ trợ — với hiệu quả tối đa trong bối cảnh nhà máy thông minh. Công ty đang xây dựng các đơn vị trên dây chuyền lắp ráp gồm 33 trạm. Bằng cách dựa trên công nghệ sản xuất và quy trình xây dựng đã được kiểm chứng, Factory_OS có thể xây dựng những ngôi nhà mô-đun chất lượng cao nhanh hơn, với chi phí thấp hơn và ít chất thải hơn so với xây dựng tại chỗ truyền thống.
Một nhóm từ Autodesk Research đang làm việc với Factory_OS trong một dự án đầy tham vọng nhằm làm cho việc sản xuất nhà ở bền vững, giá cả phải chăng càng hiệu quả càng tốt bằng cách cải thiện quá trình phối hợp của công ty từ thiết kế đến chế tạo đến lắp ráp và cuối cùng là vận hành tòa nhà.
Factory_OS sử dụng mã QR để theo dõi tất cả các bộ phận và cụm lắp ráp, vì vậy khi các bộ phận của bức tường bị cưa ra, tất cả chúng sẽ được tính toán và theo dõi. Đó là tất cả vẫn đề của sản xuất: sự lặp lại, chất lượng, loại bỏ sự thay đổi. Nếu bạn cần 10 bức tường đó, máy cưa tự động sẽ cắt 10 bộ; một nền tảng robot di động có thể cung cấp các bộ đến một trạm đóng khung.
Chúng tôi đang làm việc để chứng minh kết nối kỹ thuật số với danh mục thiết kế của Factory_OS trong Autodesk Revit để tạo mô hình BIM đa quy mô — nghĩa là, tối ưu hóa thiết kế đa mục tiêu cho phép kiểm soát toàn bộ trang web, các tòa nhà riêng lẻ, các mô-đun cùng tạo nên một xây dựng, tất cả các thành phần tạo nên các mô-đun, tất cả đều được kết nối với thiết kế chung. Sau đó, Factory_OS sử dụng các hình thức tự động hóa lấy con người làm trung tâm để chế tạo các mô-đun đã hoàn thiện và vận chuyển từng mô-đun lên xe tải để vận chuyển đến công trường địa phương.
Trên địa điểm xây dựng, sau khi hoàn thành đào đất, công nhân đổ nền và giao các mô-đun đã hoàn thiện từ nhà máy với sàn, cửa sổ, đèn, thiết bị vệ sinh, đồ đạc ống nước và nội thất hoàn thiện. Các mô-đun giao đến được chống nước, chống cháy và được bọc lại. Sau đó, công nhân gắn chúng lại với nhau, kết nối các hệ thống và tiện ích, và tòa nhà đã sẵn sàng để giao đến cho khách. Quy trình làm việc mới này sẽ cho phép Factory_OS hoàn thành việc thiết kế và xây dựng nhà máy của một căn hộ dành cho nhiều gia đình từ 200 đến 300 căn hộ chỉ trong vài tuần.
Apis Cor
Apis Cor phát triển máy in 3D và hỗn hợp in 3D để xây dựng hiệu quả các bức tường bắt chước thiết kế của các bức tường khối xây vữa XM truyền thống [CMU], đáp ứng các yêu cầu của quy chuẩn xây dựng CMU truyền thống.
Vào cuối năm 2019, Apis Cor đã in 3D một tòa nhà chính phủ hai tầng, rộng 640 mét vuông ở Dubai, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Công ty đã sản xuất hỗn hợp in 3D dựa trên thạch cao, có độ nhớt cao độc quyền tại địa điểm và một cần trục đã di chuyển máy in 3D xây dựng của mình xung quanh địa điểm để hoàn thành công trình, chỉ sử dụng ba công nhân. Kể từ đó, Apis Cor đã cải tiến máy in 3D của mình để xây dựng nhanh hơn ít nhất tám lần và với chi phí chỉ bằng một nửa so với xây dựng bằng gạch xây truyền thống.
Apis Cor là thành viên của Autodesk Technology Centers Outsight Network. Công ty về bản chất là một công ty dịch vụ sản xuất thiết bị xây dựng và sản xuất tại chỗ. Trong những tình huống này, người ta có thể ký hợp đồng với công ty để đưa máy của họ đến địa điểm của bạn để sản xuất cấu trúc hoặc một phần của tòa nhà; sau đó, họ chuyển sang các công trình khác. Nhà sản xuất theo hợp đồng cung cấp các thông số thiết kế, sở hữu thiết bị và cung cấp dịch vụ, không giống như hợp đồng sản xuất sản phẩm, ngoại trừ nhà máy đến tận nơi.
Apis Cor đang cộng tác với một nhóm thường trú khác của Trung tâm Công nghệ Autodesk, công ty kỹ thuật kết hợp Thornton Tomasetti, chuyên đánh giá toàn bộ về cấu trúc của bức tường được ỉn 3D và giúp tạo ra các tiêu chuẩn cho công trình in 3D mà theo lý tưởng, các hiệp hội sẽ chấp nhận cho tòa nhà của họ mã hóa.
BamCore
Tre được thu hoạch bền vững tạo nên nền tảng cho hệ thống gỗ kết cấu vách rỗng, được thiết kế riêng của BamCore và công ty sử dụng các công cụ xây dựng kỹ thuật số dựa trên dữ liệu được công nghiệp hóa để lắp dựng các tấm tường tại chỗ một cách nhanh chóng và hiệu quả. Mỗi bảng điều khiển lai bằng gỗ tre được chế tạo, chế tạo tùy chỉnh được cắt để phù hợp với các tấm liền kề và được cắt sẵn để phù hợp với mọi cửa ra vào, cửa sổ, công tắc đèn và ổ cắm. Số thứ tự cho phép cài đặt chính xác. Các vạch được mã màu cho biết vị trí của mọi đường dây điện và đường ống nước
Các công nhận ngoài công trường có mô hình diễn hoạt 3D của dự án trên một ứng dụng di động được chuyển từ mô hình tòa nhà 3D kỹ thuật số thành, giúp họ dễ dàng theo dõi để xây tường. Việc đúc sẵn của BamCore từ các công cụ xây dựng kỹ thuật số giúp thời gian xây dựng nhanh hơn, ít lỗi hơn, ít lãng phí hơn và chi phí thấp hơn.
Các lợi ích của sự tự động hóa trong xây dựng
Tính bền vững
Nhiều lợi ích của sự tự động hóa trong xây dựng có tương quan và phân tầng để việc tập trung vào việc tăng một lợi ích dẫn đến việc trải nghiệm thêm các lợi ích bổ sung. Tự động hóa giúp hoàn thành các dự án nhanh hơn và hiệu quả hơn, điều này thường mang lại lợi ích về môi trường và xây dựng bền vững hơn. Ví dụ, Thành phố thông minh ở Vancouver, Canada, sử dụng robot tự động hóa trên các ngôi nhà mô-đun đúc sẵn, với kết quả là hiệu quả sản xuất cao hơn 15%, hoàn thành nhanh hơn 38% và giảm 30% chất thải. Công ty xây dựng toàn cầu Skanska sử dụng kỹ thuật hàn robot tại công trường để chế tạo khung thép, giúp cải thiện chất lượng, năng suất và sự an toàn của nhân viên. Không những thế, việc này còn làm giảm chi phí và giảm tác động môi trường của việc vận chuyển các khung thép thành phẩm cồng kềnh đến các địa điểm xây dựng.
Cần phải làm nhiều việc để cải thiện ngành công nghiệp xây dựng theo hướng bền vững và thân thiện với môi trường. Theo Cục Thống kê Giao thông Vận tải, lĩnh vực xây dựng và phá dỡ công trình của nền kinh tế Mỹ tạo ra khoảng 23% tổng lượng chất thải quốc gia. Và các tòa nhà [cả xây dựng và vận hành] chiếm gần 40% lượng khí thải CO2 toàn cầu, dựa theo Architecture 2030. May mắn là tự động hóa trong xây dựng đóng góp vào các sáng kiến bền vững của ngành theo nhiều cách:
- Công nghệ tự động hóa, chẳng hạn như các máy bay không người lái hỗ trợ trong xây dựng của các thiết bị năng lượng tái tạo, chẳng hạn như tuabin gió và mái nhà bằng năng lượng mặt trời.
- Mô-đun xây dựng bên ngoài công trường tận dụng tối đa vật liệu bằng cách tăng khả năng tái chế và giảm chất thải. Vận chuyển hiệu quả các mô-đun bên ngoài đến công trường có thể giảm 75% số dặm trung bình mà người lao động phải đi.
- Máy xây dựng chạy điện hạng nặng, chẳng hạn như máy xúc chạy toàn bộ bằng điện Caterpillar nặng 26 tấn, có thể giảm lượng khí thải carbon tới 52 tấn một máy.
- Vì robot xây dựng có xu hướng thực hiện các công việc nhanh hơn và chính xác hơn con người, chúng có thể giảm thiểu sự chậm trễ trong sản xuất, giúp giảm ô nhiễm do máy móc đang vận hành và duy trì trạng thái hoạt động của một công trường. Độ chính xác của chúng cũng làm giảm lãng phí vật liệu do các lỗi sai và làm lại.
Với nhu cầu dân số, sẽ không quá khi gọi đây là một cuộc khủng hoảng nhà ở. Nếu mọi người cứ tiếp tục xây dựng theo cách họ đang xây dựng, hành tinh sẽ bị hủy hoại. Thực sự là không có đủ cát để tạo ra lượng xi măng Portland cần thiết để đáp ứng nhu cầu. Vì vậy con người phải thay đổi cách xây dựng.
Tự động hóa sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các khả năng tái chế mới để có thể bắt đầu giải quyết tình trạng thiếu hụt tài nguyên. Ví dụ, tổ chức phi lợi nhuận WRAP của Anh đang làm việc với Autodesk về việc tái chế tấm kính từ các tòa nhà bằng cách nghiền nát nó trong một cái phễu và nấu chảy để tạo ra kính mới sạch.
Tự động hóa sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các khả năng tái chế mới để có thể bắt đầu giải quyết tình trạng thiếu hụt tài nguyên. Ví dụ, tổ chức phi lợi nhuận WRAP của Anh đang làm việc với Autodesk về việc tái chế tấm kính từ các tòa nhà bằng cách nghiền nát nó trong một cái phễu và nấu chảy để tạo ra kính mới sạch.
- 80% các công ty xây dựng gặp khó khăn trong việc lấp đầy các vị trí thủ công hàng giờ.
- 91% doanh nghiệp xây dựng dự kiến sẽ đối mặt với khủng hoảng kỹ năng trong vòng 10 năm tới.
- 45% doanh nghiệp xây dựng nói rằng hệ thống đào tạo công nhân có tay nghề tại địa phương còn kém.
Có nhiều sáng kiến khác nhau để giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động trong xây dựng, chẳng hạn như đưa giáo dục thương mại vào các trường trung học cơ sở và trung học phổ thông. Tuy nhiên, việc tăng cường sử dụng tự động hóa trong xây dựng có thể có tác động tổng hợp là giảm bớt sự phụ thuộc vào các kỹ năng truyền thống, cái mà những chuyên gia đang nghỉ hưu sở hữu và thu hút những người lao động trẻ tuổi đã quen và hào hứng làm việc với công nghệ tiên tiến. Trên thực tế, 81% số người được hỏi trong cuộc khảo sát của ABB Robotics có kế hoạch triển khai hoặc tăng cường sử dụng tự động hóa xây dựng trong vòng 10 năm tới. Chiến lược này cũng giúp các công ty tận dụng tối đa những nhân viên mà họ có bằng cách cung cấp cho họ về công nghệ mà họ cần để đạt hiệu quả 100%
Nhưng máy móc không tự động hóa công việc; chúng tự động hóa các nhiệm vụ. Ví dụ, thay vì khoan lỗ, công việc của một người có thể là làm việc cùng với một robot và giúp nó duy trì việc khoan lỗ nhanh hơn và chính xác hơn. Việc giới thiệu công nghệ như vậy cũng có khả năng làm tăng mức lương cơ bản cho những người lao động có các kỹ năng cần thiết. Và thay vì tự động hóa thu hẹp số lượng việc làm, công ty tư vấn McKinsey dự kiến sẽ bổ sung thêm 200 triệu việc làm trong lĩnh vực xây dựng trước năm 2030 nếu các quốc gia cam kết cải thiện cơ sở hạ tầng và giá cả nhà ở phải chăng.
Vì những lý do đó, tự động hóa trong xây dựng sẽ phải kết hợp với các chiến lược mới về giáo dục cá nhân hóa lâu dài, nhằm nâng cao kỹ năng và đào tạo lại người lao động trong suốt sự nghiệp của họ, được trợ cấp bởi các công ty xây dựng và / hoặc chính phủ. Đã có một nửa số tổng thầu từ cuộc khảo sát của AGC / Autodesk cho biết đã tham gia vào các chương trình xây dựng sự nghiệp.
Tăng độ an toàn
Ngành xây dựng được biết đến là một trong những ngành nguy hiểm đối với người lao động. Theo Cục Thống kê Lao động Hoa Kỳ, vào năm 2019, 1,7% công nhân xây dựng Mỹ nghỉ việc do chấn thương, và khoảng 20% tổng số công nhân Mỹ tử vong trong lĩnh vực xây dựng, theo Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp [OSHA].
Bằng cách tự động hóa nhiều quy trình và nhiệm vụ xây dựng hơn cùng với công trình xây dựng công nghiệp hóa ngoài công trường, máy bay không người lái, robot tự động, v.v., ngành công nghiệp xây dựng có thể bảo vệ nhiều người hơn khỏi các nguy hiểm mà gây ra hầu hết các thương tích và tử vong trong xây dựng, chẳng hạn như ngã và va chạm với đồ vật. Robot cũng có thể xử lý các tải trọng lớn hơn và nặng hơn và làm việc trong không gian không an toàn cho con người.
Tự động hóa và công nghiệp hóa trong xây dựng có thể đưa nhiều quy trình xây dựng vào môi trường được kiểm soát, với ít rủi ro hơn cho sự an toàn của con người.
Tự động hóa và công nghiệp hóa trong xây dựng có thể đưa nhiều quy trình xây dựng vào môi trường được kiểm soát, với ít rủi ro hơn cho sự an toàn của con người. Có những nhà máy ở Sacramento, CA, tắt đèn 24/7 mà không có con người ở trong đó. Đó là một môi trường rất an toàn khi không có mọi người xung quanh. Nếu tự động hóa có thể buộc mọi thứ trong nhà hoặc giúp mọi thứ lắp ráp tại chỗ dễ dàng hơn, thì nó sẽ giảm thiểu rủi ro từ những thứ mà bạn không thể kiểm soát.
Cải thiện năng suất và sản xuất
Công ty McKinsey cho rằng là ở Hoa Kỳ từ năm 1947 đến năm 2010, năng suất trong xây dựng hầu như không tăng trong khi năng suất sản xuất nhân hơn tám. Khoảng thời gian đó trùng hợp với nỗ lực lớn để tự động hóa sản xuất, và cuối cùng, vẫn còn rất nhiều công việc sản xuất chưa đáp ứng được vì tự động hóa tạo ra nhu cầu về lao động có kỹ năng. McKinsey cũng dự đoán rằng tự động hóa xây dựng có khả năng tăng năng suất trong khi không làm cạn kiệt cơ hội việc làm trong lĩnh vực xây dựng. Các ví dụ về hiệu quả của tự động hóa xây dựng dường như thể hiện dự đoán đó.
Sự tự động hóa trong giai đoạn thiết kế kiến trúc sử dụng các chức năng trí tuệ nhân tạo [AI] như dự đoán thiết kế tới việc hoàn thành các nhiệm vụ thông thường và cho phép nhà thiết kế dành nhiều thời gian hơn cho việc sáng tạo. Và dữ liệu được thu thập từ tự động hóa trong xây dựng và được chia sẻ kỹ thuật số giúp các nhóm khác nhau cộng tác theo những cách mới.
Nhưng có lẽ lợi ích lớn nhất để tăng hiệu quả được cho là giai đoạn xây dựng thực tế. Ví dụ ở Anh bao gồm Ilke Homes, đúc sẵn khung thép và các đơn vị mô-đun trong một nhà máy thì an toàn và đảm bảo hơn công trường xây dựng, sau đó lắp đặt chúng tại công trường nhanh hơn và rẻ hơn so với xây nhà từ đầu. Và Tự động hóa xây dựng cho biết rằng Robot xếp gạch tự động của họ xây dựng những ngôi nhà bằng gạch và khối với năng suất cao hơn, cải thiện hiệu suất, sức khỏe được cải thiện, thi công an toàn, chi phí thấp hơn và chất lượng được đảm bảo.
Thông tin chi tiết được mở rộng và phân tích thông qua việc thu thập dữ liệu
Về bản chất, tự động hóa xây dựng để lại một lượng dữ liệu; khi phân tích đúng và thực hiện các thay đổi dựa theo dữ liệu đó có thể giảm rủi ro, tăng lợi nhuận và tiết kiệm thời gian và vật liệu. Ngược lại, dữ liệu xấu — không chính xác, không đầy đủ hoặc không nhất quán — ước tính đã khiến ngành xây dựng toàn cầu tiêu tốn 1,85 nghìn tỷ đô la chỉ riêng trong năm 2020. Phần mềm quản lý xây dựng có thể giúp tổng hợp và phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác.
Tuy nhiên, ngày nay, trong lĩnh vực này, phần lớn khách hàng thiết kế và tạo ra một tòa nhà, sau đó giữ lại rất ít thông tin mà họ có thể đóng góp cho dự án tiếp theo. Rất nhiều công ty kiến trúc coi dự án của họ như những bông tuyết: Mỗi người là duy nhất; tất cả đều bắt đầu lại từ đầu. Điều này rất kém hiệu quả. Nếu mọi người bắt đầu các dự án xây dựng từ đầu, họ sẽ không bao giờ có đủ khả năng để thúc đẩy quá trình tự động hóa hiệu quả
Thay vào đó, mục tiêu phải là thu thập đủ dữ liệu từ tự động hóa xây dựng để áp dụng cho các dự án trong tương lai bằng cách biết điều gì đúng và sai, điều gì có thể đã thất bại ở phía máy móc và những gì con người đã làm tốt để mọi dự án tiếp theo hiệu quả hơn một phần. . Lặp lại quá trình này sẽ phát triển một hệ thống hợp tác giữa AI và hệ thống được thiết lập dựa trên con người sẽ trở nên thông minh hơn vì nó được làm mới liên tục, dẫn đến cả kiến thức con người và kiến thức máy móc ngày càng phong phú hơn và mỗi dự án sẽ tốt hơn.
Tăng khả năng dự đoán và chất lượng tốt hơn
Các quy trình xây dựng tiêu chuẩn để thanh tra và cấp phép thì không hiệu quả khi so sánh với quá trình sản xuất. Sau khi nhà sản xuất chứng minh rằng họ có thể chế tạo một thứ gì đó lặp đi lặp lại ở một mức chất lượng nhất định có thể dự đoán, thì nhà sản xuất đó sẽ nhận được Danh sách của Phòng thí nghiệm thống nhất [UL], là một phê duyệt kiểm tra. Ngành xây dựng càng áp dụng tự động hóa và xây dựng công nghiệp hóa, thì ngành xây dựng càng có thể cắt giảm quy trình kiểm tra trong khi dựa vào các thành phần chất lượng xây dựng có thể lặp lại và dự đoán được. Factory OS đã thực hiện rất tốt việc khi có các thanh tra xây dựng làm việc cho quận nhưng họ ở lại nhà máy khi họ cần. Họ kiểm tra tất cả các quy trình mà Factory_OS đã phát minh và tiêu chuẩn hóa.
Khả năng mở rộng
Xây dựng công nghiệp hóa làm cho các dự án quy mô lớn trở nên dễ dàng hơn khi các thành phần được tiêu chuẩn hóa. Ví dụ: nếu một tòa nhà cần 2.000 bức tường ống nước hoặc một số lượng lớn các buồng tắm, một nhà sản xuất bên ngoài công trường có thể đúc sẵn các thành phần đó trước, lưu trữ và chuyển đến địa điểm chính xác khi cần. Việc không phải đợi nguyên vật liệu, vật tư và nhân công để tìm nguồn cung cấp các cấu kiện cho phép các dự án lớn tiến hành đúng tiến độ. Và nếu những thành phần đó được tiêu chuẩn hóa [với mức độ tùy chỉnh], một dự án xây dựng có thể mở rộng quy mô mà ít khó khăn hơn.
Tương lai của tự động hóa trong xây dựng
Như lĩnh vực sản xuất đã chỉ ra, một khi tự động hóa đạt đến ngưỡng được chấp nhận, sẽ không có lợi khi các doanh nghiệp ở một quy mô nhất định phải triển khai tự động hóa để duy trì tính cạnh tranh. Cuộc khảo sát toàn cầu của ABB Robotics cho thấy chỉ 55% công ty xây dựng sử dụng robot tính đến năm 2021 [tỷ lệ này thấp hơn ở Hoa Kỳ] —nhưng với sự quan tâm đã nêu trong việc triển khai tự động hóa xây dựng, tình trạng thiếu kỹ năng và thúc đẩy cải thiện tính bền vững trong xây dựng, việc ứng dụng mạnh mẽ tự động hóa và người máy có thể sẽ trở thành tiêu chuẩn trong xây dựng không lâu nữa. Nhưng việc chấp nhận đó sẽ thế nào?
Chắc chắn một điều, tự động hóa trong xây dựng sẽ tiếp tục thay đổi phù hợp với các công nghệ sản xuất để định hình cho ngành xây dựng. Dự nhà ở phát triển bền vững của Autodesk và công ty Factory_OS sẽ tiếp tục phát kiến thêm nhiều công nghệ sản xuất tiên tiến cho việc tạo ra các sản phẩm 3D theo mô đun xây dựng. Trung tâm Công nghệ Autodesk cũng tham gia với một số công ty khác làm việc trong lĩnh vực đổi mới tự động hóa xây dựng, bao gồm cả việc hợp tác với Factory_OS để phát triển một phòng thí nghiệm đổi mới nhằm triển khai nhiều công nghệ tự động hóa hơn vào nhà máy của mình.
Rô bốt của công ty Shimizu đã phát triển mới nhất gần đây là Robo-Buddy Floor, là một hệ thống rô bốt tự động hỗ trợ cho thợ thủ công lắp đặt các hệ sàng trên cao. Một bộ phận khác ở công trường thông minh của Shimizu là bộ 3 rô bốt trong đó 1 rô bốt thì lấy vật liệu như tấm tường, chuyển đến cho rô bốt nâng vật liệu đến nơi thi công và rô bốt thứ 3 sẽ hạ thiết bị xuống. Đó chính là cơ sở tự động hóa. Hệ thống của Shimuzu về cơ bản xem toàn bộ khu vực công trường như một nhà máy. Tại đây có các công nghệ rô bốt khác nhau coi việc xây dựng như một hệ thống kết nối với nhau thay vì các ngành nghề riêng lẻ
Tự động hóa xây dựng đang bắt đầu chuyển sang hướng như sản xuất phân tán, nơi tự động hóa tinh vi hỗ trợ lắp ráp tại chỗ như công trường thông minh của Shimizu với modun cải tiến liên tục, công nghệ xây dựng chế tạo sẵn như của Factory_OS. Mặc dù khác biệt với tự động hóa trong xây dựng, công nghiệp hóa trong xây dựng đóng một vai trò tiềm năng cho tự động hóa để nâng cao cách mọi thứ được xây dựng.
Rất nhiều những vấn đề tương tự ngành xây dựng đang thách thức ngành sản xuất - năng suất, thiếu nhân lực, rác thải, thời gian sản xuất . Tự động hóa là cách mà ngành sản xuất đã giải quyết hoặc đang cố gắng giải quyết tất cả những điều đó. Giờ đây, tự động hóa xây dựng đã sẵn sàng để giải quyết những thách thức ngày càng lớn trong việc phát triển môi trường xây dựng.
Rõ ràng trong suốt 50 năm qua, tự động hóa trong ngành xây dựng đã phát triển một cách mạnh mẽ - và đang chiếm một vị trí quan trọng giúp giải quyết các vấn đề đang xảy ra trong ngành xây dựng hiện tại. Tự động hóa trong xây dựng sẽ giúp thu hẹp khoảng cách tay nghề lao động bằng cách thu hẹp lao động trẻ yêu thích với công nghệ cao. Đồng thời giúp cho công trường trở nên an toàn cho công nhân cũng như tăng cường khả việc phân tích và tổng hợp thông tin công trường qua việc thu thập data. Và có lẽ quan trọng nhất, tự động hóa trong xây dựng còn giúp đối phó khủng hoảng nhà cửa. Ngành xây dựng luôn được cho là gây ảnh hưởng tới môi trường và với tình trạng gia tăng dân số toàn cầu, thiết kế và xây lên những công trình có kết cấu bền vững như sử dụng công nghệ tự động, cấu kiến chế tạo sẵn, robot, và thiết bị điện tử trong xây dựng có thể kiến tạo một thế giới tốt đẹp cho thế hệ tương lai.
Special thanks to Nathan King, DDes, Global Technology Centers Network Team Lead at Autodesk; and freelance technology writer Markkus Rovito, both of whom helped compose this article.