رباتیک چه نقشی در آینده صنعت ساخت دارد؟

مقدمه

همان طور که احتمالا می‌دانید حرکت دنیای امروز به سوی اتوماسیون و کامپیوتری شدن، در جهت بهره‌برداری بیشتر، می‌باشد. صنعت ساختمان نیز مستثنی نیست و برای بهبود روند کار خود، به این تغییر نیاز دارد. در ادامه قصد داریم با کاربرد اتوماسیون و ربات‌ها در صنعت ساختمان آشنا شویم.

عدم پیشرفت صنعت ساختمان نسبت به سایر صنعت‌ها

بهره‌برداری و سود‌آوری همواره موضوع کلیدی در صنعت‌های مختلف بوده است. از سال 1947 تا 2020 صنعت ساختمان کمترین میزان رشد را از نظر سودآوری و بهره‌وری، نسبت به سایر صنعت‌ها مثل کشاورزی و تولید صنعتی داشته است. درصورتی که در این صنعت، با توجه به بزرگی آن، چه از لحاظ تعداد کارکنان و چه از لحاظ مقدار چرخه مالی، نیاز به رشد و پیشرفت بیشتری نسبت به سایر صنعت‌ها  وجود دارد. از گذشته تاکنون برخی از مصالح به کاربرده شده و ابزار‌ها تغییر کرده‌اند؛ ولی روش و صنعت ساخت، همچنان شبیه به سال‌های نه چندان دور خود باقی مانده است. به این معنا که بدون حضور نیروی انسانی عملا کاری صورت نمی‌گیرد که این موضوع مشکلات خاص خود را (مثل کاهش بهره‌وری ) به دنبال دارد. ‌به نظر می‌رسد یکی از دلایل عدم پیشرفت در بهره‌وری و سود‌آوری در این صنعت (نسبت به باقی صنعت‌ها) عدم روی آوردن به تکنولوژی‌های جدید‌تر مانند اتوماسیون در روند طراحی، مهندسی و ساخت یا همان AEC (Architecture, engineering,   construction) در ساختمان است.

از طرفی پاندمی کرونا و لزوم حفظ فاصله اجتماعی، نشان داد که صنعت ساختمان نیز باید خود را با این شرایط و کمبود نیروی کار انسانی، هماهنگ کند تا بتواند به کار خود ادامه دهد. همچنین نیاز‌ بیشتر به اتوماسیون در روند پیشرفت ساختمان، بیش از پیش مشخص شد. از طرف دیگر پیشرفت‌های صورت گرفته در صنعت ساختمان، تا کنون بیشتر در زمینه‌ی ابزار‌های طراحی و  مهندسی بوده است، نه  در بخش ساخت!

با توجه به این مقدمه، میتوان تاکید کرد که، اتوماسیون برای آینده ی بخش‌های مختلف صنعت، به امری حیاتی و اجتناب ناپذیر تبدیل شده است.

با رشد تکنولوژی، صنعت در همه‌ی زمینه‌‌ها به سمت اتوماسیون حرکت میکند. بر اساس گزارش مجمع جهانی اقتصاد، پیش‌بینی شده بود تا سال 2020، پنج میلیون شغل از بین می‌رود و بخش عمده ی آن به هوش مصنوعی، چاپ سه بعدی و رباتیک اختصاص می یابد که تاثیر به سزایی در ساخت و ساز خواهد داشت، اما گزارشی مبنی بر محقق شدن این پیش‌بینی در دسترس نیست. علاوه بر آن، مک کنزی تخمین میزند که تا سال 2030، پانزده تا بیست درصد از ساختمان‌ های جدید، مدولار خواهند بود؛ که با متد‌های جدید و به صورت پیش ساخته به سایت مورد نظر منتقل خواهند شد. این امر نسبت به کارهایی که در محل ساخت می‌توان انجام داد، نقش به سزایی در پیش رفتن به سمت اتوماسیون دارد.

بنابراین اتوماسیون یک تغییر اساسی، در کارایی و صرفه جویی در هزینه و زمانِ ساخت به همراه دارد و کلیدی است برای ادامه رشد اقتصادی.

ربات ها چه کارهایی را میتوانند انجام دهند؟

همانطور که پیش تر اشاره شد، استفاده از ربات‌ها در آینده صنعت ساخت و ساز برای ما اهمیت زیادی دارد. بنابراین آشنایی با کاربرد انواع مختلف آن‌ها لازم است. آن‌ها از خودرو های بدون سرنشین تا کارگران انسان نما، در ساخت و در مراحل و زمینه های مختلف به ما کمک می‌کنند که نقش ارتقادهنده و آسان‌کننده کار‌ها را بر عهده دارند و می‌توانند  مشکل کمبود مهارت در ساخت و ساز را نیز برطرف کنند.

اولین کاربرد ربات ها در صنعت ساختمان، فرایند تخریب است؛ مانند ماشین های بدون سرنشینی که در کوتاه ترین زمان ممکن بدون نیاز به نیروی انسانی، می‌توانند یک ساختمان را تخریب و یا خاکبرداری کنند. ربات‌های دکارتی نیز برای بلند کردن و حمل و بارگیری مورد استفاده قرار می گیرند. این ربات‌ها با همکاری یکدیگر میتوانند به عملیات تخریب و ساخت سرعت ببخشند و صرفه جویی زیادی در هزینه‌ها با خود به ارمغان بیاورند.

ربات‌ها حتی توانایی این را دارند که در فرایند آجر چینی به ما کمک کنند؛  به گونه ای که کارگرها آجرها را درون دستگاه قرار می‌دهند و با استفاده از تنظیمات صورت گرفته در نرم افزار کد، به طور دقیق توسط ربات‌ها چیده میشوند. این ربات‌ها قابلیت این را دارند که  دیوارهای یک خانه را در یک روز بسازند، که این روش بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر از روش سنتی و دیوار چینی توسط انسان است.

چاپ سه‌بعدی نیز، نوع دیگری از اتوماسیون و یک تکنولوژی افزودنی است و در صنعت ساختمان درحال رشد می‌باشد. افزودنی به این معناست که برای تولید قطعات احتیاج به بلوکی از مواد و یا قالب ندارد و تنها مواد اولیه را به صورت لایه لایه روی هم قرار و یا جوش می‌دهد. همچنین امکان چاپ اجزای پیچیده، اجسام و اشیا قابل استفاده در ساخت خانه‌ها و پل‌ها و جاده‌ها را بدون دخالت مستقیم نیروی انسانی  فراهم میکند.

نوع دیگر ربات ها، COLLABRATIVE robots (cobots) بوده که بیشتر شبیه به بازو رباتیک (arm) هستند. این ربات‌ها برای کار در کنار انسان‌ها طراحی شدند و کارهایی را انجام میدهند که انجام آن‌ها توسط انسان یا ربات‌ها به تنهایی دشوار است. این ربات‌ها می‌توانند کمبود نیروی کار انسانی ماهر را جبران کنند. ربات‌های انسان نما که هنوز در مراحل اولیه هستند می‌توانند از ابزار‌های کوچک مقیاس استفاده کنند و drywall‌ها را بدون کمک نصب کنند. ناسا نمونه ای از این ربات‌ها را به فضا فرستاده که در محیط‌های مختلف فعالیت کنند و در ساخت و حتی تحقیقات با آن‌ها همکاری کنند.

نمونه دیگر ربات‌ها، پهپادهایی هستند که تنوع ان‌ها در سایت‌های ساختمانی به ایمنی و پیشرفت پروژه، کمک زیادی  میکند. این ربات‌ها، از راه دور کنترل میشوند و نقشه هوایی دقیق پروژه را تهیه کرده و حتی توانایی تبدیل  اطلاعات را به مدل سه بعدی دارند. این ربات ها نظارت و بررسی از راه دور را امکان پذیر میکنند و مدیریت پروژه را برعهده می‌گیرند؛ به خصوص در پروژه هایی که دسترسی به سایت دشوار است. به دلیل اینکه پهپادها، دید هوایی از همه بخش‌ها را فراهم می‌کنند، امنیت را نیز ارتقا می‌دهند. نوعی از این پهپادها، وجود دارد که قابلیت ساخت دیوار را نیز دارند و در ساخت دیوارهای بلند می‌توانند نقش بسزایی ایفا کنند.

برای اشنایی بیشتر با ربات ها و توانایی انها در زمینه های مختلف توصیه میکنم به لینک زیر مراجعه کنید:

مزایا و معایب ربات‌ها چیست؟

باتوجه به آنچه اشاره شد ربات‌ها، به افزایش بهره‌برداری کمک زیادی می‌کنند و سرعت ساخت را بالا برده و صرفه جویی در وقت را با خود به همراه دارند؛ اما مزیت آن‌ها به این موارد ختم نمیشود. ربات‌ها  به دلیل دقیق عمل کردن، زباله کمتری در فرایند ساخت تولید می‌کنند در صورتی که در شیوه‌ی سنتی پسماند زیادی باقی می‌ماند که برای محیط زیست، مضر است؛ با‌توجه به اهمیت مسائل محیط زیستی این نکته بسیار مهم است. همچنین ربات‌ها، خطاهای انسانی را کاهش می‌دهند و درنتیجه محیط کار را ایمن‌تر می‌کنند. به طور مثال در مواردی که لزوم به جوشکاری در ارتفاع زیاد وجود دارد، استفاده از ربات به جای انسان، احتمال سقوط انسان را از بین می‌برد. یکی از مشکلاتی که در صنعت ساختمان وجود دارد، کمبود نیروی ماهر در ساخت و ساز است؛ بنابراین ربات‌ها جایگزین مناسبی  خواهند بود. ویژگی مثبت دیگر آن‌ها این است که، امکان ساخت ساختمان‌های از پیش ساخته شده و  بررسی کیفیت مراحل ساخت و ساز را فراهم می‌کنند.

علی‌رغم مزیت‌ها مشکلاتی نیز وجود دارد و یکی از آن‌ها پیچیده بودن مراحل ساخت ربات‌ها است. دیگر اینکه ربات‌ها هنوز هوشمندی کافی ندارند؛ درنتیجه کارکردن در محیط ساخت سخت می‌شود. بنابراین برای اینکه ربات‌ها و انسان‌ها بتوانند در کنار یکدیگر بدون هیچ مشکلی کار کنند، استاندارد سازی محیط کار لازم است. باتوجه به این که اطلاعات ساختمان در بستر BIM به طور کامل و دقیق مدل شده است، درنتیجه  نقش مهمی را در این زمینه ایفا خواهدکرد. چالش دیگری که در استفاده از ربات‌ها در ساخت وجود دارد، محدودیت تکنولوژی است. چالش اصلی، هوشمندسازی، برای عملیات پیچیده در ربات‌ها و محدودیت ذخیره انرژی در باتری است. بنابراین هزینه‌های اضافی را در برمی‌گیرد. از طرفی کارگران ساختمانی نگران هستند که ربات‌ها، مشاغل انها را تصاحب کنند و این نگرانی خود یک مانع مهم برای استفاده از ربات ها است!

آیا ربات‌ها جایگزین انسان‌ها میشوند؟

به طور کلی تکنولوژی، وظیفه بهبود صنعت و کار را برعهده دارد نه جایگزینی مشاغل. همچنین پیشرفت‌های فناوری و ساخت، برای ارتقا ایمنی در محل کار بوده که بسیار پراهمیت است. ربات‌ها میتوانند در جاهایی که دسترسی برای انسان، سخت و خطرناک است، جایگزین انسان‌ها شوند. مانند ساخت‌وساز زیر آب یا در سیاره‌های دیگر؛ اما نمیتوانیم بگوییم که به طور کلی ربات‌ها جایگزین انسان می‌شوند بلکه ربات‌ها و انسان‌ها در کنار یکدیگر، برای بهبود کار،  فعالیت می‌کنند و تنها سطح مشاغل انسانی افزایش می‌یابد.

باتوجه به موارد مذکور، نیاز و لزوم به پیشرفت در صنعت ساختمان، غیرقابل‌انکار است. ایستادگی در مقابل موج ایجاد شده برای استفاده از ربات‌ها، فقط مانع پیشرفت ما در صنعت ساخت و درنهایت کاهش بهره‌برداری می‌شود. رباتیک با کلیدواژه ها و تخصص‌های مختلف مثل هوش مصنوعی، ساخت دیجیتال، IOT و… در ارتباط است و از آن‌ها تاثیر می‌پذیرد و این، هم چالش است و هم فرصت. زیرا با هرگونه پیشرفتی در این تکنولوژی‌ها، پیشرفت چشمگیری هم در رباتیک خواهیم داشت و بالعکس. باتوجه به مزایای ربات‌ها این موج روز به روز قوی‎‌تر می‌شود بنابراین باید روند صنعتی‌سازی را درپیش گرفت.