Abstract
Az építőipar a munkaerő hiánya és az egyre fokozódó minőségi elvárások miatt a hagyományos, jellemzően emberi erőforrást alkalmazó vagy emberek által közvetlenül működtetett technológiák irányából apró lépésenként az automatizált technológiák irányába fordul. Az ezzel együtt járó változás csak úgy lehet zökkenőmentes, ha az építőipar résztvevői aktív részesei a változási folyamatnak. A cikk az építőipar fejlődési irányait, annak problematikáját és lehetőségeit kívánja bemutatni a területtel kapcsolatos kutatások és a már alkalmazott technológiai megoldások elemzésével a közeljövőben lehetséges változások, további lehetőségek, illetve problémák feltérképezésére és megvilágítására törekedve.
BEVEZETÉS
Általánosságban az építésautomatizálásról
Az építésautomatizálás, avagy az építőipar automatizálása korunk egyik fontos kérdésévé vált, és az építőipar előtt álló egyik lefontosabb kihívásnak tekinthető. Ez a cikk átfogó képet kíván adni a kérdésről amellett, hogy az egyik, talán leginkább előrehaladott terület, a 3D betonnyomtatás technológiáját valamivel részletesebben is bemutatja.
Az építőiparban alkalmazott automatizált technológiák területei
Az automatizált építés, az építőipar jövőbe mutató területe, amelyre korszerű, valamint kísérleti technológiák alkalmazása jellemző. A felmerülő megoldások egy része már több évtizedes ipari háttérrel rendelkezik, mások csak néhány éves múltra tekintenek vissza. Az építésautomatizálással kapcsolatosan leggyakrabban a következő területekkel találkozhatunk:
– automatizált építőipari előregyártás,
– automatizált helyszíni gyártás, építés,
– adott feladatra kifejlesztett építőrobotok (single task construction robots),
– több célra használható építőrobotok,
– csoportosan együttműködő robotok (swarm robotika),
– komplex automatizált építéshelyszínek.
AZ AUTOMATIZÁLÁS MEGOLDÁSAI
Az előregyártás robotizálása
Az előregyártás robotizálása ma már általánosnak mondható, számos építőanyag-gyártó cég alkalmaz a gyártási folyamat során különféle, a gyártási fázisok és a csomagolás esetében automatizált gyártási rendszereket [1; 3].
Ehhez képest jóval előrehaladottabb technológiai vonalat képvisel az úgynevezett nagy volumenű gyártás (large scale production = LSP), amely nem csupán előregyártott elemeket, hanem magas szintű előregyártással, végleges felületekkel kialakított összetett épületrészeket hoz létre a gyártóüzemben [3]. Ebben az esetben az üzemi körülmények között végbement gyártási folyamatot kisebb arányú helyszíni építési-szerelési munka követi. Ilyen rendszert alkalmaz fa- vagy acélkerettel számos japán gyártó, többek között a Toyota Home, a Mitsui Home, a Daiwa House vagy a Sekisui Heim is. Ezeknél a rendszereknél nemcsak épületelemek, hanem magas, akár 85%-os készültségi fokú, végleges formában kialakított felületekkel rendelkező blokkok készülnek automatizált eszközökkel előregyártottan, amelyet követően minimális helyszíni élőmunka szükséges [3]. A rendszer sokban hasonlít az amerikai és európai gyártók készházaira, az előregyártás aránya a helyszíni munkához képest azonban itt jellemzően nagyobb.
Adott feladatra kiképzett robotok
Az építőiparban alkalmazott robotok egy része egyetlen feladatra kialakított céleszköz, azaz „single task construction robot” (STCR). A korai fejlesztések során létrejött robotok egy jelentős része tartozik ebbe a csoportba, de bizonyos területeken találunk példát egy-két jól bevált és már hosszabb ideje alkalmazott technológiára is. Ilyen célfeladatra fejlesztett építőipari robotokat alkalmaznak például homlokzati elemek elhelyezésére (HEPHAESTUS) [12], homlokzatok festésére (Kumagai, Taisei), burkolatok lerakásához (Tiger-Stone), betonfelületek csiszolására (Shimizu, Kajima) [4; 7], kémények karbantartására (Toda) [4], de idetartozik sok, régóta használt építőgép automatizált változata is [69–74].
Az ilyen jellegű céleszközök hátránya, hogy viszonylag költségesek. Alkalmazásuk úgy válhat gazdaságossá, ha minél rövidebb idő alatt, minél gyakrabban használják az eszközöket, vagy ha az épület tartozékaivá válnak, és az építésnél alkalmazott robotokat úgy alakítják ki, hogy alkalmazhatók legyenek a későbbiekben az épület karbantartásánál is. Ilyen rendszert alkalmaz pl. a HEPHAESTUS (Highly Automated Physical Achievements and Performances Using Cable Robots Unique Systems) rendszer is [12].
Univerzális (többfunkciós) építő robotok
A több feladatra alkalmas építő robotok adott célra való alkalmazása többnyire az adott munkának megfelelően kialakított, cserélhető szerelő-építő szerszámok, gépi végződések – az úgynevezett end-effektorok cseréjével – lehetséges. A többféle munka végzésére alkalmas robotok a legtöbb esetben robotkarok vagy robotkarral ellátott, helyváltoztatásra (is) alkalmas automatizált gépek. Ebbe a kategóriába tartoznak az antropomorf robotok is, amelyek egyelőre csak kísérleti projektekben jelentek meg. Az ezen kutatások által kitűzött alkalmazási cél elérése, azaz az emberi munkaerő maradéktalan pótlása univerzális, ember formájú robotokkal, még távolinak tűnhet, mindenesetre érdekes fejlesztési irányt jelent pl. a japán National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) HRP-5P szárazépítési munkát végző, ember formájú robotja [13].
A legutóbbi időben mind az STCR-ek, mind az univerzális robotok területén megjelentek az úgynevezett kobotok, azaz a biztonságos munkaterületet biztosító, az emberi munkaerővel, annak minimális veszélyeztetése nélkül együtt dolgozni képes robotok. Ez a fejlesztési irány a biztonságos munkahelyek szempontjából bír nagy jelentőséggel [16; 17].
Csoportban dolgozó robotok (swarm robotika)
Az automatizált építőipari munkaszervezés egy kísérleti irányát képviselik a közös feladaton csoportban dolgozó robotok, amelyek esetében a viszonylag egyszerűbb és kisebb robotegységek – egyes esetekben drónok – összehangoltan, közös program szerint működnek [18–22]. A swarm angol elnevezés (= raj, sokaság) a technológia megjelenési formájára utal, mivel a munka szervezését a rajokban dolgozó rovarok ihlették [4; 23]. Ezekben az esetekben ígéretes, de ugyancsak kezdetleges fázisban lévő fejlesztésekről van szó. A csoportban dolgozó robotokkal kapcsolatos fejlesztésre példa a Harvard University Wyss Institute for Biology Inspired Engineering intézetének TERMES elnevezésű programja [14].
Egy-egy építési fázishoz tartozó technológia automatizálása
Az egyedi építő robotok területéhez kapcsolódnak, de azokon túlmutatnak, az egy-egy építési fázis helyszíni automatizálását célzó fejlesztések. Ismeretes a falazatok, az acélszerkezetek és az ácsszerkezetek építéshelyszíni robotizálása is [9–11; 24–26]. Ezek közül számos megoldás már ipari alkalmazásként is működik [1; 15]. Ezekkel a technológiákkal kapcsolatosan a két talán legintenzívebben kutatott terület a falazatok automatizált építése és a 3D betonnyomtatás.
Téglafalazatok robotizált építése
A kiselemes (tégla) falazatok robotizált építése az 1960-as években létrejött „Motor mason” elnevezésű korai próbálkozás után [121] lényegében a BRONCO („Bricklaying Robot for Use on the Construction Site”) [9] és ROCCO (Robotic Construction System for Computer-Integrated Construction) [10] kísérleti rendszerekkel kezdődött az 1990-es években. A terület mára büszkélkedhet néhány, a gyakorlati építés terén is bevált technológiával is. Ilyen például az amerikai Construction Robotics két fejlesztése, a SAM (Semi Automated Mason) [122] és a MULE (Material Unit Lift Enhancer) rendszer [123], valamint az ausztrál Fastbricks Robotics HadrianX [124] téglaépítési rendszere.
Ezek a megoldások egy-egy épületszakasz építését meggyorsítják és automatizálják, miközben más rendszerekkel is összekapcsolhatók. Előnyeik egyértelműen akkor domborodnak ki, ha az építés szervezése során olyan építési műveletekkel kombinálják őket, amelyek szintén gyorsak, így nem vesznek el az automatizált technológia alkalmazásának gyorsaságában rejlő előnyök. Ilyen például a HadrianX rendszer helyszíni előregyártott födémek készítésével való együttes alkalmazása.
A terület kutatása napjainkban is folytatódik, az ipari cégek fejlesztései mellett néhány egyetemi kutatás is folyik a téglafalazatok automatizálásával kapcsolatosan [6; 11; 15; 118–120].
3D betonnyomtatás
A betonalapú tartószerkezeti rendszerek, ezen belül főként a falak szerkezetépítési munkáit forradalmasíthatja a 3D betonnyomtatás.
A 3D nyomtatás mint additív gyártástechnológia már számos területen napi rendszerességgel alkalmazott eljárás, de az építőiparban még csak most kezd kibontakozni. A folyamatosan emelkedő élőmunkaköltségek, valamint a számottevő felesleges anyagfelhasználás jelenlegi formájukban fenntarthatósági kétségeket támasztanak az eddig alkalmazott eljárásokkal kapcsolatosan, és azok újragondolására ösztönöznek. A világon legnagyobb mennyiségben felhasznált építőanyaggal, a betonnal kombinálva a 3D nyomtatás új irányt teremt a kivitelezésben.
Magyarországon az automatizált építéstechnológiák egyelőre kísérleti jellegűek, azonban az élőmunkaerő drágulásával és az intelligens rendszerek elterjedésével belátható, hogy szükség van az ilyen irányú fejlesztésekre. Az építőipar általában a biztonságos munkavégzés szempontjainak szem előtt tartásával a legegyszerűbb, leginkább költséghatékony megoldásokra törekszik. Mivel az emberi munkaerő sebessége és precizitása is meghaladható automatizált rendszerekkel, így a hatékonyság javítása érdekében a cégeknek is érdekük lehet olyan technológiákba fektetni, amelyek növelik a hatékonyságot és egyben jövőbe mutatóak is. A legdinamikusabb vállalatok többnyire rendelkeznek kutató-fejlesztő csoporttal, ahol a szakemberek nemcsak az adott cég, de az iparág arculatát is formálják.
A 3D betonnyomtatással olyan egyedi geometriájú épületeket valósíthatunk meg, amilyenekre korábban nem volt lehetőség. Akár részben elfedve, akár látszóbeton felületként meghagyva egy 3D nyomtatott betonszerkezet már sajátos megjelenése miatt is figyelemfelkeltő. A rétegenként történő kialakításnak köszönhetően rendkívül rövid idő alatt akár horizontálisan és vertikálisan görbült falszerkezetek is kivitelezhetők. Emellett a technológia nagy előnye, hogy leegyszerűsíti és automatizálja az építési folyamatot.
A betonnyomtatás szempontjából kulcsfontosságú a technológiához használt – legtöbb esetben cementalapú – habarcsanyag, amely egyfelől könnyen pumpálható, másrészt a nyomtatófej elhagyása után gyorsan szilárduló kell legyen, hogy jelentősebb alakváltozás nélkül elbírja a rá nehezedő újabb rétegek súlyát. Összetételét tekintve a normál betonnál nagyobb cementtartalmú, kisebb víz-cement tényezőjű anyagról beszélhetünk, melynek konzisztenciáját és gyors szilárdulását adalékszerek (folyósítószer, kötésgyorsító) biztosítják, a pumpálhatóságát pedig a különböző kiegészítő anyagok segítik (mészkőliszt, szilikapor) [126]. A nagy cementtartalom miatt műanyag mikroszálakat is adagolnak a keverékhez a zsugorodási repedések csökkentése érdekében. Az ilyen keverékek alkalmazása a hagyományosnál jobb minőségű betontermék előállítását teszi lehetővé [127].
3D nyomtatáshoz használható habarcsot már számos nagy anyaggyártó cég kínál, különböző minőségben és áron, pl.: SIKA, Heidelberg Materials, Lafarge-Holcim stb. Ezek szárazkeverékként érkeznek az építési helyszínre, amelyhez már csak a termékgyártó által előírt mennyiségű vizet kell adagolni, így biztosítva az állandó anyagminőséget. A kiválasztott keverék szilárdsági paraméterei és egyéb tulajdonságai nagy mértékben befolyásolják a teljes nyomtatási folyamatot, így egy adott szerkezeti elem megvalósíthatóságát is. Ezenfelül a kivitelezés során felmerülő költségek legnagyobb részét is az anyagköltség teszi ki, elsősorban a speciális adalékszerek miatt, amik segítségével pontosan beállítható a nyomtatáshoz szükséges konzisztencia és szilárdulási folyamat. Ezt követik a betonnyomtatóval kapcsolatban felmerülő kiadások, valamint az élőmunkaerő költségei [128] (1. ábra).
Speciális cement alapú 3D nyomtatott fal (Fotó: PERI 3D Construction GmbH)
Citation: Építés – Építészettudomány 52, 1-2; 10.1556/096.2024.00108
A beton nyomtatásánál alkalmazott technológia szempontjából két alapvető típus különböztethető meg: robotkarra szerelt és portálnyomtató is elérhető a piacon [129]. Részletgazdag, kisebb elemek nyomtatásakor, illetve előregyártáshoz a robotkaros kialakítás lehet jó választás, míg nagyobb lépték esetén mindenképpen érdemes az utóbbi kialakításban gondolkodni a lefedendő terület miatt.
A kész nyomtatott betonfelület igény szerint lehet réteges vagy sima is. A nyomtatófejre szerelt simítókanalaknak köszönhetően akár már az extrudálás pillanatában formázható a friss beton. A nyomtatási sebességet úgy kell megválasztani, hogy az ne legyen se túl lassú, mert ebben az esetben nem kötnek össze a rétegek megfelelően, se túl gyors, mert ilyenkor nincs elég ideje megszilárdulni az előző rétegnek [130].
A hatalmas potenciállal rendelkező technológia egyelőre az ipari alkalmazás mellett is még a folyamatos fejlesztés fázisában van. Ennek megfelelően a technológia alkalmazói minden egyes projekten keresztül további tapasztalatokat gyűjtenek, melyeket a későbbi nyomtatások során alkalmazva hatékonyabbá tehetik a folyamatot. Léptékét tekintve egyelőre a kétszintes, közel 400 m2 bruttó alapterületű épületek nyomtatása a leginkább jellemző [131]. A következő néhány évben ennek a léptéke feltehetően növekedni fog, ugyanis a nagyobb épületek esetében még fontosabb a gyors és megbízható építési mód.
Jelenleg a betonnyomtatás költségei meghaladják a hagyományos technológiákét a rendkívül magas anyagköltség miatt [132], azonban arra lehet számítani, hogy idővel ez lehet a legolcsóbb módja bizonyos beton tartószerkezetek előállításának. Fontos megjegyezni, hogy minden épület egyedi kialakítású, amely tekintetében jelentős hatása lehet az építéshelyszínnek is, emiatt pedig egyelőre nem lehet általános következtetést levonni a költséghatékonysággal kapcsolatban. Amennyiben egy beruházás során egymáshoz közeli területeken történik a technológia alkalmazása, mint például egy lakópark egymás mellett álló épületei esetében, akkor gyorsabb megtérüléssel számolhatunk, mert nem kell nagy távolságokra szállítani a gépet (2. ábra).
Egyedi kialakítású nyomtatott beton szerkezeti elem (Fotó: PERI 3D Construction GmbH)
Citation: Építés – Építészettudomány 52, 1-2; 10.1556/096.2024.00108
Bizonyos esetekben a hagyományos technológiákkal történő megvalósításhoz képest akár 40%-át takaríthatjuk meg a szerkezetépítés költségeinek és 80%-át a kivitelezési időnek [133]. Ezek alapján a technológia legfontosabb előnyei közé sorolhatók a következők:
– rendkívül gyors építés: a 3D betonnyomtatás segítségével rövid határidők is tarthatóak, akár két hét alatt kinyomtatható egy családi ház falszerkezete;
– egyedi épületformák, komplex geometriájú betonszerkezetek létrehozásának lehetősége, akár kétszer görbült felületek kialakítása, amelyet jelentősen egyszerűbbé tesz az additív technológia alkalmazása;
– kis élőmunkaigény: az automatizált építéstechnológia különösen drága élőmunkaerő esetén előnyös.
A 3D nyomtatott betonszerkezetek az üreges fal és a réteges kialakítás miatt speciális tervezést igényelnek, és a kapcsolódó szakmunkák sem képeznek kivételt ez alól. Ahogyan a vasalás elhelyezését, úgy az íves falakhoz kapcsolódó födém és a nyílászárók csatlakozását is előzetesen ki kell dolgozni, így akár már a szerkezet nyomtatásával egyidőben kialakíthatóak bizonyos villamossági és gépészeti elemek. Ezeken a területeken a technológiaalkalmazás terén nagy segítséget tudnak nyújtani az építőipar automatizált megoldásai.
Az innovatív technológia széles körben történő elterjedését jelenleg korlátozza, hogy főként függőleges szerkezetek (falak, pillérek) létrehozására alkalmas, ami viszonylag kis részét teszi ki az építési munkáknak. Ezenfelül a magas minőségi követelmények betartása érdekében várhatóan új szabályozási rendszert kell majd bevezetni a nyomtatott betonszerkezetekre vonatkozóan, hogy azok biztonsággal alkalmazhatóak legyenek, és egyelőre a vonatkozó szabványok hiányában az engedélyezés is nehézséget okozhat. Ennek elkerülése érdekében számos megvalósult példa esetén statikai szempontból egy pillérvázas épületet alakítanak ki, ahol a nyomtatott elemek bennmaradó zsaluzatként és kitöltőfalként funkcionálnak.
Betonnyomtatással világszerte találkozhatunk, az Egyesült Államoktól Új-Zélandig valósultak már meg ilyen épületek. Mindezt ugyancsak alátámasztja, hogy az új technológia az építőiparban egyre fontosabbá válik és egyre nagyobb arányban készülnek ilyen módon épületek és épületszerkezetek. Mára több, dinamikusan fejlődő startup is a betonnyomtatásra alapozva ért el sikereket az iparban (pl. COBOD).
Számos előnye mellett az épületek formájának és funkciójának egyedisége, az épületszerkezet előállítása során keletkező kis mennyiségű hulladék, valamint az építési idő és költségek csökkentése mind olyan jellemzők, amelyek a jövő elvárásainak is megfelelnek. A mostani trendek alapján a 3D betonnyomtatás dinamikusan fejlődő területén előreláthatólag 2024 és 2029 között éves átlagban közel 65%-os növekedési ráta várható globális szinten, ami jelentősen meghaladja az innovatív technológiák átlagát [125], illetve a további kutatások és fejlesztések hozzájárulhatnak ahhoz, hogy ez a típusú építési mód még szélesebb körben terjedjen el, és egyre nagyobb szerepet kapjon az építőiparban (3. ábra).
Portál rendszerű 3D betonnyomtató működés közben (Fotó: PERI 3D Construction GmbH)
Citation: Építés – Építészettudomány 52, 1-2; 10.1556/096.2024.00108
Automatizált építéshelyszínek
Az egy-egy technológia automatizálását követő lépés egy komplett automatizált építéshelyszín kialakítása, amely automatizált technológiákat foglal csoportba, és amelyet leginkább egy, a helyszínre telepített, az épületet létrehozó üzemként foghatunk fel. Erre a megoldásra egy-két nyugat-európai alkalmazás kivételével főként a Távol-Keleten van példa. Előnyeit építésnél és bontásnál is ki lehet használni, nevezetesen a nagyobb kiterjedésű, sokszintes épületek esetében, ahol a feladatok szintről szintre ismétlődnek, a technológia alkalmazásával jelentős idő takarítható meg. A rendszer két fő üzemi területe a többnyire automatizált üzemként kialakított utcaszinti építésterület, úgynevezett „ground factory”, és az építés aktuális szintjén ugyancsak automatizált rendszerben kialakított építésterület, az úgynevezett „sky factory”, amely emelőszerkezettel a következő szintre mozgatható az adott építési szakasz végén. A két építési üzem akár szinte teljes mértékben is lehet automatizált, amelyek esetében a helyszínen az anyagmozgatást, az elemek elhelyezését és összeszerelését manuálisan irányított vagy autonóm robotok végezhetik. Az emelés működhet automatizált toronydarurendszerekkel és fej feletti keretszerkezeten elhelyezett emelőkkel is [2; 7].
AZ ÉPÍTŐIPARI AUTOMATIZÁLÁS TOVÁBBI TERÜLETEI
Az építési műveleteken túl az automatizálás további területeit is egyre gyakrabban alkalmazzák az építőiparban. Az iparági fejlesztések terén találkozhatunk az építés előkészítését, nyomon követését és a folyamat minőségellenőrzését végző robotokkal, valamint az építőipari munkások munkavégzésének segítésére kialakított elektromechanikus és digitális eszközökkel (pl. exoskeleton, kiterjesztett és kevert valóságot alkalmazó technológiák) is [4; 8].
A létesítménygazdálkodási, karbantartási feladatokat, a műemlékek monitorozását, az épületek diagnosztikai felméréseit automatizált, világhálóra csatlakozó eszközök (a dolgok internetje, angolul „IoT”-k = „Internet of Things”) biztosítják [89–91].
A tervezés, ellenőrzés és az építés nyomon követése terén egyre inkább összefonódik az automatizált technológiák világa a BIM technikával [56; 58], illetve az épület digitális másolataként létrejövő, ún. „digital twin” fogalmával is. Számos kutatás-fejlesztés célozza ezen rendszerek és az építéshelyi gépek egyre hatékonyabb együttműködését [64].
Egyre komolyabb teret hódít a mesterséges intelligencia alkalmazása is [46]. Számos példával találkozhatunk, amelyek esetében gépi tanulás (machine learning) vagy akár mély tanulás (deep learning) folyamatokat hasznosító eszközök segítik az építőipari tevékenységeket helyzet- és kép elemzésekkel [49–51].
AZ ÉPÍTŐIPARI AUTOMATIZÁLÁS ÚJ FOGALMAI ÉS AZ EZEKKEL KAPCSOLATOS SZEMLÉLETVÁLTÁS
Korunk egyik lényegi kérdése, a fenntarthatóság és a környezettudatosság szempontjából az automatizált építés számos előnnyel járhat, a hulladéktermelés minimalizálható, a zajterhelés csökkenthető, a hatékonyság és a munkahelyi biztonság pedig növelhető. Az automatizált építés tekintetében azonban számos szervezési feladatot is szem előtt kell tartanuk, az automatizált építési üzem részben vagy akár teljesen az építési helyszínre telepített gyártóüzemként kell, hogy megjelenjen. A robotizált gyártásnak és kivitelezésnek elengedhetetlen feltételei a pontos feladatmeghatározás, a rendszeres ellenőrzés, valamint a rendszer minden szinten megvalósított átláthatósága, mert az automatizált folyamatok az utólagos beavatkozásra kifejezetten érzékenyek [1].
Az automatizált technológiák alkalmazását a tervezés módszertanába is vissza kell vezetni. Ezt a szemléletet közvetíti számunkra az úgynevezett „robot szemléletű tervezés”, angolul „robot oriented design” (ROD). A ROD lényegi megoldásai figyelembe veszik az automatizált módon történő megvalósítás sajátosságait. A „robot szemléletű tervezés” esetén az egyik alapvető elv, hogy az építőelemeket és azok kapcsolatait olyan módon alakítsuk ki, hogy az a lehető leghatékonyabban segítse a gyártás és összeszerelés folyamatait [1; 5].
Automatizált helyszíneken a gyártáshoz hasonlóan fontossá válik a beszállítások megtervezése és a készletek kezelése is, amely terület fejlesztésének egyik úttörőjének tekinthető a Toyota. A japán cég készletkezelési rendszere, a Toyota Production System (TPS) számos automatikus gyártási rendszer mintájául szolgált. A TPS rendszerben a beszállítókat a cég hierarchikus rend-be szervezi, amelynek csúcsán az eredeti gyártó (OM = original manufacturer) áll. A készleteket számítógéppel támogatott rendszer figyeli, amely segítségével a gyártó folyamatosan képes gondoskodni a különböző szinteken belépő beszállítóktól érkező készletek feltöltéséről. Ez az alapja annak, hogy a gyártás során kényszerű várakozás nélkül, azaz éppen időben (JIT = just in time) és a megfelelő ütemben (JIS = just in sequence) érkezzenek a gyártáshoz/összeszereléshez szükséges elemek [1; 3].
Az automatizált építőipar másik fontos szempontjává válhat, az üzemi gyártás előnyeinek megtartása mellett egyedi elemek gyártására alkalmas rendszer, az ún. „one-piece-flow”, amelyet a digitalizált tervezés és a robotizált gyártás együttesen tehet lehetővé. Ebben az esetben a gyártó eszköz kialakítása átszerelés és újratelepítés nélkül lehetővé teszi a hasonló jellegű, de geometriájában különböző elemek automatizált üzemi gyártását [1; 3].
AZ AUTOMATIZÁLT ÉPÍTŐIPAR ELŐNYEI ÉS AZ EZZEL KAPCSOLATOS KIHÍVÁSOK
Az automatizált megoldások folyamatos fejlesztéséhez, kiterjesztéséhez széles körű kutatási tevékenység kapcsolódik. A Web of Science nemzetközi adatbázisban fellelhető száz leggyakrabban idézett cikk alapján a legintenzívebben kutatott területek a következők:
– emberi és robotizált munkaerő együttműködése (kobotok) [16–17];
– csapatban dolgozó építőipari robotok (swarm robotika) [18–23]; – automatizált technológiák (pl. 3D betonnyomtatás) [24–45];
– mesterséges intelligencia alkalmazása építőipari feladatok esetén [46–51];
– automatizált felmérések, épület/építménymonitorozás, IoT-k [75–92];
– építésautomatizálással kapcsolatos átfogó elméleti elemzések [93–113];
– fenntartható fejlődés az automatizált építőiparban [114–117].
A kutatások százalékos megoszlása a 4. ábrán látható módon alakul.
Az építésautomatizálással kapcsolatos kutatások
Citation: Építés – Építészettudomány 52, 1-2; 10.1556/096.2024.00108
Az építés automatizálásával kapcsolatosan a következő SWOT elemzés mutat rá a kérdés lényegi problematikájára.
Az automatizált technológiák alkalmazásának erősségei:
– számottevő tapasztalattal rendelkezünk a robotizált gyártással kapcsolatosan, amely tapasztalatok az építőiparban is hasznosíthatók;
– az automatizálás jelentős mértékben katalizálja a folyamatok racionalizálását;
– az automatizált építéshelyszínnek kisebb a működési helyigénye;
– amennyiben a folyamatok zárt építési üzemben valósíthatók meg (pl. zárt sky-factory/ground factory) a környezetre gyakorolt zajhatás kiküszöbölhető, az építéshez szükséges idő az üzem folyamatossá tételével pedig rövidíthető;
– az automatizált rendszerek hulladékképzése jelentősen csökkenthető a hagyományos építéséhez képest.
Az automatizált technológiák alkalmazásának gyengéi:
– az egyedi, kevéssé tipizálható feladatok automatizálása egyelőre nehézséget jelent;
– az építőipari automatizálás terén globálisan kevés tapasztalattal rendelkezünk;
– az építésre jellemző nagy súlyok mozgatása kihívás lehet a máshol bevált robottípusok esetén;
– a szabadtéri (időjárásnak kitett) munkahelyen a precíz és költséges eszközök védelme többletfeladatokat jelent az építés szervezésénél, a gépek kialakításánál;
– az automatizált eszközök (robotok) szállítása, mozgatása, beállítása (építéshelyszín váltásánál) a gépek mérete és súlya miatt többletfeladatot és -költséget jelent a hagyományos építéshez képest;
– általánosságban az építőipar lassú követő, azaz a szereplők globálisan felkészületlenek a magas alkalmazási tudásszükséglet tekintetében;
– az automatizált eszközök egy részénél tisztázatlanok a pontos felelősségi körök (pl. károkozásnál), és kialakulatlanok az eljárások (pl. kiberbiztonság).
Az automatizált technológiák alkalmazásában rejlő lehetőségek:
– az automatizált eszközök alkalmazása megoldást jelenthet az építőipari szakemberhiányra vonatkozóan;
– a racionalizálási kényszer (anyagi, időbeli) segítheti az automatizált technológiák elterjedését;
– az automatizálás indokolt választás lehet olyan helyzetekben, amikor a jobb minőség és a kisebb építési idő gazdaságilag kedvezőbb helyzetet teremt a megrendelő és a kivitelező oldalán egyaránt;
– az automatizált építés speciális helyzetek – pl. emberi munkaerővel megközelíthetetlen vagy nehezen hozzáférhető, egészségre káros (pl. rádióaktív), fény vagy levegő hiánya miatt problémás (pl. víz alatti, földön kívüli) építési környezet – esetén is alkalmazható;
– a monoton, szaktudást nem igénylő feladatok automatizálása racionális.
Az automatizált technológiák alkalmazásával kapcsolatos veszélyek:
– az erős gépek hibás működés esetén komoly sérüléseket/életveszélyt, műszaki és anyagi károkat okozhatnak;
– a mesterséges intelligencia használatának gondatlan előkészítése, illetve nem megfelelő alkalmazása, kezelése esetén nem várt zavarok adódhatnak;
– az automatizálás nagy volumenű megjelenése munkaerőpiaci átrendeződést okozhat;
– a felelőtlen használat és a kibertámadások veszélye;
– az új, szokatlan eszközökkel kapcsolatos emberi reakciók, pszichológiai következmények veszélyei.
ÖSSZEGZÉS
Jelenlegi helyzetét tekintve a legtöbb automatizált építéstechnológia – beleértve a betonnyomtatást is – kísérleti vagy alternatív építési módként van jelen a piacon, de ha tovább növekszik az élőmunkaerő költsége és a munkaerőhiány, akkor várhatóan előtérbe kerülnek az automatizált építéstechnológiák, és további előnyök is származhatnak majd az alkalmazásukból.
A jövőben, várhatóan, a jelenleginél kisebb emberi erőforrásra lesz szükség az építési helyszíneken, a feladatok nagyobb része pedig az automatizált gépek programozása, ellenőrzése lesz majd. A gondolati szálon továbbhaladva az építőipari munkás napi munkaeszközei tekintetében egy-két évtized múlva szerszámok helyett/mellett tabletre, okostelefonra vagy AR-szemüvegre is gondolnunk kell. Mindezeket intelligens megfigyelőrendszerekkel és optimalizált tervezéssel kombinálva egészségesebb, innovatív építési környezetet tudunk létrehozni, ami vonzóbbá teheti a munkaerőhiánytól szenvedő építőipari kivitelezést.
A 2020-as éveket az építőipari piacon változások jellemzik, ahol a versenyelőny a vállalkozó szellemű cégeknél van, ugyanis az effektív termelésnövekedés érdekében a robotizáció elengedhetetlen lesz az építőipar területén is. Azon piaci résztvevők, akik a negyedik ipari forradalom idején képesek alkalmazkodni és alkalmazottaiknak megtanítani a digitális építőipari eszközök kezelését, programozását és fejlesztését, valamint az ehhez szükséges rendszerszintű szemléletet, azok lehetnek a következő néhány évtized piacvezetői. Ahogy az a fenti SWOT elemzésből is kiderül, az automatizált technológiák alkalmazását az emberi munkaerő által nehezen megközelíthető vagy meg nem közelíthető építési helyszíneken a környezeti adottságok teszik indokolttá, gazdasági szempontból pedig elsősorban azokon a területeken érdemes alkalmazni, ahol az eszközök beszerzéséhez és alkalmazásához szükséges többletráfordítás a rövidebb idő iránti igény vagy az elvárt nagyobb pontosság kapcsán megtérül.
Összefoglalva: a rendkívüli gyorsasággal fejlődő más iparágak mellett a gépek és a szoftverek olyan változásokat hozhatnak a kivitelezés területén is, amelyek lehetővé teszik, hogy az az új technológiákat felhasználva, hatékonyabbá váljon. A kérdés már csak az, hogy az építőipar képes lesz-e meglovagolni ezt a technológiai hullámot.
IRODALOMJEGYZÉK
- [1]↑
Bock, Thomas – Linner, Thomas: Robot oriented design. Cambridge University Press, New York 2015.
- [2]↑
Bock, Thomas – Linner, Thomas: Site automation. Automated/robotic on-site factories. Cambridge University Press, New York 2016.
- [3]↑
Bock, Thomas – Linner, Thomas: Robotic industrialization. Automated and robotic technologies for customized component, module and building prefabrication. Cambridge University Press, New York 2015.
- [4]↑
Bock, Thomas – Linner, Thomas: Construction robots. Elementary technologies and single-task construction robots. Cambridge University Press, New York 2016.
- [5]↑
Bock, Thomas: Robot-oriented design. In: The 5th International Symposium on Robotics in Construction, June 6–8, 1988 Tokyo, Japan. 135–144.
- [6]↑
Bruckmann, Tobias et al.: Automated construction of masonry buildings using cable-driven parallel robots. In: 33rd International Symposium on Automation and Robotics in Construction. ISARC 2016. 565–568.
- [7]↑
Hasegawa, Yukio: Construction automation and robotics in the 21th century. In: 23rd International Symposium on Automation and Robotics in Construction. ISARC 2006. 565–568.
- [8]↑
Lamsala, Bikash – Kunichikaa, Kyosuke: Development of an AR system for the advancement of the tasks in the construction sites. In: Creative Construction Conference 2019, 29 June – 2 July 2019, Budapest, Hungary. 830–835.
- [9]↑
Pritschow, G. et al.: Technological aspects in the development of a mobile bricklaying robot. Automation in Construction 5 (1996) 1. 3–13.
- [10]↑
Andres, J. – Bock, T. – Gebhart, F. – Steck, W.: First results of the development of the masonry robot system ROCCO. A fault tolerant assembly tool. In: Chamberlain, DA (ed.): Automation and robotics in construction XI. Elsevier, Oxford 1994. 87–93.
- [11]↑
Dörfler, Kathrin et al.: Mobile robotic brickwork: Automation of a discrete robotic fabrication process using an autonomous mobile robot. Robotic Fabrication in Architecture, Art and Design 2016. 204–217.
- [12]↑
Iturralde, Kepa et al.: A cable driven parallel robot with a modular end effector for the installation of curtain wall modules. In: ISARC 2020 – 37th International Symposium on Automation and Robotics in Construction. 2020. 1472–1479.
- [13]↑
Kaneko, Kenji et al.: Humanoid robot HRP-5P. An electrically actuated humanoid robot with high-power and wide-range joints. IEEE Robotics and Automation Letters 4 (2019) 2. 1431–1438.
- [14]↑
Werfel, Justin K. – Petersen, Kirsten – Nagpal, Radhika: Distributed multi-robot algorithms for the TERMES 3D collective construction system. In: Proceedings of Robotics. Science and Systems. Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2011. 1–6.
- [15]↑
Kohler, Matthias: The robotic touch–how robots change architecture. Fiftyseven Ten Lectures Series at the Scott Sutherland School of Architecture, 2018.
- [16]↑
Khatib, Oussama et al.: Robots in human environments. Basic autonomous capabilities. The International Journal of Robotics Research 18 (1999) 7. 684–696.
- [17]↑
You, Sangseok et al.: Enhancing perceived safety in human–robot collaborative construction using immersive virtual environments. Automation in Construction 96 (2018) 161–170.
- [19]
Lindsey, Quentin–Mellinger, Daniel–Kumar, Vijay: Construction with quadrotor teams. Autonomous Robots 33 (2012) 3. 323–336.
- [20]
Petersen, Kirstin H. et al.: A review of collective robotic construction. Science Robotics 4 (2019) 28. eaau 8479.
- [21]
Khatib, Oussama et al.: Coordination and decentralized cooperation of multiple mobile manipulators. Journal of Robotic Systems 13 (1996) 11. 755–764.
- [22]↑
Huntsberger, Terry et al.: CAMPOUT. A control architecture for tightly coupled coordination of multirobot systems for planetary surface exploration. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A. Systems and Humans 33 (2003) 5. 550–559.
- [24]↑
Willmann, Jan et al.: Robotic timber construction–Expanding additive fabrication to new dimensions. Automation in Construction 61 (2016) 16–23.
- [25]
Chu, Baeksuk et al.: Robot-based construction automation. An application to steel beam assembly (Part I). Automation in Construction 32 (2013) 46–61.
- [26]↑
Jung, Kyoungmo–Chu, Baeksuk–Hong, Daehie: Robot-based construction automation. An application to steel beam assembly (Part II). Automation in Construction 32 (2013) 62–79.
- [27]
Bock, Thomas: The future of construction automation. Technological disruption and the upcoming ubiquity of robotics. Automation in Construction 59 (2015) 113–121.
- [28]
Lloret, Ena et al.: Complex concrete structures. Merging existing casting techniques with digital fabrication. Computer-Aided Design 60 (2015) 40–49.
- [29]
Chu, Baeksuk et al.: A survey of climbing robots. Locomotion and adhesion. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 11 (2010) 633–647.
- [30]
Lim, Sungwoo et al.: Modelling curved-layered printing paths for fabricating large-scale construction components. Additive Manufacturing 12 (2016) 216–230.
- [31]
Lim, Sungwoo et al.: Developments in construction-scale additive manufacturing processes. Automation in Construction 21 (2012) 262–268.
- [32]
Khoshnevis, Behrokh: Automated construction by contour crafting-related robotics and information technologies. Automation in Construction 13 (2004) 1. 5–19.
- [33]
Gosselin, Clément et al.: Large-scale 3D printing of ultra-high performance concrete–a new processing route for architects and builders. Materials & Design 100 (2016) 102–109.
- [34]
Tay, Yi Wei Daniel et al.: 3D printing trends in building and construction industry: a review. Virtual and Physical Prototyping 12 (2017) 3. 261–276.
- [35]
Paolini, Alexander – Kollmannsberger, Stefan – Rank, Ernst: Additive manufacturing in construction. A review on processes, applications, and digital planning methods. Additive Manufacturing 30 (2019) 100894.
- [36]
Buswell, Richard A. et al.: Freeform construction: Mega-scale rapid manufacturing for construction. Automation in Construction 16 (2007) 2. 224–231.
- [37]
Camacho, Daniel Delgado et al.: Applications of additive manufacturing in the construction industry–A forward-looking review. Automation in Construction 89 (2018) 110–119.
- [38]
Paul, Suvash Chandra et al.: A review of 3D concrete printing systems and materials properties. Current status and future research prospects. Rapid Prototyping Journal 24 (2018) 5. 784–798.
- [39]
Bosscher, Paul et al.: Cable-suspended robotic contour crafting system. Automation in Construction 17 (2007) 1. 45–55.
- [40]
Mechtcherine, Viktor et al.: Large-scale digital concrete construction – CONPrint3D concept for on-site, monolithic 3D-printing. Automation in Construction 107 (2019) 102933.
- [41]
Ghaffar, Seyed Hamidreza–Corker, Jorge–Fan, Mizi: Additive manufacturing technology and its implementation in construction as an eco-innovative solution. Automation in Construction 93 (2018) 1–11.
- [42]
Ma, GuoWei–Wang, Li–Ju, Yang: State-of-the-art of 3D printing technology of cementitious material. An emerging technique for construction. Science China Technological Sciences 61 (2018) 475–495.
- [43]
Duballet, Romain–Baverel, Olivier–Dirrenberger, Justin: Classification of building systems for concrete 3D printing. Automation in Construction 83 (2017) 247–258.
- [44]
Ma, GuoWei–Wang, Li: A critical review of preparation design and workability measurement of concrete material for largescale 3D printing. Frontiers of Structural and Civil Engineering 12 (2018) 382–400.
- [45]↑
Khan, Mohammad S. – Sanchez, Florence – Zhou, Hongyu: 3-D printing of concrete: Beyond horizons. Cement and Concrete Research 133 (2020) 106070.
- [46]↑
Pan, Yue – Zhang, Limao: Roles of artificial intelligence in construction engineering and management. A critical review and future trends. Automation in Construction 122 (2021) 103517.
- [47]
Darko, Amos et al.: Artificial intelligence in the AEC industry. Scientometric analysis and visualization of research activities. Automation in Construction 112 (2020) 103081.
- [48]
Ravichandar, Harish et al.: Recent advances in robot learning from demonstration. Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems 3 (2020) 297–330.
- [49]↑
Nath, Nipun D. – Behzadan, Amir H. – Paal, Stephanie G.: Deep learning for site safety. Real-time detection of personal protective equipment. Automation in Construction 112 (2020) 103085.
- [50]
Moselhi, Osama–Hegazy, Tarek–Fazio, Paul: Neural networks as tools in construction. Journal of Construction Engineering and Management 117 (1991) 4. 606–625.
- [51]↑
Wang, Zeli–Li, Heng–Zhang, Xiaoling: Construction waste recycling robot for nails and screws. Computer vision technology and neural network approach. Automation in Construction 97 (2019) 220–228.
- [52]↑
Volk, Rebekka–Stengel, Julian–Schultmann, Frank: Building Information Modeling (BIM) for existing buildings — Literature review and future needs. Automation in Construction 38 (2014) 109–127.
- [53]
Tang, Pingbo et al.: Automatic reconstruction of as-built building information models from laser-scanned point clouds. A review of related techniques. Automation in Construction 19 (2010) 7. 829–843.
- [54]
Zhang, Sijie et al.: BIM-based fall hazard identification and prevention in construction safety planning. Safety Science 72 (2015) 31–45.
- [55]
Costin, Aaron et al.: Building Information Modeling (BIM) for transportation infrastructure–Literature review, applications, challenges, and recommendations. Automation in Construction 94 (2018) 257–281.
- [56]↑
Golparvar-Fard, Mani–Pena-Mora, Feniosky–Savarese, Silvio: Automated progress monitoring using unordered daily construction photographs and IFC-based building information models. Journal of Computing in Civil Engineering 29 (2015) 1. 04014025.
- [57]
Yin, Xianfei et al.: Building information modelling for off-site construction. Review and future directions. Automation in Construction 101 (2019) 72–91.
- [58]↑
Kim, Changmin–Son, Hyojoo–Kim, Changwan: Automated construction progress measurement using a 4D building information model and 3D data. Automation in Construction 31 (2013) 75–82.
- [59]
Lee, Seul-Ki–Kim, Ka-Ram–Yu, Jung-Ho: BIM and ontology-based approach for building cost estimation. Automation in Construction 41 (2014) 96–105.
- [60]
Jung, Jaehoon et al.: Productive modeling for development of as-built BIM of existing indoor structures. Automation in Construction 42 (2014) 68–77.
- [61]
Zhang, Jiansong–El-Gohary, Nora M.: Integrating semantic NLP and logic reasoning into a unified system for fully-automated code checking. Automation in Construction 73 (2017) 45–57.
- [62]
Isikdag, Umit–Underwood, Jason–Aouad, Ghassan: An investigation into the applicability of building information models in geospatial environment in support of site selection and fire response management processes. Advanced engineering Informatics 22 (2008) 4. 504–519.
- [63]
Rebolj, Danijel et al.: Point cloud quality requirements for Scan-vs-BIM based automated construction progress monitoring. Automation in Construction 84 (2017) 323–334.
- [64]↑
Lu, Ruodan – Brilakis, Ioannis: Digital twinning of existing reinforced concrete bridges from labelled point clusters. Automation in Construction 105 (2019) 102837.
- [65]
Kropp, Christopher–Koch, Christian–König, Markus: Interior construction state recognition with 4D BIM registered image sequences. Automation in Construction 86 (2018) 11–32.
- [66]
Pärn, Erika Anneli–Edwards, David John: Conceptualising the FinDD API plug-in. A study of BIM-FM integration. Automation in Construction 80 (2017) 11–21.
- [67]
Huang, M. – Ninić, J. – Zhang, Q. B.: BIM, machine learning and computer vision techniques in underground construction. Current status and future perspectives. Tunnelling and Underground Space Technology 108 (2021) 103677.
- [68]↑
Ghaffarian Hoseini, Ali et al.: Application of nD BIM Integrated Knowledge-based Building Management System (BIM-IKBMS) for inspecting post-construction energy efficiency. Renewable and Sustainable Energy Reviews 72 (2017) 935–949.
- [69]↑
Dadhich, Siddharth–Bodin, Ulf–Andersson, Ulf: Key challenges in automation of earth-moving machines. Automation in Construction 68 (2016) 212–222.
- [70]
Zou, Junhao–Kim, Hyoungkwan: Using hue, saturation, and value color space for hydraulic excavator idle time analysis. Journal of Computing in Civil Engineering 21 (2007) 4. 238–246.
- [71]
Azar, Ehsan Rezazadeh–McCabe, Brenda: Part based model and spatial–temporal reasoning to recognize hydraulic excavators in construction images and videos. Automation in Construction 24 (2012) 194–202.
- [72]
Stentz, Anthony et al.: A robotic excavator for autonomous truck loading. Autonomous Robots 7 (1999) 175–186.
- [73]
Kang, ShihChung–Miranda, Eduardo: Planning and visualization for automated robotic crane erection processes in construction. Automation in Construction 15 (2006) 4. 398–414.
- [74]↑
Garrido, Santiago et al.: Anti-swinging input shaping control of an automatic construction crane. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering 5 (2008) 3. 549–557.
- [75]↑
Pauwels, Pieter et al.: A semantic rule checking environment for building performance checking. Automation in Construction 20 (2011) 5. 506–518.
- [76]
Navon, Ronie–Sacks, Rafael: Assessing research issues in automated project performance control (APPC). Automation in Construction 16 (2007) 4. 474–484.
- [77]
Dong, Zhen et al.: Registration of large-scale terrestrial laser scanner point clouds. A review and benchmark. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 163 (2020) 327–342.
- [78]
Brilakis, Ioannis–Park, Man-Woo–Jog, Gauri: Automated vision tracking of project related entities. Advanced Engineering Informatics 25 (2011) 4. 713–724.
- [79]
Xu, Shuyuan et al.: Computer vision techniques in construction: a critical review. Archives of Computational Methods in Engineering 28 (2021) 3383–3397.
- [80]
Choi, H. R.–Ryew, S. M.: Robotic system with active steering capability for internal inspection of urban gas pipelines. Mechatronics 12 (2002) 5. 713–736.
- [81]
Zakeri, Hamzeh–Fereidoon, Moghadas Nejad–Fahimifar, Ahmad: Image based techniques for crack detection, classification and quantification in asphalt pavement: A Review. Archives of Computational Methods in Engineering 24 (2017) 935–977.
- [82]
Verboven, Peter et al.: Autonomous structural health monitoring–part I: Modal parameter estimation and tracking. Mechanical Systems and Signal Processing 16 (2002) 4. 637–657.
- [83]
Kim, Pileun–Chen, Jingdao–Yong K. Cho: SLAM-driven robotic mapping and registration of 3D point clouds. Automation in Construction 89 (2018) 38–48.
- [84]
Hamledari, Hesam–McCabe, Brenda–Davari, Shakiba: Automated computer vision-based detection of components of under-construction indoor partitions. Automation in Construction 74 (2017) 78–94.
- [85]
Grau, David et al.: Assessing the impact of materials tracking technologies on construction craft productivity. Automation in Construction 18 (2009) 7. 903–911.
- [86]
Park, Man–Woo, Koch, Christian–Brilakis, Ioannis: Three-dimensional tracking of construction resources using an on-site camera system. Journal of Computing in Civil Engineering 26 (2012) 4. 541–549.
- [87]
Torrent, David Grau–Caldas, Carlos H.: Methodology for automating the identification and localization of construction components on industrial projects. Journal of Computing in Civil Engineering 23 (2009) 1. 3–13.
- [88]
Ibrahim, Y. M. et al.: Towards automated progress assessment of workpackage components in construction projects using computer vision. Advanced Engineering Informatics 23 (2009) 1. 93–103.
- [89]↑
Woodhead, Roy–Stephenson, Paul–Morrey, Denise: Digital construction. From point solutions to IoT ecosystem. Automation in Construction 93 (2018) 35–46.
- [90]
Kanan, Riad–Elhassan, Obaidallah–Bensalem, Rofaida: An IoT-based autonomous system for workers’ safety in construction sites with real-time alarming, monitoring, and positioning strategies. Automation in Construction 88 (2018) 73–86.
- [91]↑
Xu, Gangyan et al.: Cloud asset-enabled integrated IoT platform for lean prefabricated construction. Automation in Construction 93 (2018) 123–134.
- [92]↑
Siebert, Sebastian – Teizer, Jochen: Mobile 3D mapping for surveying earthwork using an unmanned aerial vehicle (UAV). In: ISARC. Proceedings of the International Symposium on Automation and Robotics in Construction. Vol. 30. IAARC Publications, 2013. 1–14.
- [93]↑
AbouRizk, Simaan: Role of simulation in construction engineering and management. Journal of Construction Engineering and Management 136 (2010) 10. 1140–1153.
- [94]
De Soto, Borja García et al.: Productivity of digital fabrication in construction. Cost and time analysis of a robotically built wall. Automation in Construction 92 (2018) 297–311.
- [95]
Delgado, Juan Manuel Davila et al.: Robotics and automated systems in construction. Understanding industry-specific challenges for adoption. Journal of Building Engineering 26 (2019) 100868.
- [96]
Cheng, Tao et al.: Performance evaluation of ultra wideband technology for construction resource location tracking in harsh environments. Automation in Construction 20 (2011) 8. 1173–1184.
- [97]
Sacks, Rafael–Eastman, Charles M.–Lee, Ghang: Parametric 3D modeling in building construction with examples from precast concrete. Automation in Construction 13 (2004) 3. 291–312.
- [98]
Akinci, Burcu et al.: Formalization and automation of time-space conflict analysis. Journal of Computing in Civil Engineering 16 (2002) 2. 124–134.
- [99]
Vähä, Pentti et al.: Extending automation of building construction. Survey on potential sensor technologies and robotic applications. Automation in Construction 36 (2013) 168–178.
- [100]
Alaloul, Wesam Salah et al.: Industrial Revolution 4.0 in the construction industry. Challenges and opportunities for stakeholders. Ain Shams Engineering Journal 11 (2020) 1. 225–230.
- [101]
Yin, Samuel Y. L. et al.: Developing a precast production management system using RFID technology. Automation in Construction 18 (2009) 5. 677–691.
- [102]
Chen, Qian–de Soto, Borja García–Adey, Bryan T.: Construction automation. Research areas, industry concerns and suggestions for advancement. Automation in Construction 94 (2018) 22–38.
- [103]
Keating, Steven J. et al.: Toward site-specific and self-sufficient robotic fabrication on architectural scales. Science Robotics 2 (2017) 5. eaam8986.
- [104]
Wang, Mudan et al.: A systematic review of digital technology adoption in off-site construction. Current status and future direction towards industry 4.0. Buildings 10 (2020) 11. 204.
- [105]
El-Omari, Samir–Moselhi, Osama: Integrating automated data acquisition technologies for progress reporting of construction projects. Automation in Construction 20 (2011) 6. 699–705.
- [106]
Zhang, Jiansong–El-Gohary, Nora M.: Automated information transformation for automated regulatory compliance checking in construction. Journal of Computing in Civil Engineering 29 (2015) 4. B4015001.
- [107]
Sharafi, Pezhman et al.: Interlocking system for enhancing the integrity of multi-storey modular buildings. Automation in Construction 85 (2018) 263–272.
- [108]
AbouRizk, S. et al.: Research in modeling and simulation for improving construction engineering operations. Journal of Construction Engineering and Management 137 (2011) 10. 843–852.
- [109]
Joshua, Liju–Varghese, Koshy: Accelerometer-based activity recognition in construction. Journal of Computing in Civil Engineering 25 (2011) 5. 370–379.
- [110]
Goh, Matthew–Goh, Yang Miang: „Lean production theory-based simulation of modular construction processes. Automation in Construction 101 (2019) 227–244.
- [111]
Sauter, Thilo et al.: The evolution of factory and building automation. IEEE Industrial Electronics Magazine 5 (2011) 3. 35–48.
- [112]
Oloufa, Amr A.–Ikeda, Masaaki–Oda, Hiroshi: Situational awareness of construction equipment using GPS, wireless and web technologies. Automation in Construction 12 (2003) 6. 737–748.
- [113]↑
Oesterreich, Thuy Duong–Teuteberg, Frank: Understanding the implications of digitisation and automation in the context of Industry 4.0: A triangulation approach and elements of a research agenda for the construction industry. Computers in Industry 83 (2016) 121–139.
- [114]↑
Ugwu, O. O. et al.: Sustainability appraisal in infrastructure projects (SUSAIP): Part 1. Development of indicators and computational methods. Automation in Construction 15 (2006) 2. 239–251.
- [115]
Agustí-Juan, Isolda et al.: Potential benefits of digital fabrication for complex structures. Environmental assessment of a robotically fabricated concrete wall. Journal of Cleaner Production 154 (2017) 330–340.
- [116]
Forcael, Eric et al.: Construction 4.0. A literature review. Sustainability 12 (2020) 22. 9755.
- [117]↑
Pan, Mi et al.: A framework of indicators for assessing construction automation and robotics in the sustainability context. Journal of Cleaner Production 182 (2018) 82–95.
- [118]↑
Vidovszky, I. – Pém, A.: Analyses of automated bricklaying workflow regarding time and arrangement. In: IOP Conference Series. Materials Science and Engineering. Vol. 1218. No. 1. IOP Publishing, 2022. 1–7.
- [119]
Vidovszky, István: Bricklaying Method for rollock or soldier courses with 4DOF robotic arms. In: Creative Construction e-Conference 2022. Budapest University of Technology and Economics, Budapest 2022. 26–29.
- [120]↑
Bärtschi, Ralph et al.: Wiggled brick bond. In: Ceccato, Cristiano et al. (eds): Advances in Architectural Geometry. Springer, Vienna 2010. 137–148
- [121]↑
British Pathé https://www.britishpathe.com/video/mechanical-bricklayer/query/Motor+mason(Utolsó megtekintés: 2021. 05. 26.)
- [122]↑
Construction Robotics SAM. https://www.construction-robotics.com/sam-2/(Utolsó megtekintés: 2023. 07. 28.)
- [123]↑
Construction Robotics MULE. https://www.construction-robotics.com/mule/(Utolsó megtekintés: 2023. 07. 28.)
- [125]↑
Mordor Intelligence. https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/3d-concrete-printing-market(Utolsó megtekintés: 2024. 01. 14.)
- [126]↑
Hou, Shaodan et al.: A review of 3D printed concrete. Performance requirements, testing measurements and mix design. Construction and Building Materials 273 (2021) 121745.
- [127]↑
Zhu, Binrong et al.: 3D concrete printing of permanent formwork for concrete column construction. Cement and Concrete Composites 121 (2021) 104039.
- [128]↑
Weger, Daniel et al.: Building rethought–3D concrete printing in building practice. Construction Robotics 5 (2021) 3–4. 203–210.
- [129]↑
Puzatova, A.–Shakor, P.–Laghi, V.–Dmitrieva, M.: Large-scale 3D printing for construction application by means of robotic arm and Gantry 3D Printer. A Review. Buildings 12 (2023) 1–30.
- [130]↑
Zhang, H. – Wang, J. – Liu, Y. – Zhang, X. – Zhao, Z.: Effect of processing parameters on the printing quality of 3D printed composite cement-based materials. Materials Letters 308 (2022) 131271.
- [131]↑
PERI 3D Construction. https://www.peri3dconstruction.com/wallenhausen(Utolsó megtekintés: 2023. 09. 05.)
- [132]↑
Ahmed, G. H.: A review of 3D concrete printing. Materials and process characterization, economic considerations and environmental sustainability. Journal of Building Engineering 66 (2023) 105863.
- [133]↑
Alami, A. H.–Olabi, A. G.–Ayoub, M.–Aljaghoub, H.–Alasad, S.–Abdelkareem, M. A.: 3D Concrete printing. Recent progress, applications, challenges, and role in achieving sustainable development goals. Buildings 13 (2023) 4. 924 (1–20).
