Wsparcie z powietrza na placu budowy

Drony w naturalny sposób pasują do branży budowlanej, która łączy ciężki sprzęt i ciągłą aktywność z potrzebą precyzji z dokładnością co do centymetra. Wykonawcy, którzy chcą, aby ich praca była szybsza, bezpieczniejsza i bardziej opłacalna, nieustannie poszukują nowych technologii, które mogą w tym pomóc. Drony okazują się tu idealnym narzędziem — latając nad ruchliwym środowiskiem placu budowy, zbierają niezbędne informacje cyfrowe z podwyższonego punktu widzenia. Wykorzystując najnowszą technologię dronową, firmy mogą zrewolucjonizować swoje działania – od pomiarów przestrzennych 3D po zarządzanie ruchem, nadzór nad bezpieczeństwem i wiele innych.

Firmy, które nie brały pod uwagę tego rozwiązania technologicznego, mogą przekonać się, że stanowi ono odpowiedź na niektóre z najczęstszych problemów, z jakimi się borykają, począwszy od niskiej rentowności po kwestie dotyczące zatrudnienia. Dron może zapewnić nową perspektywę dla wykonawców, dając im dane, których potrzebują, aby ich działalność wkroczyła na wyższy poziom.

Jak drony wpisują się we współczesną branżę budowlaną

Drony odcisnęły ostatnio wyraźny ślad w kilku branżach, od bezpieczeństwa publicznego po inspekcje użytkowe, a nawet rolnictwo. Rozmieszczenie na niebie bezzałogowców zbierających dane pozwalają firmom funkcjonować w sposób, który w innym wypadku byłby niemożliwy.

Jak sprawdzić, czy dany sektor ma dobre podstawy do używania dronów? Głównym testem będzie ocena, czy możliwości oferowane przez podobne technologie dobrze pasują do wyzwań, przed którymi stoją firmy. Pod tym względem drony doskonale sprawdzają się w branży budowlanej, ponieważ wykonawcy starają się pracować bezpieczniej, a zarazem wydajniej.

Trudności i uwarunkowania branży budowlanej

Obecna gospodarka światowa, wciąż odczuwa skutki pandemii COVID-19 i awarii łańcucha dostaw, budownictwo nie jest wyjątkiem. Napięcia i trudności, które ujawniły się w ostatnich miesiącach, wymagają innowacyjnych rozwiązań, często obejmujących wdrożenie nowej technologii — potencjalnie także dronów.

Konkretne problemy firm budowlanych obejmują:

• Brak cyfryzacji i wykorzystania danych: budownictwo nie jest branżą silnie cyfrową z perspektywy prowadzenia dokumentacji i planowania. Podążanie za ogólnym trendem gromadzenia i wykorzystywania dokładnych danych może oznaczać dla wykonawców oszczędności i zwiększoną wydajność, ponieważ procedury oparte na dokumentach papierowych są wolniejsze, mniej precyzyjne i mogą stanowić wyzwanie w zakresie zgodności z przepisami.
• Niedobory wykwalifikowanego personelu: jednym z czynników zmuszających firmy budowlane do zwiększania efektywności wykorzystania zasobów jest ogólny brak wykwalifikowanych pracowników. Niektórzy podwykonawcy nie mogli podjąć pracy z powodu niewystarczającej liczby specjalistów.
• Przeszkody w zakresie współpracy: jako swego rodzaju uzupełnienie ogólnego braku danych cyfrowych wykorzystywanych przez wykonawców, firmy te często nie są w stanie szybko i skutecznie dzielić się informacjami. Bez znormalizowanego podejścia do kwestii dostępności danych zespoły mogą być odizolowane i pozbawione łączności.

Czynniki te, w połączeniu z ograniczeniami finansowymi, które pojawiły się w ciągu ostatnich kilku lat, oraz ponownym skupieniem się na zdrowiu i bezpieczeństwie osobistym, zmusiły wykonawców do poważnego zastanowienia się nad tym, jak mogą zrewolucjonizować przebieg pracy i znaleźć lepsze sposoby wykonywania zadań.

Wpływ technologii dronowej na budownictwo

Dostęp do technologii dronowej umożliwia zmianę sposobu, w jaki wykonawcy zarządzają placami budowy, stanowiąc główny filar nowego i bardziej cyfrowego podejścia do prac budowlanych. Efektywne wykorzystanie najnowszych modeli dronów może przyczynić się do przekształcenia przebiegu pracy i pomóc w osiągnięciu założonych celów.

Korzyści wynikające z zastosowania dronów mogą obejmować:

• Ulepszone planowanie: tworzenie odpowiedniego planu dla projektu budowlanego rozpoczyna się od szczegółowego rozpoznania miejsca pracy. Przeprowadzanie podobnych czynności samodzielnie i pieszo może być czasochłonne, żmudne, a nawet fizycznie niebezpieczne, w zależności od wielkości i ukształtowania danego terenu. Pomiary topograficzne za pomocą drona są bezpieczniejsze i wydajniejsze — dostarczają dokładnych informacji, które mogą być przydatne w całym projekcie.
• Szczegółowe zarządzanie projektem: dane gromadzone przez drony nie muszą być ograniczone do wstępnych badań topograficznych. Wykorzystując bezzałogowce do zbierania informacji o przebiegu pracy w czasie rzeczywistym, kierownicy mogą tworzyć dokładny i aktualny zapis projektu, a następnie udostępniać te dane z drona wszystkim działom, aby zapobiegać powstawaniu silosów komunikacyjnych.
• Zmniejszone ryzyko dla personelu: Zanim pojawiły się drony, pracownicy budowlani również gromadzili niezbędne dane geodezyjne i sprawdzali miejsca pracy pod kątem zagrożeń, ale robili to pieszo. Zamiast zlecać pracownikom wspinanie się na wysokie punkty lub poruszanie się po trudnym terenie, wykonawcy mogą bezpiecznie latać dronami nad danym obszarem, utrzymując swoich pracowników z dala od niebezpieczeństwa.

Jednym z najbardziej ekscytujących aspektów integracji dronów z procesami budowlanymi jest to, że stale pojawiają się nowe zastosowania. Wraz z pojawianiem się kolejnych rozwiązań w postaci kamer i akcesoriów, firmy budowlane mogą bardziej ambitnie podchodzić do wielu rodzajów zadań, w których wykorzystują swoje drony — od nadzoru nad placem budowy w czasie rzeczywistym po badania termowizyjne i wiele innych.

Oto dwa przykłady firm budowlanych, które już znalazły sposoby na wdrożenie programu dronowego do swoich codziennych zadań, zmieniając swoją pracę na lepsze:

Hensel Phelps

Firma Hensel Phelps zajmująca się generalnym wykonawstwem na dużą skalę stała się głównym zwolennikiem technologii dronowej w budownictwie, po raz pierwszy rozważając użycie dronów ponad dekadę temu. Przedsiębiorstwo skupiło się na bezpieczeństwie i dokładnie reguluje wykorzystanie dronów. Ten poziom odpowiedzialności umożliwił organizacji uzyskanie zezwolenia Federalnej Administracji Lotnictwa (Federal Aviation Administration) na latanie dronami nad obszarami, na których pracują ludzie.

Do czego tak zaawansowany wykonawca wykorzystuje drony? W przypadku firmy Hensel Phelps technologia ta jest częścią procesów planowania placu budowy, inspekcji miejsca pracy, inspekcji budynków i nadzoru bezpieczeństwa. Ilość danych pochodzących z dronów pomiarowych pozwala organizacji przeprowadzać analizy i uzyskiwać przewidywalne informacje o tym, jak skutecznie i bezpiecznie wykonywać zadania.

STRABAG

STRABAG SE, europejski wykonawca specjalizujący się w budowaniu infrastruktury transportowej (na przykład autostrad) korzysta z dronów od 2015 roku. Ponieważ organizacja ma tysiące placów budowy na całym kontynencie, jej potrzeby geodezyjne są ogromne, a drony stanowią istotną część przebiegu pracy.

Drony umożliwiają nadzór z powietrza nad ogromnymi obszarami przekształcanymi w ramach działań STRABAG w zakresie budowy autostrad. Dzięki temu łatwiej jest teraz zbierać dane i integrować je bezpośrednio z platformami cyfrowymi firmy. Modele 3D utworzone na podstawie lotniczych danych geoprzestrzennych charakteryzują się dużą gęstością punktów, co oznacza, że pracownicy mogą korzystać z cyfrowych planów lepszej jakości, niż gdyby mieli do dyspozycji wyłącznie pomiary naziemne.

Najnowsza technologia dronowa stosowana w budownictwie

co trzeba zrobić, aby stworzyć idealnego drona dla sektora budowlanego? Profesjonalne bezzałogowce nie przypominają urządzeń używanych przez hobbystów-konsumentów. Dzięki wielu zaawansowanym funkcjom technologicznym (od systemów sterowania po nowoczesne ładunki użytkowe) najnowsze modele dronów mogą zapewnić niezrównaną wydajność i sprawdzają się w różnych scenariuszach na placu budowy.

Poniżej przedstawiliśmy tylko kilka funkcji technologicznych, które sprawiły, że drony stały się cennym uzupełnieniem procesów roboczych w budownictwie.

Technologia Real-Time Kinematic (RTK)

Aby stworzyć infrastrukturę i kompletne konstrukcje, które przetrwają próbę czasu, pracownicy budowlani potrzebują centymetrowej dokładności na swoich cyfrowych mapach miejsc pracy. Moduły RTK pozwalają im osiągnąć tę jakość pomiarów. Technologia ta wykorzystuje moduł na dronie i stację bazową o stałej lokalizacji, aby uzyskiwać dokładniejsze odczyty, niż byłoby to możliwe w przypadku metody opartej wyłącznie na satelitach (GPS)

Metoda trianguluje pozycję stacji bazowej, drona i satelitów, generując dane geoprzestrzenne do zaimportowania do oprogramowania mapującego. RTK wymaga mniejszej liczby punktów naziemnych niż inne metody pomiaru dronem, polegając na jednej stacji bazowej. Co więcej, automatycznie koryguje błędy podczas lotu. Drony RTK mogą być również wyposażone w PPK, alternatywną metodologię, która jest szczególnie przydatna w obszarach z przeszkodami lub tam, gdzie sygnały satelitarne są słabe.

Fotogrametria

Fotogrametria polega na wykonaniu wielu zdjęć danego obszaru lub obiektu i połączeniu ich za pomocą oprogramowania. Dzięki temu można uzyskać cyfrowe modele oraz mapy 2D lub 3D o wysokiej rozdzielczości, na których można przeprowadzić dokładne pomiary. Pozwala to zespołom szybko i sprawnie tworzyć modele topograficzne swoich placów budowy i aktualizować je w miarę upływu czasu. Dzisiejsze drony mogą być wyposażone w kamery fotogrametryczne tak dokładne, że możliwe jest nawet dokładne określenie ilości materiału pozostawionego w składzie na podstawie zebranych przez nie punktów danych.

Wykorzystanie dronów do dokładnych, najbardziej aktualnych pomiarów zapasów materiałów to strategia efektywnego budownictwa nowej generacji. Skanowanie zapasów materiałów z powietrza pozwala upewnić się, że zarówno pracownicy biura, jak i załoga w terenie wiedzą, ile zapasów im pozostało. Dzięki tym informacjom w czasie rzeczywistym brygadzista wie z wyprzedzeniem, kiedy należy zamówić więcej materiałów, a liczenie za pomocą drona oznacza mniej pracy ręcznej.

LiDAR

W niektórych przypadkach modelowanie 3D miejsca pracy i pomiar objętości hałd mogą być przeprowadzane za pomocą modułu LiDAR (Light Detection and Ranging). LiDAR bazuje na odbitych impulsach światła, wykrywając położenie punktów w przestrzeni bezpośrednio za pomocą skaningu laserowego, a nie poprzez tworzenie modeli 3D na podstawie zdjęć lotniczych.

W porównaniu z fotogrametrią, LiDAR może zapewnić wysoki stopień szczegółowości, przydatny do mapowania stosunkowo małych obiektów. Należy pamiętać, że moduły LiDAR są zwykle cięższe i bardziej skomplikowane w użyciu. Wiążą się też z wyższymi kosztami początkowymi. Jednak wraz z rozwojem technologii i pojawianiem się nowych modeli na rynku dronów staje się to coraz bardziej atrakcyjną opcją.

…I o wiele więcej

Dzięki tak zaawansowanym możliwościom szkolenie użytkowników stało się w ostatnich latach szybsze i łatwiejsze. Nadal konieczne jest, aby pracownicy posiadali odpowiednie uprawnienia i byli przeszkoleni w zakresie sprzętu, z którego będą korzystać, a przedsiębiorstwa wciąż potrzebują zezwoleń na latanie dronami w przestrzeni powietrznej nad miejscem pracy.

Rola dronów na placu budowy

Analizując zadania, które da się wykonywać za pomocą dronów, można uzyskać jasny obraz tego, jak wszechstronne i cenne są te urządzenia. Bez względu na wielkość przedsiębiorstwa lub jego specyficzne potrzeby, drony zawsze znajdą zastosowanie podczas realizacji projektów. Te potencjalne funkcje obejmują:

• Pomiary terenu i modelowanie 3D: począwszy od rozpoczęcia pracy, ekipy budowlane mogą tworzyć dokładne mapy 3D na podstawie pomiarów z dronów. Częste aktualizowanie tych map i udostępnianie danych z drona zainteresowanym stronom sprawia, że wszystkie zespoły są na bieżąco z informacjami i mogą ze sobą współpracować. Posiadanie kompleksowego rejestru postępów budowy umożliwia pracownikom wykrywanie potencjalnych zagrożeń, a także śledzenie wyników projektu w porównaniu z prognozami i wprowadzanie korekt, jeśli to konieczne.
• Obliczenia wolumetryczne: obliczanie objętości hałd pozwala na bardziej precyzyjne planowanie podczas określania metody zarządzania materiałami budowlanymi w miejscu pracy. Niezależnie od tego, czy używasz fotogrametrii, czy LiDAR, jest to sposób na zwiększenie wydajności przebiegu pracy na placu budowy. Wiedza o tym, ile zostało danego materiału (i gdzie się znajduje) jest pomocna w logistyce.
• Monitorowanie zasobów: ekipy budowlane mogą wykorzystywać zdjęcia lotnicze i modele nie tylko do sprawdzania ilości składowanych materiałów, ale też do śledzenia ruchu dużych zasobów na rozległym placu budowy. Bieżąca znajomość położenia poszczególnych obiektów i materiałów ułatwia zapewnienie bezpieczeństwa pracownikom w zakładzie i pozwala upewnić się, że sam sprzęt jest bezpieczny.
• Cyfrowe bliźniaki: budowanie cyfrowego bliźniaka (tworzenie cyfrowej kopii produktu, systemu lub procesu) podczas realizacji projektu lub tworzenie kompletnego środowiska to proces generowania modelu 3D, który będzie otrzymywał okresowe aktualizacje w miarę postępu prac. Dzięki takim modelom pracownicy mogą sprawdzać, czy ich konstrukcje są zgodne z lokalnymi przepisami i określać, na jakie potencjalne punkty awarii należy uważać. W efekcie planowanie staje się łatwiejsze.
• Building information monitoring (BIM): BIM to cyfrowy proces projektowania, który przebiega równolegle z fizycznymi pracami budowlanymi. Przechwytując rzeczywiste dane geoprzestrzenne z dronów i porównując je z ich wstępnie wizualizowanymi projektami BIM, wykonawcy mogą upewnić się, że określone projekty są na dobrej drodze. Możliwe jest nawet wykorzystanie dronów z sensorami LiDAR do zbierania informacji o wnętrzach budowanych konstrukcji i dodawania tych danych do systemów BIM.
• Inspekcje: przeprowadzanie inspekcji za pomocą drona umożliwia wykonawcom zbieranie informacji z placów budowy bez narażania pracowników na potencjalne ryzyko poprzez wchodzenie do obszarów niebezpiecznych. Zaawansowane funkcje dronów, na przykład “ AI Spot Check”, która pozwala oznaczać obiekty na terenie prac, umożliwiają operatorom zmniejszenie ryzyka przeoczenia czegokolwiek na skutek błędu ludzkiego.
• Ogólne planowanie i organizacja: nie wszystko, co może osiągnąć dron, mieści się w uporządkowanej kategorii — to jedna z najbardziej ekscytujących rzeczy związanych z wykorzystaniem tej technologii. Ilekroć wykonawcy potrzebują dodatkowej pary oczu do obserwacji przebiegu wybranej części prac, mogą wysłać zaawansowanego drona, który pozwoli im uzyskać nową perspektywę. Taka elastyczność pomaga w sprawnym prowadzeniu robót.