در طول تاریخ، انسان ها از فناوری برای آسان تر و کارآمدتر کردن زندگی خود استفاده کرده اند صنعت ساخت و ساز نیز شامل این نوع فناوری است. در گذشته، کار یدی تنها راه ساخت سازه ها بوده است. در ساخت و سازهای مدرن، ابزارها و تجهیزات مختلف توانسته است تا این روند را تسریع بخشند.
پیشی گرفتن از رقبا مستلزم آن است که شرکت های ساختمانی، روش های خود را به طور مداوم بهبود بخشند. این موضوع اغلب به معنای سرمایه گذاری بر روی فناوری های جدید است تا پروژه های آنها کارآمدتر و مقرون به صرفه تر شود.
لازم به ذکر است که، روندهای اصلی صنعت ساخت و ساز شامل مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)، رباتیک ساختمانی و استفاده از مصالح ساختمانی پیشرفته و مواردی از این قبیل است.
از این رو، استارت آپ ها و شرکت های بزرگ به طور فزاینده‌ای، نوآوری‌هایی را در زمینه پیش‌ساخته، ایمنی کارگران و روباتیک ساختمانی توسعه می‌دهند. همچنینراه حل هایی مانند چاپ سه بعدی و ساختمان سبز نیز به طور قابل توجهی اثرات منفی ساخت و ساز بر محیط زیست را کاهش می دهند.
ما در این مقاله سعی کرده ایم تا در رابطه با نوآوری در ساخت و ساز و اهمیت آن، اطلاعات کاملی را در اختیار شما قرار دهیم. همچنین در ادامه 10 نمونه از نوآوری های فوق العاده ای که در صنعت ساخت و ساز از آن استفاده می شود را معرفی کرده ایم. پس تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.
معنی و مفهوم نوآوری در ساخت و ساز
برای درک اینکه نوآوری ساخت و ساز چیست، ابتدا باید زمینه ای را برای آن ایجاد کنیم. سال هاست که نوآوری در صنعت ساخت و ساز کم بوده است، در حالی که سایر صنایع مانند خودرو، به سرعت با عصر دیجیتال سازگار شده اند، ساخت و ساز سرعت بسیار پایینی را در این مسابقه حفظ کرده است.
حال دلیل کم شدن نوآوری های ساخت و ساز چیست؟ گرانی، نیاز به تحقیقات زیاد، فاقد استانداردسازی، پر چالش بودن دسترسی مواد و کمبود نیروی کار حرفه ای. علاوه بر این، پراکندگی و عدم همکاری در بخش های مختلف زنجیره ارزش ساخت‌وساز، نوآوری در صنعت را دشوارتر می‌کند.
با این ذهنیت، می توان گفت که نوآوری در ساخت و ساز یک فرایند مستقیم نیست. این یک تلاش مشترک برای بهبود فرآیندهای متنوعی است که صنعت را در بر می گیرد. با ترویج نوآوری در ساخت و ساز در هر بازیگر مهم در زنجیره ارزش ساخت و ساز، افزایش پارامترهای بهره وری و پذیرش فناوری آسان تر خواهد بود.
برای تقویت نوآوری در صنعت ساخت و ساز، باید موارد زیر در نظر گرفته شوند:
- ترویج راه حل های پایدار برای صنعت به منظور کاهش اثرات زیست محیطی آن.
- برای شهرهای آینده با فناوری هوشمندتر، روش ها و مصالح نوآورانه ساخت و ساز، منابع انرژی جدید و مدیریت دارایی و منابع بهتر ساخته شود .
- بهینه سازی مدیریت زنجیره تامین به منظور آنکه افراد حرفه ای ظهور کرده، بتوانند مواد و خدمات را به دست آورند، ناوگان خود را ردیابی کنند و مدیریت موجودی بهتری داشته باشند.
- بهبود یافتن بهره وری، کارایی و کیفیت کار ساخت و ساز از طریق یک محل کار متصل و نظارت شده.
دلایل اهمیت نوآوری در ساخت و ساز
در ساخت و ساز یک صنعت نکته مهمی که وجود دارد این است که به ایجاد محیط ساخته شده ای که در آن زندگی می کنیم، کمک می کند. از خانه ها و ساختمان های اداری گرفته تا جاده ها و پل ها، نشان دهنده آن است که ساخت و ساز نقشی حیاتی در زندگی روزمره ما ایفا می کند. همانطور که نیازها و خواسته های ما تغییر می کند، ساخت و ساز باید با این چالش های جدید سازگار شود.
بنابراین، نوآوری برای موفقیت مستمر صنعت ساخت و ساز ضروری است. با توسعه روش‌ها و مصالح جدید، شرکت های ساختمانی می‌توانند جلوتر از منحنی ها قرار گرفته و پروژه هایی را ارائه دهند که نیازهای در حال تغییر مشتریان خود را برآورده کند. کسانی که در یک بازار رقابتی شدید، موفق به نوآوری نمی شوند، به سرعت عقب خواهند ماند.
به همین دلیل، شرکت های ساختمانی باید همیشه به دنبال راه های جدیدی برای بهبود کسب و کار خود باشند. کسانی که می توانند تغییر را پذیرفته و نوآوری کنند، در این صنعت همیشه در حال تغییر، موفق خواهند بود.
فناوری، در خط مقدم نوآوری در صنعت ساختمان قرار دارد. از راه‌حل‌های دیجیتالی‌شده که در خدمت افزایش بهره‌وری در این بخش هستند، تا فناوری های جدیدی که پایداری را ارتقا می‌دهند و به مبارزه با بحران تغییرات آب و هوایی کمک می‌کنند. بنابراین بدیهی است که فناوری، نه تنها در ساخت و ساز مهم است، بلکه بخش مهمی از آن تلقی می شود. اما تمرکز ما فقط بر شناسایی فناوری ها نیست، بلکه بر روی یافتن فناوری هایی است که به ما در مقابله با چالش های ذکر شده، کمک می‌کنند.
به عنوان مثال، بیایید همه گیری COVID-19 را در نظر بگیرید؛ دیدیم که چگونه بسیاری از شرکت ها را وادار کرد تا از فناوری های جدید برای ادامه کار استفاده کنند. راه‌حل هایی که برای کارکنان این امکان را ایجاد می کند تا ایمن‌تر باشند و با افزایش تقاضا مواجه شوند. همچنین، استفاده از ربات ها و هوش مصنوعی به متخصصان ساخت و ساز اجازه می‌دهد تا بدون افشای خود و یا توقف نامحدود پروژه‌های خود، از راه دور کار کنند.
این راه حل ها احتمالاً به عنوان یک راه حل موقت عمل نمی کنند. در هر صورت، مسیری را برای پذیرش راه حل های نوآورانه دیگر و پذیرش و تسریع ادغام فناوری در فرآیندهای خود برای شرکت های دیگر، هموار کرده است.
نمونه هایی از نوآوری در ساخت و ساز که منجر به تحول در جهان شده است؟!
ساخت و ساز یک صنعت همیشه در حال توسعه است. تکنولوژی و روش های نوظهور، هر سال نحوه ساخت و ساز را تغییر می‌دهند. از جمله مهم ترین نوآوری ها در صنعت ساختمان می توان به 10 مورد زیر اشاره کرد:
استفاده از مکانیزاسیون
استفاده از ماشین آلات در ساخت و ساز ، کارایی فرآیند ساخت و ساز را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. در گذشته لازم بود که تمام ساخت و سازها با دست انجام شود که یک فرآیند طولانی و پر زحمت بود.
با این حال، در فرآیندهای ساخت و ساز امروزی، ماشین های مختلفی برای سرعت بخشیدن به کارها در دسترس می باشند. این نوع ماشین آلات شامل بیل مکانیکی، جرثقیل و بولدوزر است. استفاده از مکانیزاسیون، بهره وری صنعت ساختمان را به طور چشمگیری افزایش داده است.
طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
دوره قرون وسطی شاهد ساخت برخی از خیره کننده ترین آسمان خراش های جهان با استفاده از اصول طراحی و ساختمان بوده است که در آن زمان شگفت انگیز بوده است.
برای صدها سال، فرآیندهای طراحی و برنامه ریزی ساختمان بدون تغییر باقی مانده بود. با این حال در سال های اخیر، طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) ظهور کرده است که ساختمان ها را برای همیشه تغییر می دهد. برای اولین بار، تفاوت های این نوآوری در مرحله طراحی قابل مشاهده بوده است.
پیش از این، معماران و سازندگان با نقشه های دو بعدی و نقشه های بخش، مانند سیستم‌های تکراری، مجراهای الکتریکی و مجرای جریان متناوب ولتاژ بالا که برای یک منطقه فیزیکی رقابت می‌کردند، با مشکلاتی مواجه بوده اند.
رباتیک ساختمانی
ساخت و ساز همچنان یکی از پرکارترین صنایع است. این شامل بسیاری از کارهای تکراری و وقت گیر است که می تواند از طریق روباتیک و اتوماسیون، سریعتر انجام شود. ربات‌های سازنده همچنین خطاها و تلفات ناشی از خستگی را کاهش می‌دهند. به عنوان مثال، روبات‌های مشارکتی آجرکاری، جوشکاری، بستن میلگرد، نقاشی و بسیاری از کارهای تکراری از این قبیل را با دقت بسیار بالا و به طور خودکار انجام می‌دهند.
راه حل های رباتیک همچنین تجهیزات سنگین و ناوگان را برای حفاری، حمل و نقل، بلند کردن بار، کارهای بتنی و تخریب خودکار انجام می دهند. این امر ایمنی کارگران ساختمانی را افزایش داده و زمان عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
اتوماسیون ساخت و ساز با استفاده از روبات ها، بهره وری کلی پروژه را افزایش می دهد، نیاز به نیروی کار را کاهش می دهد و ایمنی برای کارهای خطرناک فراهم می کند.
مدیریت پروژه های ساختمانی
مدیریت پروژه دیجیتال، یکی از روندهای آینده صنعت ساخت و ساز بوده که از نرم افزار مبتنی بر ابر جهت دستیابی به اهداف کیفیت، زمان و هزینه استفاده می کند. مدیریت پروژه پیش تر اصولی را برای هر مرحله از ساخت و ساز تعریف کرده است. در مرحله اولیه، مدیر پروژه از الگوریتم های پیش بینی مبتنی بر هوش مصنوعی برای درک امکان سنجی پروژه استفاده می کرد.
پس از تایید، مدیر برای همه نقاط عطف تعیین کرده و منابع را با استفاده از نرم افزار برنامه ریزی منابع سازمانی (ERP) توزیع می کند. علاوه بر نرم افزار ERP، ابزارهای مبتنی بر ابر، شفافیت را تضمین کرده و امکان ذخیره سازی حجم زیادی از داده ها را فراهم می‌کنند.
مدیران همچنین از چنین نرم افزارهایی برای ردیابی نتایج مورد انتظار و واقعی هر کار و جمع آوری بینش در تنگناها استفاده می کنند. در پایان پروژه، مدیران قراردادهای هوشمند مبتنی بر بلاک چین را جهت تأیید تعهدات قانونی و جلوگیری از تقلب مالی ترسیم می کنند. به این ترتیب، مدیریت پروژه ساخت و ساز دیجیتال ضایعات را کاهش می دهد، کارایی نیروی کار را افزایش می دهد و تکمیل پروژه را در مهلت مقرر تضمین می کند.
مدیریت اطلاعات ساختمان (BIM)
CAD حرفه طراحان را متحول کرده است، اما مدیریت اطلاعات ساختمان (BIM) نشان داده است که بسیار انعطاف پذیر بوده و به معماران، مهندسان، پیمانکاران و پیمانکاران فرعی اجازه می دهد تا بر روی جزئیات کوچک طراحی و ساخت، با استفاده از پایگاه داده و مدل کامپیوتری مشابه کار کنند.
همه شرکت کنندگان پروژه بر روی یک مدل سه بعدی بسیار دقیق که تمام سیستم های ساختاری و عملکردی، از جمله موارد زیر را به تصویر می کشد، همکاری می کنند :
- پیاده رو یا حاشیه
- تیرها و تیر آهن ها
- تاسیسات تهویه مطبوع و برق
- زیبایی شناسی دیوارها، طاق ها، سقف ها و ریل ها
موارد ذکر شده باعث صرفه جویی در زمان شده و تشخیص مشکلات احتمالی در حین ساخت را آسان تر می کند.
دستگاه های موبایل
استفاده از فناوری موبایل در بخش ساخت و ساز منجر به تغییرات متعددی شده است. یکی از مهم ترین مزایای آن برای پیمانکاران، بهبود مدیریت پروژه است. با استفاده از تلفن های هوشمند و تبلت ها، همه افرادی که روی پروژه کار می‌کنند ممکن است به منابع داده جامع دسترسی پیدا کرده و همه را در هر کجا که هستند در جریان امور قرار دهند.
صنعت ساخت و ساز همچنین از تجزیه و تحلیل بلادرنگ فناوری موبایل بهره می برد. سرکارگرها اکنون می توانند از ابزارهای گزارش برای نظارت بر عملکرد، شرایط و هزینه های ساخت و ساز در طول روز، به جای اینکه مجبور باشند در پایان کار گزارش تهیه کنند، استفاده کنند. ابزارهای هوش تجاری موبایلی به مدیران پروژه اجازه می دهد تا تعمیرات مورد نیاز را پیش بینی کرده و سریعا اقدامات لازم را انجام دهند تا طبق برنامه و بودجه خود باقی بمانند.
مصالح ساختمانی پیشرفته
با تغییر صنعت ساخت و ساز به سمت رویکردهای مدولار و سبز، مصالح ساختمانی پیشرفته، تکمیل کننده روش های جدید ساخت و ساز شده اند. بسیاری از مواد نوآورانه و پایدار در حال جایگزینی مواد قدیمی هستند، مانند بتن و بازالت چاپ سه بعدی. مواد ساخته شده از موجودات زنده، با بتن خود ترمیم شونده که از باکتری استفاده می کند، محبوبیت بیشتری پیدا می کند.
علاوه بر این، مواد پایدار مانند کامپوزیت های میسلیوم، پلاستیک های زیستی و بیوفوم نیز بخشی از این روند صنعت ساخت و ساز را تشکیل می دهند. دسته بعدی مواد نوآورانه شامل آئروژل، گرافن، ابریشم عنکبوت، کامپوزیت های کربنی، هیدروسرامیک ها و نانو مواد است.
این مواد سبک تر بوده و ظرفیت نگهداری آب بالاتری دارند. مواد چوبی و آلومینیومی پیشرفته مانند بامبو، چوب چند لایه، چوب های شفاف، و فوم آلومینیوم دارای استحکام و تجزیه زیستی بالاتری هستند. امروزه استارت آپ ها در حال تحقیق در مورد مواد جدید پایدار هستند که بادوام، کم تعمیر و کم مصرف باشند.
نظارت بر ساخت و ساز
از آنجایی که پروژه های ساختمانی از نظر جغرافیایی گسترده بوده و دارایی ها و منابع انسانی زیادی را در بر می گیرند، نظارت دستی بر پروژه ها دشوار است. مناطق مختلفی در ساخت و ساز خارج از دسترس انسان هستند، اما هنوز نیاز به بازرسی منظم دارند. به همین دلیل است که شرکت های ساختمانی از فناوری برای ساده سازی نظارت بر ساخت و ساز استفاده می کنند.
ارزش افزوده از نظارت بستگی به سطح فرآیند نظارت دارد که از یک تابع حسابرسی سبک (CM1) تا تضمین کیفیت (QA) شروع می شود. تکنیک های نظارت و بازرسی پیشرفته از نظارت مبتنی بر پهپاد در ترکیب با LIDAR یا حسگرهای حرارتی استفاده می کنند. نظارت کارگران ساختمانی از دوربین های با وضوح بالا (HD) و تکنیک های تشخیص چهره مبتنی بر هوش مصنوعی برای بهبود بهره وری استفاده می‌کند.
ربات ها همچنین با استفاده از فناوری های حسگر تعبیه شده با دقت بیشتری نسبت به بازرسی دستی، عیوب و خرابی ها را در سازه ها تشخیص می دهند. از این رو، استارت آپ ها خدمات یا محصولاتی را برای بهبود کارایی کلی نظارت بر ساخت و ساز ارائه می دهند.
ایستگاه های کل روباتیک (RTS)
Robotic Total Stations (RTS) یک تئودولیت خودکار است که با فاصله سنج ادغام شده که زوایای افقی و عمودی و فاصله شیب از ابزار تا یک نقطه خاص را اندازه گیری می کند.
زاویه ها به طور سنتی با استفاده از تئودولیت اندازه گیری می شوند، در حالی که فواصل شیب با استفاده از ابزار اندازه گیری فاصله الکترونیکی جداگانه (EDM)، اندازه گیری می شوند.گقتنی است که برنامه های مختلف از RTS استفاده می کنند، مانند بررسی های توپوگرافی، طرح بندی های ساخت و ساز، بررسی های ساخته شده، محاسبات حجم، و کنترل ماشین.
RTS ها نسبت به روش های نقشه برداری سنتی مزایای زیادی دارند، به عنوان مثال، آنها سریع تر، کارآمدتر و دقیق تر عمل می کنند. یک نفر می تواند آنها را اداره کرده و نیاز به کارگران اضافی نداشته باشد.
چاپ سه بعدی
چاپ سه بعدی در ساخت و ساز که به عنوان ساخت و ساز افزودنی نیز شناخته می شود، یک روش ساخت و ساز پایدار و کارآمد است .چاپگرهای ساختمانی یا کل ساختمان ها را چاپ می کنند یا فقط اجزای ساختمانی پیش ساخته را. پرینت سه بعدی یک رویکرد رباتیک است که طرح را لایه به لایه با مصالح ساختمانی پیشرفته با همکاری BIM چاپ می کند.
همچنین دارای انعطاف طراحی بالا بدون نیاز به قالب می باشد. روش های مختلفی که برای چاپ استفاده می شود عبارتند از: اکستروژن، باندینگ قدرتی و جوشکاری افزودنی. به طور نسبی، چاپ سه بعدی ساختمانی نسبت به روش های سنتی ساخت و ساز آجری زباله کمتری تولید کرده و به منابع نیروی کار کمتری نیاز دارد.
این نوآوری یک فرآیند کاملا خودکار و برنامه ریزی شده است که خطای انسانی را نیز حذف می کند و بهره وری را بهبود می بخشد. بسیاری از استارت آپ ها چاپگرهای سه بعدی تولید می کنند یا خدمات چاپ را برای پروژه های کوچک و بزرگ ارائه می دهند.
کلام آخر
ما در این مقاله علاوه بر بررسی موضوع نوآوری در صنعت ساخت و ساز، نمونه هایی از این نوع نوآوری را که در جهان امروزی تاثیر چشمگیری داشته است را به شما عزیزان معرفی کرده ایم. امیدواریم این مطالب مورد استقبال شما خوبان قرار گرفته باشد.