Automaatio ja robotiikka - hyödyntäminen talonrakennuksessa

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee talonrakennuksen, automaation ja robotiikan suhdetta. Tavoitteena on tuoda esille talonrakennuksen nykyinen tila, niitä silmällä pitäen. Työ pyrkii tuomaan myös esille tärkeimmät kehitysalueet talonrakennuksen alueelta. Aihealue on rajattu työmaalla tapahtuvaan talonrakennukseen. Rakennusten automatisointiin liittyvät teknologiat, joita edustavat muun muassa älykkäät sähköverkot, turvallisuusjärjestelmät ja anturapohjaiset tunnistusjärjestelmät on jätetty opinnäytetyön ulkopuolelle.

Tietoperusta koostuu lukuisista alan tutkimuksista, kirjallisuudesta ja alalla työssä olevien henkilöiden haastatteluista. Haastattelut toteutettiin osana tutkimusta syvähaastattelun menetelmin tammi-helmikuussa 2019.

BIM-mallinnus on keskeinen alue, jonka rakennusalan yritysten tulee oppia pysyäkseen kehityksessä mukana ja ollakseen kilpailukykyisiä rakennushankkeisiin liittyvien tarjouspyyntöjen kilpailutuksissa. Talonrakennuksen kustannusarviot ja toteutuneet kustannukset ovat tarkempia BIM-mallinnuksen käyttöönoton myötä. BIM-mallinnus voi avata myös uusia liiketoimintamahdollisuuksia yrittäjille, konsultoinnin ja koulutuksen muodossa. BIM-mallinnusta ollaan kehittämässä edelleen nD-mallin mukaiseksi, jossa otetaan huomioon rakennusprojektin tekniset, taloudelliset ja ajalliset asiat, yhdessä integroidussa mallissa. BIM-malli on käytössä jo nyt isoimmissa hankkeissa maailmalla. Yhdysvallat, Britannia, Suomi ja Norja ovat BIM-mallinnuksen käytön suhteen kehityksen kärjessä.

Rakennusalalla on jo kokeiltu erilaisia robotiikkaan perustuvia laitteita. Eniten julkisuutta ovat saaneet SAM-robotti, joka kykenee muuraamaan talon seiniä tiilistä sekä betonia tulostava betonipumppu-auto (CONPrint3D), joka tulostaa rakennuksen seinärakenteita suoraan rakennustyömaalla. Lisäksi yksittäisenä turvallisuuden ja rakennusten edistymisen seurantaan tarkoitettu Drone-teknologia on noussut vahvasti esille viime aikoina. Sen avulla voidaan parantaa työmaiden turvallisuutta yhdistämällä se päättelevään tekoälyllä varustettuun tietojärjestelmään.

Opinnäytetyön tuloksena selvisi, että rakennusalan tärkein kehitysalue on BIM-mallinnus, johon kaikki muu rakennusalan kehitys tukeutuu. BIM-mallinnus on rakennushankkeiden standardoinnin perusta ja se toimii myös rakennusalalla kehitettävien robotiikan sovellusten perustana. Lisäksi talonrakennuksen tehtävien optimointi on alue, johon panostetaan nyt ja tulevaisuudessa. Tehtävien optimointi vaikuttaa suoraan rakennustoiminnan loppukustannuksiin ja näin myös pitkällä jaksolla alan tuottavuuteen. Suurimmat kulut talonra-kennuksessa syntyvät palkkakulujen muodossa. Robotiikan käyttö rakennustyömailla näyttää olevan vielä kehitysasteella, eivätkä ne ole vielä laajassa käytössä.