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全自动建设中自主设备的漫漫长路

房产 2020-01-21 17:13:15

位于明尼阿波利斯的建筑管理公司克劳斯-安德森(Kraus-Anderson)今年的收入有望达到9亿美元,该公司在美国商业和工业招聘网站上的知名度很高。随着公司的不断发展,它渴望采用新兴技术来保持竞争力,提高效率和生产率。该公司有兴趣探索一项技术,但在广泛应用于行业之前还有很长的路要走:自动设备。

克劳斯-安德森公司负责战略和创新的副总裁汤姆·埃米森(Tom Emison)说:“我没看到施工前的员工把很多关于自动驾驶汽车的想法融入到施工中。”“一般建筑行业的利润率仍然很低,这种类型的真正研发很少能进入我们的项目。”

当福特(Ford)、沃尔沃(Volvo)、特斯拉(Tesla)、谷歌和其他公司在无人驾驶汽车上路的竞赛中成为头条新闻时,类似的自动驾驶技术在建筑领域的应用一直进展缓慢。这并不是由于缺少产品和系统来实现前所未有的自动化水平,以完成以前的人工任务。从应用的角度来看,机器学习和指导、远程信息技术和远程控制是建筑部门可以使用的技术。

自主技术建设承诺更安全的工作条件,改善成本控制优化燃料消耗和操作,甚至新工作类作为运营商的发展离开出租车驾驶员设备远程或从事机数据分析和改进,而不是传统的污垢和运动和建筑材料。然而,承包商和设备制造商一致认为,在实现全自动化方面,该行业可能落后于矿业和农业。

自动化技术发展缓慢的一个原因是,建筑工地在很大程度上缺乏更集中的、可预测的、重复的任务范围,这些任务覆盖了农业和采矿业喜欢的地形。全球定位系统(GPS)已经变得足够精确,可以定位正在运行或处于闲置状态的人和机器,而遥测信息可以为建造者提供关于燃料消耗和其他设备和指标的关键信息。然而,快速变化的工作环境可能会阻碍重型设备的全面、无人驾驶部署。

这并不是说基本的自治还没有被应用到建筑设备中。叶片控制推土机使用机器学习来不断优化攻角,挖掘机特性回归挖自动化,甚至骑手舒适控制(用于十多年)技术的例子假设重复性任务或者提高效率对运营商,即使不是完全控制的机器。

“从刀片控制、实施控制和引导等半自主设备功能,到完全无人驾驶的自主,我们还有相当长的一段路要走,”威斯布鲁克建筑设备公司(CASE Construction equipment)的解决方案营销经理布拉德·斯坦普尔(Brad Stemper)说。“农业可能会更快地找到自己的道路,因为它在特定的领域做着特定的工作。施工设备仍然需要人们了解那些在施工现场高度未知且变化迅速的情况。”

几年前,斯坦普曾是CASE的一个技术服务小组的成员,该小组与美国海军一起致力于自动驾驶汽车和远程操作,以便从一个炸弹场移除未爆炸条例。这种应用——让建筑施工人员远离危险环境——可能是无人驾驶汽车等自动设备的合理切入点。

从早期开始,自动操作就以安全性和安全性为目标,以使操作员免受伤害,并远程或自主地管理机器来完成繁重的工作。随着该行业在新技术方法上的发展,Stemper和其他人预计,将出现许多其他自主操作的应用程序,特别是在实现自主设备操作的效率和一致性方面。

在总部位于达拉斯的Balfour Beatty Construction,该公司的铁路部门正在探索一系列基于卡车的技术,这些技术也可以安装到火车上进行轨道检查。与英国合作开发位于美国Zetica有限公司的Balfour Beatty铁路资产扫描车厢是一个多传感器、公路-铁路、基于车辆的检测系统,包括轨道几何形状、激光扫描、探地雷达和视频检测系统,速度可达每小时30英里。RASC Pod将各种技术集成到一个单一平台上,其中一些可以在最少的人工干预下运行。

“我们一直在寻找提高效率的机会,”Balfour Beatty的公关总监马特?“安全总是一个巨大的驱动因素,当涉及到全面车队收养。”

全行业都在努力改善驾驶员的安全状况,这导致了无人驾驶碰撞卡车的发展。目前,无人驾驶碰撞卡车正在公路和高速公路上部署施工人员。碰撞卡车的设计初衷是在分心的司机和活跃的工作区域之间起到缓冲的作用,并在事故发生时最大限度地减少对两辆车的损害。

由沃尔顿堡海滩开发的无人驾驶技术,基于佛罗里达州的微系统公司目前正在与位于宾夕法尼亚州库珀斯堡的皇家卡车公司进行试点允许碰撞卡车完全无人驾驶跟随领头车辆的设备。皇家卡车公司说:“任何时候,当司机在危险的情况下被从车里救出来,车里没有人会受到伤害,这就是成功的标志。”设备总裁罗伯·罗伊。

总部位于伊利诺伊州的小松美国公司(KomatsuAmerica Corp.)负责Rolling Meadows的高级产品经理贾森•阿内茨伯格(Jason Anetsberger)见证了该公司无人驾驶运输车队在过去10年里进入采矿业的过程。930E-4型电动传动搬运车使用导航软件进行操作,也使用远程信息技术进行数据收集和系统警报和更新,在需要定期维护或服务时通知机器,并引导它们到修理厂。

随着无人驾驶技术在采矿领域已经成为现实,原始设备制造商正稳步增加建筑设备的自动化程度,其目标是大幅降低或完全消除对人工操作的需求。Anetsberger说:“如果你看看我们三年前的情况和今天的建筑情况,就会发现自动化能力的增长趋势是很明显的。”“从长远来看,这是光明、大胆的未来的一部分。”

他列举了推土机的自动叶片功能、GPS定位和能够提供分级、高程、燃油效率、闲置时间和其他性能指标数据的远程信息技术等方面的发展,作为建设中无人驾驶技术发展的证据。小松甚至还开发了一套可以远程控制推土机的系统。该公司的d155axi8(无线电控制)履带推土机将于2016年5月推出,现在确定它在建筑行业的市场吸引力还为时过早,但这款15.24升、354马力的发动机和可变几何形状的涡轮增压器允许远程操作300英尺的距离。

Anetsberger说:“机器的自动化程度相当高,而几年前还没有。”“除了机器健康和职位之外,这也加深了我们对生产力和工作完成率的理解。”

Stemper对此表示赞同,并补充说,随着用户更深入地挖掘机器数据中可用的分析机会,并进而利用这些数据改进机器学习,今天反映空闲时间、燃料消耗和维护的“重头”数据集可能会朝着更自动化的方向发展。Stemper说:“远程信息技术是第一步,它使人们更加了解机器在做什么,并使用分析和预测分析来识别新的用例,使客户更加了解工作现场的情况。”

或许最大的未知数是,如果无人驾驶技术在建筑领域取得重大进展,人类操作员的整个工作领域会变成什么样子。尽管该行业正面临熟练工人严重短缺的问题,但整车厂对于取代任何忠诚客户群体的做法仍持谨慎态度,即便技术将这些运营商赶出驾驶室或其他工作场所。

阿内茨伯格说:“现在越来越难找到有30年重型设备操作经验的人了。”“这也是设备变得越来越精通技术的部分原因。我们试图让操作员掌握技术,最终让(他们)和机器变得更有能力、更多产。”

即使无人驾驶汽车和其他自动设备要在建筑工地全面部署还需要几十年的时间,原始设备制造商很可能会在像克劳斯-安德森(Kraus-Anderson)这样渴望保持竞争力的GCs和管理公司中找到愿意接受它们的人,尽管利润率仍然很低。“我们相信,作为一家公司,技术将为我们的创新提供动力,”Emison说。“因此,当新兴技术在商业上变得可行时,我们需要意识到并接受它们。”

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