Nowoczesne technologie w maszynach budowlanych

Jak wygląda zastosowanie nowoczesnych technologii w tradycyjnym sprzęcie budowlanym?

Nowoczesne technologie odgrywają w dzisiejszych czasach kluczową rolę w wielu dziedzinach życia. Powszechność Internetu i urządzeń mobilnych oraz dostęp do nawigacji satelitarnej spowodowała, że wiele czynności zostało wspartych, a nawet całkowicie przejętych przez zaawansowane systemy informatyczne, sensoryczne i automatyzację. Trend ten nie omija także branży maszyn budowlanych, gdzie wielu producentów wdraża swoje oprogramowanie mające ulepszyć proces obsługi maszyny oraz efektywność i bezpieczeństwo.

Innowacje maszyn budowlanych

Istniejące obecnie systemy telematyczne pozwalają na monitorowanie w czasie rzeczywistym parametrów maszyn budowlanych - śledzenie lokalizacji, zużycie paliwa, czy pracę silnika. Jest to zaledwie wierzchołek góry lodowej możliwości, jakie spotykamy we współczesnych konstrukcjach. Futurystyczne wizje, w których koparki stają się inteligentnymi pojazdami są już rzeczywistością. Czołowe marki w branży posiadają własne oprogramowania, które są stale rozwijane z myślą o poprawie wydajności, szybkości i bezpieczeństwie pracy. 

Maszyny inteligentne Komatsu

Maszyny firmy Komatsu, jednego z czołowych producentów sprzętu budowlanego, od lat ewoluują w stronę coraz bardziej zaawansowanych i inteligentnych rozwiązań. Maszyny inteligentne Komatsu zadebiutowały na rynkach europejskich w 2013. System iMC (intelligent Machine Control) jest zastosowaniem technologii automatyzacji w maszynach budowlanych. Omawiany system jest zdolny do tworzenia dokładnych map 3D terenu, a dzieje się to poprzez pomiar topografii za pomocą czujników i kamer. 

Następnie zebrane dane są używane do tworzenia trójwymiarowej reprezentacji terenu i wysyłane do komputera pokładowego koparki lub spycharki. Na tej podstawie koparka automatycznie steruje hydrauliką, która prowadzi ramię i dostosowuje jego położenie do powierzchni roboczej. Pozwala to na zaoszczędzenie czasu i podniesienie efektywności, gdyż operator nie musi dokonywać samodzielnie poprawek, a sytuacja jest na bieżąco monitorowana przez użytkownika na wyświetlaczu w kabinie. 

System Komatsu okazał się dużym sukcesem i temu też producent postanowił go udoskonalić o nowe funkcjonalności. iMC 2.0 zaopatrzono w takie możliwości, jak automatyczny przechył łyżki skarpowej lub blokada natarcia łyżki. Oprogramowanie, aby mogło precyzyjnie działać wymaga połączenia z nawigacją satelitarną. Dzięki zastosowaniu technologii GPS, czujników, kamer i oprogramowania informatycznego, iMC pozwala na osiągnięcie dokładnych wyników oraz poprawę wydajności przy jednoczesnym minimalizowaniu ryzyka wystąpienia błędów po stronie operatora. Do rodziny inteligentnych maszyn Komatsu należą koparki i spycharki, a być może w przyszłości systemy inteligentnego sterowania maszyną zostaną zaimplementowane też do ładowarek, czy wozideł.

Liebherr Assistance Systems

Firma Liebherr posiada własne zaawansowane systemy wsparcia i automatyzacji używane w swoich maszynach. Systemy wchodzące w skład Liebherr Assistance Systems zostały zaprojektowane w celu zwiększenia efektywności, precyzji i bezpieczeństwa prac na placu budowy. Centralnym systemem telematycznym Liebherr jest LiDAT, za pomocą którego można śledzić lokalizację maszyn, zużycie paliwa, godziny pracy, czy parametry techniczne. System ten został specjalnie zaprojektowany do efektywnego zarządzania flotą pojazdów, nie tylko spod szyldu Liebherr, ale również może współpracować z konstrukcjami innych producentów. 

W zależności od rodzaju maszyny budowlanej, Liebherr wyposaża swoje konstrukcje w dedykowane systemy mające ułatwiać operowanie i na bieżąco monitorować parametry robocze. Przykładowo wozidła posiadają zainstalowane oprogramowanie pomagające w załadunku - Truck Loading Assistant. Dzięki niemu operator jest na bieżąco informowany o masie urobku, a także, jak to się przekłada na pracę koparki, która współpracuje z wozidłem w czasie jego załadunku - w ilu łyżkach zamknie się ładunek. 

Bliźniaczym programem jest Truck Payload Assist wykorzystywany w ładowarkach Liebherr, który precyzyjnie mierzy wagę ładunku znajdującego się na łyżce ładowarki. Zautomatyzowano również mechanizm podnoszenia lub opuszczania ramienia z możliwością ręcznego programowania. W skład Liebherr Assistance Systems wchodzi wiele zaawansowanych technologii pomagających w poprawie efektywności i precyzji prac budowlanych, a wszystko zależy od maszyny i jej dedykowanych funkcji.

iCON - intelligent CONstruction

W tyle za Komatsu i Liebherr nie chce pozostawać CASE Construction Equipment, który posiada własny zespół technologii geolokacyjnych i automatycznych przeznaczonych dla wsparcia maszyn budowlanych. Częścią nowoczesnych rozwiązań sterowania maszynami jest iCON, czyli intelligent CONstruction. System składa się z różnych indywidualnych technologii - nawigacji satelitarnej, modelowanie 3D, czy inteligentne sterowanie maszyn. Przykładowo koparki CASE mogą być uzupełnione o oprogramowanie sterujące podobne do rozwiązań Komatsu. Wśród dostępnych dla koparek rozwiązań znajdują się takie narzędzia, jak iXE CoPilot, czyli wspomaganie ruchu kopania na podstawie modelu powierzchni, który jest punktem odniesienia dla łyżki. 

System iXE3 jest najbardziej zaawansowanym rozwiązaniem z tej rodziny oprogramowania oferowanego przez iCON. Sterowanie maszyną odbywa się tutaj na podstawie modelu 3D oraz współrzędnych GNSS. Pozostałe wersje oprogramowania to iXE1 i iXE2, czyli uboższe o funkcje 3D, warianty, które z powodzeniem sprawdzą się w obsłudze dla mniej doświadczonych operatorów dopiero rozpoczynających przygodę z automatycznymi systemami sterowania maszyną. Całościowy ogląd placu budowy można uzyskać za pomocą oprogramowania iCON office, które pozwala na wizualizację terenu, tworzenie kilometrażu dróg oraz zawiera pozycję wszystkich maszyn.   

LiveLink JCB

LiveLink jest usługą telematyczną firmy JCB - znanego producenta maszyn budowlanych, w tym koparek, czy ładowarek. W głównej mierze służy on do monitorowania pracy maszyn tego właśnie producenta. Platforma daje wgląd w takie informacje, jak lokalizacja maszyny na mapie w czasie rzeczywistym, poziom spalania, czy czas pracy. 

Oprogramowanie dostarcza bogate raporty i analizy dotyczące wykorzystania maszyn, co pozwala ocenić wydajność floty, a dalej odpowiednio reagować na potencjalne problemy oraz wdrażać ulepszenia mające za zadanie podnieść efektywność. Rozwiązania telematyczne służące do zarządzania parkiem maszyn stają się coraz bardziej powszechne, ponieważ pomagają w redukcji kosztów za sprawą lepszej organizacji pracy poszczególnych maszyn, którą można dzięki nim zaplanować i na bieżąco aktualizować. 

Rozwiązania Caterpillar

Na koniec został jeszcze CAT i jego rozwiązania z zakresu zarządzania flotą. Naczelnym produktem od tego producenta jest System Product Link do zdalnego monitorowania, podobny w założeniach do wcześniej przedstawionych technologii. Przesyłania informacji w przypadku CATa odbywa się za pośrednictwem sieci komórkowej lub nawigacji satelitarnej.

W maszynach tego producenta narzędzia należące do pakietu nowoczesnych technologii są fabrycznie wprowadzane do konstrukcji. Oprócz wspomnianego wyżej systemu telematycznego urządzenia od CATa mogą być uzupełnione o dodatkowe funkcje: system zabezpieczenia maszyny przed kradzieżą (MSS), układ analizy drogi (RAC) oraz oprogramowanie VIMS do sporządzania raportów i analiz o konserwacji maszyny na podstawie zebranych danych.   

Podobnie jak Livelink JCB, system zarządzania flotą CAT jest narzędziem pozwalającym na zwiększenie wydajności, bezpieczeństwa i rentowności operacji budowlanych poprzez dokładne planowanie i obserwację na bieżąco sytuacji na miejscu pracy. 

Podsumowanie - co nas czeka w przyszłości?

Nowe technologie mają coraz większy wpływ nie tylko na życie osobiste, ale również na  branżę maszyn budowlanych dostarczając jej dodatkowych możliwości poprawiających wydajność i bezpieczeństwo. Należy się spodziewać, że wraz z rozwojem technologii również w maszynach budowlanych zaczną się pojawiać bardziej zaawansowane systemy sterowania oraz odczytu danych roboczych. Gwałtowny rozwój Sztucznej Inteligencji (AI) także nasuwa pytanie o jej zastosowanie w branży budowlanej. 

Być może operatorzy w niedługim czasie dostaną do użytkowania maszyny wyposażone w komputery, których obsługa będzie polegała na wprowadzeniu odpowiednich komend do modelu językowego AI, który następnie ustali parametry pracy np. koparki i automatycznie ją wykona? Jeszcze niedawno ciężko było sobie wyobrazić obsługę ramienia maszyny poprzez model 3D wyświetlany na ekranie w kabinie, a dzisiaj jest to już rzeczywistość.