Công tác đào, đắp đất hiện nay đang ngày càng được kỹ thuật số hóa – khi mà giờ đây, vấn đề chính trong công tác này đến từ những dữ liệu chứ không còn chỉ là “đống đất” nữa. Để công tác này có thể làm việc một cách hoàn toàn hoàn toàn có thể sẽ mất 1 tới 2 năm nữa, nhưng việc sử dụng máy móc hiện đại trong các dự án xây dựng hiện nay đang mang lại những lợi ích đáng kể, ví dụ như từ việc sử dụng máy bay không người lái hay những công nghệ kỹ thuật số khác.
Cũng giống như các mảng khác của ngành Xây dựng, Công tác đất đang lặng lẽ trải qua 1 cuộc cách mạng kỹ thuật số của riêng mình để trở nên tích hợp vào ngành xây dựng mới – rộng lớn hơn, nơi mà công nghệ bắt đầu hỗ trợ mức độ hiểu biết của con người và có khả năng đưa ra các quyết định thay thế con người.
Những tiến bộ gần đây trong công nghệ kỹ thuật số được sử dụng với máy móc xây dựng đang mang lại những cải tiến năng suất đáng kể. Các nhà sản xuất thiết bị lớn như Komatsu và Caterpillar đang dẫn đầu trong công nghệ điều khiển máy – nơi mà các mô hình địa hình 3D và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) được sử dụng để định vị và hướng dẫn các thiết bị vận hành đất (trong công tác đào đắp đất) – cho rằng việc sử dụng những máy móc hiện đại có thể tăng năng suất lao động ít nhất 30% và chắc chắn là sẽ còn nhiều hơn thế nữa.
Các nhà thầu cũng bắt đầu nhận ra tiềm năng này. Victor Snook, người đứng đầu kỹ thuật số tại công ty xây lắp Balfour Beatty, cho biết việc từ bỏ những “tờ giấy” và áp dụng những công nghệ kỹ thuật số đang mở ra những tiềm năng đáng kể trong công tác đất.
“Thông qua việc sử dụng các công nghệ được kết nối ngay trên công trường, sử dụng các giải pháp dựa trên đám mây như 360 Field, chúng tôi đang làm việc với các đối tác để số hóa các quy trình và quản lý dữ liệu hợp lý”. Ông nói
“Ví dụ, khi chúng tôi sử dụng mã vị trí trên công trường để nhập thông tin số, trong tương lai, chúng tôi sẽ sử dụng những dữ liệu vị trí từ GPS để kiểm soát vật liệu trên công trường, nghiệm thu, kiểm soát tiến độ, kiểm soát mô hình và hơn thế nữa.
“Bên cạnh đó, những dữ liệu có được từ máy bay không người lái sẽ được đồng bộ hóa và được lưu trữ đám mây, qua đó cung cấp các báo cáo tự động về tiến trình công tác đất”
Balfour Beatty đã thành công trong việc sử dụng công nghệ kỹ thuật số trong giai đoạn làm đất của dự án đường Norwich dài 20,1km. Snook cho biết việc sử dụng dữ liệu để thúc đẩy các dự án tương tự trong tương lai sẽ trở nên phổ biến hơn.
“Với tất cả dữ liệu từ các máy móc, thiết bị và máy bay được kết nối từ đám mây, các nhà quản lý xây dựng trên các dự án đào đắp đất sẽ có hiểu biết nhiều hơn về công việc đã được thực hiện và những bước tiếp theo cần thực hiện” ông nói.
“Khía cạnh thời gian thực của xây dựng kỹ thuật số sẽ rất có lợi, nhưng quan trọng không kém là thu thập và sử dụng thông tin tổng thể, để cải thiện kết quả dự án trong tương lai.”
“Thu thập dữ liệu, quản lý và phân tích sẽ là yếu tố quyết định cách mà công nghệ kỹ thuật số sẽ được sử dụng trong ngành công nghiệp đất”
Ở cấp độ nhà sản xuất thiết bị, Caterpillar cho biết việc bắt đầu kiểm soát máy móc và công nghệ kỹ thuật số từ những nhà thầu đang tăng lên đều đặn.
Mick Knight, người đứng đầu cơ sở hạ tầng và dự án xây dựng cho đại lý Caterpillar Finning UK & Ireland, nói: “Với chi phí cho công nghệ giảm và các giải pháp được trang bị thêm, chúng tôi đang nhìn thấy cơ hội cho việc sử dụng những giải pháp mới mà trước đây chỉ được sử dụng trong ngành khai thác dầu mỏ hiện đang được áp dụng cả cho các dự án làm đất. ”
Knight cho biết chìa khóa để sử dụng thành công dữ liệu trên công trường đào đắp là biên dịch thông tin từ mỗi máy thành một cơ sở dữ liệu trung tâm, để người quản lý xây dựng có thể truy cập trang tổng quan trực tiếp hoặc báo cáo tự động.
“Điều này có thể bao gồm việc các công trình đào đắp đang tiến triển như thế nào, bằng cách che phủ dữ liệu trên mô hình bề mặt,trạng thái của các tài sản trên công trường để lập kế hoạch bảo trì, cho tới hiệu suất tải trọng riêng lẻ của một máy”.
Bước tiếp theo trong cuộc hành trình kỹ thuật số hóa cho ngành công nghiệp đào đất có thể là trí thông minh nhân tạo.
“Với thiết bị di động có khả năng sử dụng công nghệ GPS và máy ảnh, bạn có thể dễ dàng thấy các máy thu thập dữ liệu trên công trường hữu ích hơn”, ông nói. “Với hình ảnh từ nhiều thiết bị được chụp trên một công trường xây dựng, phần mềm có thể kiểm tra tất cả hàng nghìn bức ảnh này và xác định xu hướng hoặc vấn đề trong thời gian thực. Điều này có thể có ý nghĩa lớn đối với các dự án làm đất, mức độ phân tích và giảm rủi ro đầu tiên sẽ được thúc đẩy bởi dữ liệu. ”
Máy xúc thông minh của Komatsu mang “xây dựng thông minh” của Nhật Bản đến Vương quốc Anh
Nhà sản xuất Nhật Bản Komatsu đi đầu trong công nghệ kỹ thuật số trong lĩnh vực đào đắp đất, điều này xuất phát từ tầm nhìn của chính phủ quốc gia về “xây dựng thông minh” – nơi tự động hóa đóng vai trò ngày càng quan trọng trong ngành xây dựng để chống lại tình trạng thiếu hụt nhân công.
Giải pháp điều khiển máy tích hợp của Komatsu cũng có sẵn tại Vương quốc Anh. Máy xúc PC210LCi của công ty đi kèm với điều khiển đào thời gian thực tự động và sử dụng bộ thu GPS kết hợp với phần mềm tích hợp để hiển thị tiến trình làm đất trên màn hình trong cabin (ảnh dưới).
Nhà thầu xây dựng dựa trên Somerset Gartell & Son đã sử dụng Komatsu PC210LCi từ năm 2016, trên tất cả các khía cạnh của các hợp đồng cơ sở của nó, từ khai quật số lượng lớn đến xây dựng hệ thống thoát nước.
Giám đốc Andrew Gartell nói: “Với hệ thống LCi, chúng tôi có thể vào công trường, thực hiện kiểm tra trước máy khi đến, thiết lập trạm gốc và ngay lập tức bắt đầu công việc nhanh chóng”
“Một ưu điểm khác của hệ thống điều khiển máy thông minh là rất an toàn. Hoàn toàn không có con người xung quanh máy xúc lúc làm việc, vì việc khảo sát và thiết lập có thể được thực hiện từ trong văn phòng. ”
Máy bay không người khái
Việc sử dụng máy bay không người lái để mô hình hóa bề mặt địa hình của khu vực đang trở thành một phần quan trọng trong việc lập kế hoạch và giám sát dự án trong lĩnh vực đào đắp.
Theo Mark Christian, chuyên gia máy bay không người lái toàn cầu Airware: “Trong trường hợp của công tác đào đắp, dữ liệu bay không người lái sẽ liên kết với các thiết bị được kết nối GPS và các tài liệu được gắn thẻ RFID. Nếu người quản lí dự án muốn biết tổng hợp có kích thước phù hợp là bao nhiêu và số lượng hàng tồn kho, và nơi máy gần nhất, khung dữ liệu này sẽ cung cấp thông tin đó. ”
Và nó có thể giúp chuỗi cung ứng, ông nói thêm: “Ví dụ “bức tranh” này có thể được chia sẻ với đội ngũ kết cấu thép để họ có thể xem tiến độ làm đất và bố trí công trường để giúp lập kế hoạch sản xuất và phân phối công trường của họ”.
Đường cao tốc Anh
Tốc độ của việc áp dụng các công nghệ như máy kiểm soát 3D đã tăng tốc nhờ vào các dự án như mở rộng đường cao tốc Leeming tới đường Barton 19,3km – được phân phối bởi Hiệp hội A1M2 – đây là công trường đầu tiên điều khiển và kiểm soát hoàn toàn bằng máy 3D do Anh Quốc tài trợ.
Ở độ cao của nó, chuyên gia đào tạo Potter Plant Hire, dẫn đầu bởi Giles Potter, có 40 đơn vị điều khiển máy đang hoạt động, từ các nhà sản xuất thiết bị khác nhau, tất cả đều được hỗ trợ bởi hệ thống điều khiển máy Trimble 3D, do Sitech cung cấp. Tất cả các thông tin được tạo ra bởi hệ thống Trimble được sử dụng bởi các nhà khảo sát trên trang web và được liên kết với một mô hình BIM.
Potter giải thích: “Chúng tôi đã sử dụng hai trạm gốc ‘Trimble’, để bố trí toàn bộ trang công trường của dự án và mỗi ngày chúng tôi có thể đánh giá tiến độ của chúng tôi bằng cách sử dụng mô hình.
“Điều này đã cho chúng tôi cái nhìn sâu sắc về phía trước để lên kế hoạch cho sự xuất hiện của thiết bị lên công trường, lên kế hoạch hoạt động xung quanh điều kiện thời tiết khắc nghiệt và phản ứng ngay lập tức với những thay đổi mô hình 3D. Điều này đặc biệt quan trọng khi nói đến độ chính xác của các lớp phụ của con đường mới – chính xác đến milimet – khi mức độ đầm nén thay đổi trên toàn bộ công trường, đòi hỏi nhiều vật liệu hơn trong một số khu vực nhất định.
“Ngay từ khi bắt đầu dự án, cách tiếp cận xây dựng kỹ thuật số thực sự đã thiết lập một chuẩn mực. Việc xây dựng mô hình BIM trước khi bắt đầu công việc đã giúp đội ngũ xác định nơi cần đào và đặt vật liệu trên toàn bộ khu vực. ”
Theo: bimplus.co.uk
Biên dịch: Dương Duy Hưng
