3. Thiết bị lái xe không người lái
Các thiết bị không người lái đã chuyển từ ý tưởng sang hiện thực. So với việc phổ biến phương tiện không người lái trên đường đô thị, công nghệ không người lái sẽ được ứng dụng vào lĩnh vực xây dựng sớm hơn. Công nghệ này trước tiên sẽ được triển khai tại các công trường xây dựng khép kín, nơi hạn chế dòng nhân lực và thiết bị, sau đó dần dần mở rộng sang các kịch bản đô thị mở. Ứng dụng kỹ thuật của tàu sân bay điện không người lái HX2 của Volvo đã đạt đến vị trí hàng đầu trong ngành.
Máy ủi, máy xúc, phương tiện vận chuyển và xe tải khai thác mỏ không người lái có thể hoàn thành các hoạt động đào và san lấp mặt bằng tại các công trường. Xe tự hành nhỏ không người lái có thể di chuyển cùng với người điều khiển và đảm nhận nhiệm vụ vận chuyển công cụ và vật liệu. Những thiết bị không người lái này thường được thiết kế để nối mạng nhằm cho phép hoạt động hợp tác.
Một người vận hành có thể đồng thời giám sát hoạt động song song của nhiều thiết bị không người lái.
Một loại thiết bị kỹ thuật không người lái hoặc bán{0}}không người lái khác nhỏ hơn được gọi là xe rover, có thể đi theo công nhân tại công trường và cung cấp dịch vụ vận chuyển công cụ và vật liệu.
Các thiết bị không người lái chủ yếu dựa vào cảm biến LiDAR để phát hiện các chướng ngại vật xung quanh và kết hợp các đơn vị đo lường quán tính (IMU) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để đạt được khả năng định vị và điều hướng. Thông qua các công nghệ-được đề cập ở trên, thiết bị có thể xác định chính xác vị trí của nó tại công trường. Trong khi đó, hàng rào điện tử do hệ thống thiết lập có thể ngăn chặn thiết bị rời khỏi khu vực hoạt động. Ngoài ra, thiết bị lái xe không người lái tại chỗ thường được kết nối với các thiết bị lái xe không người lái và có người lái khác để đạt được hoạt động hợp tác.
Ưu điểm và thách thức
Lợi thế
• Nâng cao an toàn vận hành: Người vận hành không cần phải làm việc với xe, điều này có thể tránh được chấn thương nghề nghiệp do rung thiết bị, ô nhiễm bụi và xử lý vật nặng.
• Nâng cao năng suất lao động: Một người vận hành có thể quản lý đồng thời nhiều thiết bị.
• Thực hiện các tình huống dễ dàng hơn: Không giống như ô tô không người lái cần vượt qua nhiều hạn chế quy định để đi vào đường công cộng, thiết bị kỹ thuật không người lái có thể được thử nghiệm và áp dụng trong các tình huống công nghiệp khép kín.
• Đảm bảo tiến độ thi công: Thiết bị có thể hoạt động hiệu quả 24/24 mà không bị gián đoạn, tạo điều kiện cho dự án hoàn thành đúng tiến độ.
Thử thách
Trong các tình huống xây dựng có độ chính xác cao-chẳng hạn như hoạt động xung quanh đường ống ngầm và trong điều kiện dòng chảy-cao, việc vận hành thiết bị không người lái vẫn gặp phải những khó khăn về mặt kỹ thuật.
4. Phân tích dự báo và công nghệ viễn thông
Tác động trực tiếp nhất của sự thay đổi công nghệ được thể hiện ở việc kéo dài thời gian hoạt động bình thường của thiết bị. Các thiết bị được kết nối thông minh sẽ liên tục truyền dữ liệu vận hành khổng lồ, dữ liệu này có thể được sử dụng để xây dựng các mô hình dự đoán và hướng dẫn thực hành. Ví dụ, bằng cách phân tích dữ liệu để dự đoán sự cố thiết bị, doanh nghiệp có thể sắp xếp trước việc tắt và bảo trì thiết bị, tránh trường hợp công trường rơi vào tình trạng bế tắc do sự cố thiết bị đột ngột. Thay đổi cốt lõi hiện nay nằm ở chỗ một số nhà sản xuất thiết bị gốc sẽ tóm tắt và phân tích tất cả dữ liệu thiết bị, sàng lọc thông tin cảnh báo sớm thực tế cho đại lý và khách hàng, đồng thời cung cấp-báo cáo phân tích chuyên sâu dựa trên các nhóm chuyên môn. Dịch vụ “ActiveCare Direct” của Volvo là một ứng dụng điển hình của dòng xe này.
Các công trường xây dựng thường có mật độ dân cư đông đúc và có môi trường phức tạp. Đối mặt với sự đa dạng về thiết bị, tài sản và nhân sự, việc đạt được sự hợp tác giữa các bên là điều vô cùng khó khăn.
Công nghệ xử lý thông tin từ xa cho máy móc xây dựng có thể giúp người quản lý thiết bị đạt được các mục tiêu sau:
• Tất cả thông tin tài sản được theo dõi và báo cáo tập trung trên cùng một nền tảng
• Thực hiện tự động hóa quản lý bảo trì thiết bị
• Xác định vị trí tài sản thiết bị bị mất, bị đánh cắp hoặc thất lạc
• Lấy dữ liệu thiết bị quan trọng thông qua thiết bị đầu cuối di động
• Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng máy móc xây dựng
Tối ưu hóa tỷ lệ sử dụng máy móc xây dựng có thể đạt được:
•Giảm hiện tượng thiết bị nhàn rỗi, tồn kho
•Tránh chi phí thuê thiết bị không cần thiết
• Nâng cao năng suất tại công trường
Người quản lý có thể xem tổng số tài sản tại công trường, số ngày thi công của dự án, thời gian vận hành của thiết bị và tỷ lệ sử dụng theo thời gian thực thông qua cùng một giao diện và đánh giá hiệu quả thi công bằng cách theo dõi các dữ liệu này trong thời gian dài. Bằng cách tối ưu hóa việc phân bổ thiết bị và nhân sự, doanh nghiệp có thể giảm số lượng tài sản nhàn rỗi, giảm thời gian chạy không tải của thiết bị và mức tiêu thụ nhiên liệu, đồng thời tránh nguy cơ hỏng hóc thiết bị đột ngột.
Giải pháp dựa trên dữ liệu-
Với các giải pháp-theo hướng dữ liệu, doanh nghiệp có thể theo dõi và so sánh mức năng suất ở các khoảng thời gian và địa điểm xây dựng khác nhau.
Bằng cách phân tích dữ liệu tương quan giữa-thời gian vận hành tại chỗ và hiệu quả sử dụng thiết bị, các chỉ số chính như chi phí nhiên liệu của từng thiết bị hoặc toàn bộ dự án và phí nhà thầu, doanh nghiệp có thể nắm bắt chính xác tiến độ của dự án.
Việc giám sát-thời gian thực của tất cả các vị trí tài sản trên cùng một giao diện giúp doanh nghiệp kiểm soát điểm mấu chốt về chi phí, giảm chi phí thuê không cần thiết và đạt được sự phân bổ nhân sự chính xác. Bằng cách giám sát toàn diện tỷ lệ sử dụng thiết bị, năng suất của công trường có thể được nâng cao đáng kể và thời gian ngừng hoạt động của nhân sự và thiết bị cũng có thể được giảm thiểu.
5. Công nghệ điện khí hóa thiết bị
Quá trình điện khí hóa phương tiện chở khách đã trở nên tương đối hoàn thiện, nhưng đối với-thiết bị kỹ thuật quy mô lớn cần thực hiện các nhiệm vụ xử lý vật liệu nặng, quá trình chuyển đổi sang điện khí hóa vẫn gặp nhiều thách thức. Hiện nay, năng lượng hybrid và công nghệ pin mới đang được thử nghiệm và ứng dụng trên toàn thế giới. Thiết bị kỹ thuật điện có những ưu điểm như độ ồn thấp, hiệu suất sử dụng năng lượng cao và tính bền vững cao. Ví dụ, xe thu gom rác chạy điện có thể hoạt động vào ban đêm mà không gây ô nhiễm tiếng ồn. Volvo đã công bố kế hoạch ra mắt máy xúc điện và máy xúc bánh lốp điện.
Sau quá trình điện khí hóa ô tô chở khách và xe thương mại, máy móc xây dựng và thiết bị công nghiệp đang trở thành chiến trường chính tiếp theo cho quá trình chuyển đổi điện khí hóa. Các công ty hàng đầu trong ngành như JCB, Volvo CE và Schwing Stetter đã khởi xướng nghiên cứu điện khí hóa và phát triển thiết bị kỹ thuật chính của họ hoặc đang tiến hành các nghiên cứu khả thi về nội địa hóa các sản phẩm điện khí hóa toàn cầu cho thị trường Ấn Độ.
Lượng khí thải carbon dioxide hàng năm từ máy móc và thiết bị xây dựng là khoảng 400 tấn, chiếm 1,1% tổng lượng khí thải toàn cầu. Khi các quốc gia tích cực thực hiện cam kết giảm phát thải theo Thỏa thuận Paris, việc chuyển đổi-cácbon thấp của ngành xây dựng đã trở thành sự đồng thuận toàn cầu. Một số thành phố đang có kế hoạch chỉ định các khu vực-phát thải thấp và áp dụng các lệnh cấm hoặc chính sách thu phí đối với việc vận hành thiết bị chạy bằng nhiên liệu-gây ô nhiễm cao, điều này sẽ làm tăng đáng kể chi phí của các dự án kỹ thuật sử dụng thiết bị chạy bằng-nhiên liệu.
Thiết bị kỹ thuật điện là một trong những giải pháp cốt lõi để đạt được mục tiêu giảm phát thải trong ngành. Mặc dù phương tiện chạy điện trên đường ngày càng trở nên phổ biến nhưng thị trường thiết bị kỹ thuật điện không{1}}trên đường vẫn còn sơ khai. Caterpillar, Hyundai, Komatsu, JCB, Volvo và các doanh nghiệp khác đang đẩy nhanh nghiên cứu và phát triển các nguyên mẫu thiết bị điện để chuẩn bị cho quá trình chuyển đổi điện khí hóa toàn diện trên thị trường. Ví dụ, Volvo Construction Equipment đã cam kết đạt được mức phát thải bằng 0 trên toàn bộ dòng sản phẩm của mình vào năm 2050. Trong tương lai, tất cả các loại thiết bị kỹ thuật, từ máy xúc lật, máy xúc lật cho đến xe trộn bê tông, sẽ dần dần hoàn thiện quá trình nâng cấp điện khí hóa.
Quá trình chuyển đổi điện khí hóa thiết bị kỹ thuật hiện nay được dẫn dắt bởi các-thiết bị có kích thước nhỏ, bao gồm máy xúc mini, máy xúc bánh lốp nhỏ và xe ben, v.v. Điều này chủ yếu là do các thiết bị như vậy chủ yếu được sử dụng trong môi trường đô thị và nhiều thành phố cam kết giảm lượng khí thải và ô nhiễm tiếng ồn. Ngoài ra, cường độ hoạt động hàng ngày của thiết bị-quy mô nhỏ thấp hơn so với thiết bị-quy mô lớn. Pin lithium{6}}ion và động cơ điện ở trình độ công nghệ hiện tại có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng.
Chi phí, phạm vi lái xe và nguồn điện là những yếu tố cốt lõi hạn chế việc phổ biến công nghệ điện khí hóa. Với sự tăng trưởng của nhu cầu thị trường, dự kiến đến năm 2025, giá thiết bị điện nhẹ sẽ cạnh tranh với thiết bị chạy bằng nhiên liệu truyền thống. Dung lượng của công nghệ pin thế hệ mới không ngừng tăng lên, kéo dài thời gian hoạt động của thiết bị một cách hiệu quả sau một lần sạc. Tuy nhiên, sự xuống cấp của pin và giới hạn phạm vi hoạt động vẫn là những trở ngại kỹ thuật chính đối với các thiết bị điện hiện nay. Thiết bị điện mới được phát triển đã tính đến vấn đề suy giảm pin trong chu kỳ sạc và xả. Công suất đầu ra của nó có thể đạt hoặc thậm chí vượt xa so với thiết bị sử dụng nhiên liệu truyền thống và nó cũng có ưu điểm là mô-men xoắn tức thời lớn.
6. Mô hình đại lý ảo
Dựa trên kinh nghiệm phát triển của các doanh nghiệp như Amazon và Walmart, trong tương lai, các đại lý máy móc xây dựng sẽ tăng cường bố trí các kênh trực tuyến. Vai trò của đại lý sẽ chuyển sang "người quản lý thời gian hoạt động của thiết bị", chẳng hạn như cung cấp dịch vụ tư vấn và bảo trì thiết bị cho khách hàng bằng cách tận dụng công nghệ thực tế tăng cường (AR), thúc đẩy hoạt động bán phụ tùng và dịch vụ hậu mãi-trực tuyến cũng như thiết lập hệ thống quản lý lưu trữ kỹ thuật số. Ngoài ra, các bản cập nhật phần mềm cho thiết bị sẽ được tự động đẩy và cài đặt qua đám mây.
Việc triển khai các công nghệ mới-được đề cập ở trên chắc chắn sẽ đẩy nhanh quá trình chuyển đổi của ngành xây dựng. Các cơ hội đầu tư mới đã tạo điều kiện cho các nhà sản xuất ô tô hỗ trợ khách hàng của họ nâng cao-hiệu quả xây dựng tại chỗ, tối ưu hóa việc phân bổ lao động, đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu-và cuối cùng là đạt được sự tăng trưởng kinh doanh.
Sự chuyển đổi toàn diện của ngành máy móc xây dựng sắp đến gần. Các dự án nghiên cứu gần đây về các công trường xây dựng điện khí hóa được thực hiện ở nhiều quốc gia đã chỉ ra rằng công nghệ điện khí hóa có thể giảm 98% lượng khí thải carbon, giảm 70% chi phí năng lượng và giảm 40% chi phí vận hành. Trong tương lai gần, "không có khí thải, không có thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và không có tai nạn an toàn" dự kiến sẽ trở thành tiêu chuẩn của ngành.
Nhìn về phía trước, trong 15 tháng qua, tiến độ phê duyệt các dự án mới trong lĩnh vực đường bộ tiếp tục chậm lại do kế hoạch chi phí sửa đổi cho dự án "Bharatmala Pariyojena-i" vẫn chưa được Nội các phê duyệt. Việc phê duyệt kế hoạch này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy nhanh quá trình phê duyệt các dự án đường cao tốc trong năm tài chính này. Trong các lĩnh vực khác, ngân sách cho năm tài chính 2024-2025 đã phân bổ đủ kinh phí cho các dự án sinh kế như "Sứ mệnh Jal Jeevan", "Dự án đường nông thôn PM Gram Sadak Yojana" và "Dự án nhà ở của Thủ tướng Aawas Yojana". Những dự án này luôn là động lực cốt lõi cho nhu cầu mới về thiết bị kỹ thuật và sẽ hỗ trợ tích cực cho sự phát triển của ngành. Mặc dù việc tăng chi tiêu vốn của chính quyền tiểu bang dự kiến sẽ đẩy nhanh quá trình phục hồi của các hoạt động xây dựng cũng như doanh số bán máy móc xây dựng và khai thác mỏ, do nhiều bang hiện đang bị ảnh hưởng bởi thời tiết gió mùa mạnh, vẫn sẽ phải mất vài tháng để xác định rõ ràng tốc độ phục hồi của ngành.