3. معدات القيادة بدون طيار
لقد انتقلت الأجهزة بدون سائق من المفهوم إلى الواقع. ومقارنة بتعميم المركبات ذاتية القيادة على الطرق الحضرية، سيتم تطبيق التكنولوجيا ذاتية القيادة في مجال البناء في وقت سابق. سيتم تطبيق هذه التكنولوجيا أولاً في مواقع البناء المغلقة حيث يتم تقييد تدفق الأفراد والمعدات، ثم تتوسع تدريجياً لتشمل السيناريوهات الحضرية المفتوحة. وصل التطبيق الفني للناقلة الكهربائية بدون طيار HX2 من فولفو إلى طليعة الصناعة.
يمكن للجرافات والحفارات ومركبات النقل وشاحنات التعدين بدون طيار إكمال عمليات حفر التربة وتسويتها في مواقع البناء. يمكن للمركبات الصغيرة غير المأهولة التحرك مع المشغلين والقيام بمهام نقل الأدوات والمواد. عادةً ما يتم تصميم هذه الأجهزة غير المأهولة لتكون متصلة بالشبكة لتمكين التشغيل التعاوني.
يمكن لمشغل واحد أن يشرف في نفس الوقت على التشغيل المتوازي للعديد من الأجهزة غير المأهولة.
وهناك نوع آخر من المعدات الهندسية الأصغر حجمًا غير المأهولة أو شبه الآلية-يسمى بالمركبة الجوالة، والتي يمكنها متابعة العمال في موقع البناء وتوفير خدمات نقل الأدوات والمواد.
تعتمد الأجهزة غير المأهولة بشكل أساسي على مستشعرات LiDAR لاكتشاف العوائق المحيطة والجمع بين وحدات قياس القصور الذاتي (IMUs) وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) لتحقيق تحديد المواقع والملاحة. ومن خلال التقنيات-المذكورة أعلاه، يمكن للمعدات تحديد موقعها بدقة في موقع البناء. وفي الوقت نفسه، يمكن للسياج الإلكتروني الذي تم إعداده بواسطة النظام أن يمنع المعدات من مغادرة منطقة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما تكون معدات القيادة غير المأهولة في الموقع متصلة بمعدات القيادة الأخرى غير المأهولة والمأهولة لتحقيق التشغيل التعاوني.
المزايا والتحديات
ميزة
• تعزيز السلامة التشغيلية: لا يحتاج المشغلون إلى العمل مع السيارة، الأمر الذي يمكن أن يتجنب الإصابات المهنية الناجمة عن اهتزاز المعدات، والتلوث بالغبار، والتعامل مع الأشياء الثقيلة.
• تحسين إنتاجية العمل: يمكن لمشغل واحد إدارة أجهزة متعددة في وقت واحد.
• تنفيذ أسهل للسيناريوهات: على عكس السيارات ذاتية القيادة التي تحتاج إلى اختراق العديد من القيود التنظيمية لدخول الطرق العامة، يمكن اختبار المعدات الهندسية ذاتية القيادة وتطبيقها في سيناريوهات صناعية مغلقة.
• ضمان تقدم البناء: يمكن للمعدات أن تعمل بكفاءة 24 ساعة في اليوم دون انقطاع، مما يسهل استكمال المشروع في الموعد المحدد.
تحدي
في سيناريوهات الإنشاءات عالية الدقة-مثل العمليات حول خطوط الأنابيب تحت الأرض وفي ظل ظروف التدفق العالية-، لا يزال تشغيل المعدات غير المأهولة يواجه صعوبات فنية.
4. التحليل التنبؤي وتكنولوجيا المعلومات
وينعكس التأثير الأكثر مباشرة للتغير التكنولوجي في تمديد وقت التشغيل العادي للمعدات. ستقوم الأجهزة المتصلة الذكية باستمرار بنقل بيانات تشغيلية ضخمة، والتي يمكن استخدامها لبناء نماذج تنبؤية وتوجيه الممارسات. على سبيل المثال، من خلال تحليل البيانات للتنبؤ بأعطال المعدات، يمكن للمؤسسات اتخاذ الترتيبات اللازمة لإيقاف تشغيل المعدات وصيانتها مسبقًا، وبالتالي تجنب توقف موقع البناء بسبب الأعطال المفاجئة للمعدات. يكمن التغيير الأساسي الحالي في قيام بعض الشركات المصنعة للمعدات الأصلية بتلخيص وتحليل جميع بيانات المعدات، وحجب معلومات الإنذار المبكر العملية للتجار والعملاء، وفي الوقت نفسه تقديم-تقارير تحليلية متعمقة تعتمد على فرق محترفة. تعد خدمة "ActiveCare Direct" من فولفو تطبيقًا نموذجيًا لهذا الطراز.
غالبًا ما تكون مواقع البناء مكتظة بالسكان ولها بيئات معقدة. وفي مواجهة مجموعة واسعة من المعدات والأصول والموظفين، فمن الصعب للغاية تحقيق العمل التعاوني بين جميع الأطراف.
يمكن لتكنولوجيا معالجة المعلومات عن بعد لآلات البناء أن تساعد مديري المعدات على تحقيق الأهداف التالية:
• تتم مراقبة جميع معلومات الأصول مركزيًا والإبلاغ عنها على نفس المنصة
• تحقيق أتمتة إدارة صيانة المعدات
• تحديد موقع أصول المعدات المفقودة أو المسروقة أو المفقودة
• الحصول على بيانات المعدات الرئيسية من خلال المحطات المتنقلة
• تحسين معدل الاستفادة من آلات البناء
إن تحسين معدل استخدام آلات البناء يمكن أن يحقق ما يلي:
• الحد من ظاهرة تعطل المعدات ومخزنتها
• تجنب نفقات استئجار المعدات غير الضرورية
• تعزيز الإنتاجية في موقع البناء
يمكن للمديرين عرض إجمالي عدد الأصول في موقع البناء، وعدد أيام بناء المشروع، ووقت تشغيل المعدات والنسبة المئوية لمعدل الاستخدام في الوقت الفعلي من خلال نفس الواجهة، وتقييم كفاءة البناء من خلال تتبع هذه البيانات على المدى الطويل. من خلال تحسين تخصيص المعدات والموظفين، يمكن للمؤسسات تقليل عدد الأصول الخاملة، وتقليل وقت تباطؤ المعدات واستهلاك الوقود، وتجنب مخاطر الأعطال المفاجئة للمعدات.
حلول تعتمد على البيانات-.
باستخدام الحلول المستندة إلى البيانات-، تستطيع المؤسسات تتبع مستويات الإنتاجية ومقارنتها في فترات زمنية ومواقع بناء مختلفة.
من خلال تحليل بيانات الارتباط بين مدة التشغيل في الموقع- وكفاءة استخدام المعدات، والمؤشرات الرئيسية مثل تكلفة الوقود للمعدات الفردية أو المشروع بأكمله، ورسوم المقاولين، يمكن للمؤسسات فهم التقدم المحرز في المشروع بدقة.
تساعد المراقبة في الوقت الفعلي-جميع مواقع الأصول على نفس الواجهة المؤسسات على التحكم في صافي التكلفة وتقليل نفقات الإيجار غير الضرورية وتحقيق تخصيص دقيق للموظفين. من خلال المراقبة الشاملة لمعدل استخدام المعدات، يمكن تعزيز إنتاجية موقع البناء بشكل كبير، ويمكن أيضًا تقليل وقت توقف الموظفين والمعدات.
5. تكنولوجيا كهربة المعدات
أصبحت سيارات الركاب الكهربائية ناضجة نسبيًا، ولكن بالنسبة للمعدات الهندسية الكبيرة-التي تحتاج إلى القيام بمهام مناولة المواد الثقيلة، لا يزال التحول إلى السيارات الكهربائية يواجه العديد من التحديات. في الوقت الحاضر، يتم اختبار وتطبيق تقنيات الطاقة الهجينة والبطاريات الجديدة في جميع أنحاء العالم. تتميز معدات الهندسة الكهربائية بمزايا مثل انخفاض مستوى الضجيج وكفاءة الطاقة العالية والاستدامة القوية. على سبيل المثال، يمكن لمركبات جمع القمامة الكهربائية أن تعمل ليلاً دون التسبب في التلوث الضوضائي. أعلنت شركة فولفو عن خطط إطلاق حفاراتها الكهربائية والجرافات ذات العجلات الكهربائية.
بعد كهربة سيارات الركاب والمركبات التجارية، أصبحت آلات البناء والمعدات الصناعية هي ساحة المعركة الرئيسية التالية للتحول إلى الكهرباء. وقد بدأ قادة الصناعة مثل JCB وVolvo CE وSchwing Stetter إما في إجراء أبحاث وتطوير لكهربة معداتهم الهندسية الرئيسية أو يقومون بإجراء دراسات جدوى حول توطين منتجات الكهربة العالمية للسوق الهندية.
تبلغ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية من آلات ومعدات البناء حوالي 400 طن متري، وهو ما يمثل 1.1% من إجمالي الانبعاثات العالمية. في الوقت الذي تفي فيه البلدان بنشاط بالتزاماتها المتعلقة بخفض الانبعاثات بموجب اتفاقية باريس، أصبح التحول المنخفض{3}}من الكربون في صناعة البناء يحظى بإجماع عالمي. تخطط بعض المدن لتعيين مناطق منخفضة الانبعاثات- وفرض حظر أو سياسات فرض رسوم على تشغيل المعدات التي تعمل بالوقود -شديدة التلوث، الأمر الذي سيؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة المشاريع الهندسية التي تستخدم المعدات التي تعمل بالوقود-بشكل كبير.
تعد معدات الهندسة الكهربائية أحد الحلول الأساسية لتحقيق خفض الانبعاثات في الصناعة. على الرغم من تزايد شعبية مركبات الطرق الكهربائية، إلا أن سوق المعدات الهندسية الكهربائية بخلاف الطرق-لا يزال في بداياته. تعمل شركات Caterpillar وHyundai وKomatsu وJCB وVolvo وغيرها من الشركات على تسريع عمليات البحث والتطوير للنماذج الأولية للمعدات الكهربائية استعدادًا للتحول الكامل للكهرباء في السوق. على سبيل المثال، التزمت شركة فولفو لمعدات البناء بتحقيق مستوى الصفر من الانبعاثات عبر خط إنتاجها بالكامل بحلول عام 2050. وفي المستقبل، ستكمل جميع أنواع المعدات الهندسية، بدءًا من اللوادر ذات المحراث الخلفي والجرافات الانزلاقية إلى شاحنات خلط الخرسانة، ترقيات كهربتها تدريجيًا.
يتم قيادة التحول الحالي لكهربة المعدات الهندسية بواسطة أجهزة - صغيرة الحجم، بما في ذلك الحفارات الصغيرة والجرافات ذات العجلات الصغيرة والشاحنات القلابة وما إلى ذلك. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى استخدام هذه المعدات في الغالب في البيئات الحضرية، كما تلتزم العديد من المدن بتقليل انبعاثات العوادم والتلوث الضوضائي. بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافة التشغيل اليومية للمعدات الصغيرة-أقل من تلك الخاصة بالمعدات الكبيرة-. يمكن لبطاريات الليثيوم-أيون والمحركات الكهربائية على المستوى التكنولوجي الحالي تلبية احتياجاتها من الطاقة.
تعد التكلفة ونطاق القيادة وإمدادات الطاقة من العوامل الأساسية التي تحد من تعميم تكنولوجيا الكهرباء. ومع نمو الطلب في السوق، من المتوقع أنه بحلول عام 2025، سيكون سعر المعدات الكهربائية الخفيفة منافسًا لسعر المعدات التقليدية التي تعمل بالوقود-. تتزايد قدرة الجيل الجديد من تكنولوجيا البطاريات باستمرار، مما يؤدي إلى إطالة وقت تشغيل الجهاز بشكل فعال بعد شحنه مرة واحدة. ومع ذلك، يظل تدهور البطارية وقيود النطاق من الاختناقات التقنية الرئيسية للأجهزة الكهربائية الحالية. لقد أخذت المعدات الكهربائية المطورة حديثًا في الاعتبار تمامًا مشكلة توهين البطارية أثناء دورات الشحن والتفريغ. يمكن أن يصل إنتاج الطاقة الخاص بها إلى أو حتى يتجاوز طاقة معدات الوقود التقليدية، كما أنه يتمتع بميزة عزم الدوران الكبير الفوري.
6. نموذج الموزع الافتراضي
وبالاعتماد على تجربة التطوير لدى مؤسسات مثل Amazon وWalmart، سيعمل تجار آلات البناء في المستقبل على تعزيز تخطيط القنوات عبر الإنترنت. سيتحول دور التجار نحو "مديري وقت تشغيل المعدات"، مثل تقديم خدمات الاستشارة والصيانة للمعدات للعملاء من خلال الاستفادة من تقنية الواقع المعزز (AR)، وتعزيز المبيعات عبر الإنترنت لقطع الغيار وخدمات ما بعد البيع-، وإنشاء نظام إدارة الأرشيف الرقمي. بالإضافة إلى ذلك، سيتم دفع تحديثات البرامج للجهاز وتثبيتها تلقائيًا عبر السحابة.
من المؤكد أن تنفيذ التقنيات الجديدة-المذكورة أعلاه سيؤدي بالتأكيد إلى تسريع عملية التحول في صناعة البناء والتشييد. لقد خلقت فرص الاستثمار الجديدة الظروف الملائمة لشركات صناعة السيارات لمساعدة عملائها في تحسين-كفاءة إنشاء الموقع، وتحسين تخصيص العمالة، واتخاذ قرارات مستندة إلى البيانات-، وتحقيق نمو الأعمال في نهاية المطاف.
إن التحول الشامل لصناعة آلات البناء هو قاب قوسين أو أدنى. أظهرت المشاريع البحثية الأخيرة حول مواقع البناء المكهربة التي تم تنفيذها في العديد من البلدان أن تكنولوجيا الكهربة يمكن أن تقلل من انبعاثات الكربون بنسبة 98%، وتخفض تكاليف الطاقة بنسبة 70%، وتخفض تكاليف التشغيل بنسبة 40%. في المستقبل القريب، من المتوقع أن تصبح معايير الصناعة "صفر انبعاثات، وصفر توقف غير مخطط له، وصفر حوادث تتعلق بالسلامة".
وبالنظر إلى المستقبل، على مدار الخمسة عشر شهرًا الماضية، استمر التقدم في الموافقة على المشاريع الجديدة في قطاع الطرق في التباطؤ نظرًا لأن خطة التكلفة المنقحة لمشروع "Bharatmala Pariyojena-i" لم تتم الموافقة عليها بعد من قبل مجلس الوزراء. ستلعب الموافقة على هذه الخطة دورًا رئيسيًا في تسريع عملية الموافقة على مشاريع الطرق السريعة في هذه السنة المالية. وفي مجالات أخرى، خصصت ميزانية السنة المالية 2024-2025 أموالاً كافية لمشاريع سبل العيش مثل "مهمة جال جيفان"، و"مشروع الطريق الريفي بي إم غرام ساداك يوجانا"، و"مشروع إسكان بي إم أواس يوجانا". لقد كانت هذه المشاريع دائمًا القوة الدافعة الأساسية للطلبات الجديدة في المعدات الهندسية وستوفر دعمًا إيجابيًا لتطوير الصناعة. على الرغم من أنه من المتوقع أن تؤدي الزيادة في الإنفاق الرأسمالي لحكومة الولاية إلى تسريع انتعاش أنشطة البناء ومبيعات آلات التعدين والبناء، نظرًا لتأثر العديد من الولايات حاليًا بالطقس الموسمي القوي، إلا أن الأمر سيستغرق عدة أشهر لتحديد وتيرة انتعاش الصناعة بوضوح.