Роботизация производства деревянных панельных конструкций и строительства с их применением

Введение. Необходимо обеспечить вхождение Российской Федерации к 2030 г. в число 25 ведущих государств мира по показателю плотности роботизации. Решение этой важнейшей задачи должно способствовать повышению конкурентоспособности российской промышленности на мировом рынке и ускорению технологического развития страны. Роботизация определена одним из направлений развития деревянного домостроения. Условием внедрения автоматизации и роботизации является создание непрерывной цифровой среды, начиная с проектирования, изготовления, эксплуатации и утилизации строительных конструкций, охватывающей все этапы жизненного цикла строительной продукции.

Материалы и методы. Наблюдается активный рост научных статей, посвященных робототехнике в строительной сфере. По количеству опубликованных статей Россия занимает 6-е место из общего числа рассмотренной 61 страны. Эффективность роботизации строительства оценивается с точки зрения экономической эффективности строительства как длительного инвестиционного процесса. Внедрение роботизации в значительной степени зависит от вида используемых материалов и производственных операций. В настоящее время разрабатываются и внедряются в строительство образцы нового поколения отечественного автоматизированного и роботизированного строительно-
монтажного оборудования. Строительство с применением деревянных конструкций — одно из наиболее перспективных для роботизации направлений.

Результаты. Рассмотрен опыт изготовления роботом деревянного арочного покрытия из стандартизованных калиброванных цельнодеревянных брусков из древесины японского кипариса с применением однотипных соединений. На основании производственных показателей действующего предприятия ООО ЛПК «Алмас» в г. Якутске выполнена оценка снижения себестоимости деревянных панельных конструкций при автоматизации их выпуска на 17,48 %. Проведена экспертная оценка снижения трудозатрат при строительно-монтажных работах крупнопанельных зданий, как корректный аналог многоэтажного здания из деревянных CLT-панелей, на 25 % в машино-сменах и человеко-днях.

Выводы. Условием внедрения роботизации является создание BIM высокой степени детализации. Внедрение автоматизации и роботизации в строительство с применением деревянных конструкций дает эффект на этапах заводского производственного технологического процесса и строительно-монтажных работ.

1. Конюховская А., Цыпленкова В. Рынок робототехники: угрозы и возможности для России. Издательские решения, 2019. 180 с.

2. Михеев Г.В. Применение технологий автоматизации и роботизации в строительстве // Высокие технологии в строительном комплексе. 2022. № 1. С. 209–214. EDN QHJAMQ.

3. Михеев Г.В., Яновская Э.Д. Роботизированная техника в строительстве // Научные труды КубГТУ. 2019. № 2. С. 181–188. EDN UOLQQS.

4. Вильман Ю.А. Основы роботизации в строительстве. М. : Высшая школа, 1989. 270 с.

5. Емельянов С.Г., Булгаков А.Г., Червяков Л.М., Асмолов А.С., Бычкова Л.В., Бузало Н.С. Роботизация и автоматизация строительных процессов : монография. Курск, 2014. 322 с. EDN UBGFHP.

6. Liu Y., Alias A.H., Haron N.A., Bakar N.A., Wang H. Robotics in the Construction Sector: Trends, Advances, and Challenges // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2024. Vol. 110. Issue 2. DOI: 10.1007/s10846-024-02104-4

7. Hu R., Pan W., Iturralde K., Linner T., Bock T. Construction Automation and Robotics for Concrete Construction: Case Studies on Research, Development, and Innovations // Proceedings of the International Symposium on Automation and Robotics in Construction (IAARC). 2023. DOI: 10.22260/ISARC2023/0095

8. Leng Y., Shi X., Hiroatsu F., Kalachev A., Wan D. Automated construction for human–robot interaction in wooden buildings: Integrated robotic construction and digital design of iSMART wooden arches // Journal of Field Robotics. 2023. Vol. 40. Issue 4. Pp. 810–827. DOI: 10.1002/rob.22154

9. Adel A., Ruan D., McGee W., Mozaffari S. Feedback-driven adaptive multi-robot timber construction // Automation in Construction. 2024. Vol. 164. P. 105444. DOI: 10.1016/j.autcon.2024.105444

10. Мавлюбердинов А.Р., Хоцанян Д.Н. Технологические особенности возведения многоэтажных жилых зданий из CLT-панелей // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. № 1 (43). С. 219–225. EDN UOVVCG.

11. Бойтемирова И.Н., Давыдова Е.А. CLT-панели — эффективный материал из древесины для несущих и ограждающих конструкций зданий // Вестник научных конференций. 2016. № 12–1 (16). С. 18–21. EDN XRFGCV.

12. Есауленко И.В. Перспективы развития высотного деревянного домостроения в России на примере зарубежного опыта // Архитектура, строительство, транспорт. 2021. № 4. С. 17–25. DOI: 10.31660/2782-232X-2021-4-17-25. EDN OFUFZP.

13. Ван-Хо-Бин Е.А. Перспективы строительства высотных зданий из CLT-панелей в России // Новые идеи нового века : мат. Междунар. науч. конф. ФАД ТОГУ. 2016. Т. 3. С. 213–217. EDN VSVDJH.

14. Туманов А.В., Иванцов Р.А., Пензяков В.Д., Шитова И.Ю. Перспективы многоэтажного деревянного строительства из CLT-панелей в России // Вестник ПГУАС: строительство, наука и образование. 2021. № 1 (12). С. 43–49. EDN FAOVOG.

15. Ляпина Д.А. Перспективы развития строительства домов из деревянных CLT панелей в России // Образование. Наука. Производство : XIII Междунар. молодежный форум. 2021. С. 1752–1753. EDN VJDJIT.

16. Журович Е.А., Козлова К.С., Шкорко М.Ю. CLT-панели — перспективный строительный материал // Журнал естественно-научных исследований. 2017. Т. 2. № 4. С. 89–98. EDN ZWSULN.

17. Третьяков Н.В., Вохрамеева П.С. Ограждающие конструкции каркасных зданий с применением CLT-панелей // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство : сб. ст. 2019. С. 56–61. EDN RQYSZJ.

18. Якуненкова М.С., Осетрина Д.А. Возможность использования CLT-панелей в жилом строительстве для условий Салехарда // Современное строительство и архитектура. 2022. № 6. С. 4–9. DOI: 10.18454/mca.2022.30.6.001. EDN OCKEJL.

19. Амельчугов С.П., Тарасов И.В., Шубкин Р.Г., Иванов Д.В., Никулин М.А. Пожарная безопасность несущей звукозащитной деревянной CLT панели // Сибирский пожарно-спасательный вестник. 2022. № 2 (25). С. 9–14. DOI: 10.34987/vestnik.sibpsa.2022.35.47.001. EDN NCLUBJ.

20. Захватов Д.М., Жантлисов Т.А., Рузаев С.Н. Оценка пожарной опасности конструкций из CLT панелей // Региональные проблемы геологии, географии, техносферной и экологической безопасности : мат. IV Всеросс. науч.-практ. конф. 2022. С. 128–132. EDN UVJQOG.

21. Захватов Д.М., Рузаев С.Н. Пожарная безопасность конструкций из CLT панелей // В фокусе достижений молодежной науки : мат. ежегодной итоговой науч.-практ. конф. 2023. С. 195–197. EDN CSYXUH.

22. Пехотиков А.В., Абашкин А.А., Голкин А.В., Гомозов А.В. Особенности противопожарной защиты многоквартирных жилых зданий с применением конструкций из перекрестноклееной древесины // Актуальные проблемы пожарной безопасности : мат. XXXV Междунар. науч.-практ. конф. 2023. С. 348–357. EDN OLKFPC.

23. Салимуллин А.Р., Смирнов П.Н. Разработка и исследование узловых соединений древесины перекрестноклееной на винтах, в том числе для много-этажных зданий // Вестник НИЦ Строительство. 2022. № 1 (32). С. 53–64. DOI: 10.37538/2224-9494-2022-1(32)-53-64. EDN HWCQUZ.

24. Дорошенко В.А. Синтез технологической структуры автоматизированных технологических процессов первичной обработки древесины. Красноярск : КГТА, 1996. 299 с.

25. Дорошенко В.А., Друк Л.В. Проектирование распределенных систем управления : учебное пособие. М. : Изд-во Московского гос. ун-та леса, 2012. 524 с. EDN QMXPDP.

26. Несветаев Г.В., Корянова Ю.И. Технология возведения крупнопанельных зданий с применением современных строительных материалов : учебное пособие. М. : Издательский дом «Академия естествознания», 2023. 92 с. EDN KZKEPQ.