Cyfryzacja branży budowlanej wpływa na sposób realizacji prac i wykorzystywane narzędzia. Coraz większe znaczenie mają w tym kontekście technologie cyfrowe, które wspierają operatorów podczas wykonywania prac ziemnych. Są to między innymi systemy sterowania maszynami w technologii 3D/GPS. Wykorzystując dane pomiarowe, czujniki i oprogramowanie są w stanie określić położenie maszyny lub jej osprzętu względem założonego projektu.
Co to jest system sterowania maszyną 3D i czym różni się od 2D?
System sterowania maszyną 3D wykorzystuje cyfrowy model projektowy oraz dane o położeniu maszyny i jej osprzętu, aby wspierać operatora w realizacji prac zgodnie z projektem. Model terenu określa m.in. projektowane wysokości, spadki i geometrię powierzchni. Dzięki temu operator może kontrolować położenie osprzętu, a w bardziej zaawansowanych konfiguracjach system automatycznie steruje wybranymi jego ruchami. Technologia znajduje zastosowanie m.in. przy wykopach, profilowaniu skarp, niwelacji terenu i budowie dróg.
W zależności od konfiguracji systemy sterowania maszynami GPS składają się z odbiorników GNSS i anten, czujników położenia, jednostki sterującej oraz specjalistycznego oprogramowania. GNSS to globalny system nawigacji satelitarnej, obejmujący m.in. GPS. W celu zwiększenia dokładności pozycjonowania można stosować dane korekcyjne, np. w technologii RTK. W niektórych rozwiązaniach wykorzystuje się również tachimetr. Informacje pomiarowe są przetwarzane i wyświetlane w kabinie operatora.
Zastosowanie tej technologii może ograniczyć potrzebę korzystania z oznaczeń terenowych i wykonywania części pomiarów kontrolnych. Nie eliminuje jednak całkowicie udziału geodety ani konieczności kontroli jakości robót. Ważne są również prawidłowe przygotowanie modelu projektowego i właściwa konfiguracja systemu, szczególnie przy niwelacji 3D.
Podstawowa różnica między systemami 2D i 3D dotyczy zakresu wykorzystywanych danych. System 2D pomaga kontrolować określone parametry, takie jak głębokość wykopu, wysokość czy zadany spadek. System 3D wykorzystuje natomiast przestrzenny model projektowy, co pozwala realizować bardziej złożone zadania, w których wysokość i nachylenie powierzchni zmieniają się w zależności od miejsca.
| Cecha | System 2D (kontrola głębokości i nachylenia) | System 3D (sterowanie na podstawie modelu terenu 3D) |
|---|---|---|
| Technologia | Czujniki obrotu i przechyłu (IMU) oraz w niektórych przypadkach laser. Kontroluje głębokość i spadek (np. w osiach X, Y). | Czujniki IMU, pozycjonowanie (GPS/GNSS) lub tachimetr robotyczny. Pełna kontrola w 3 osiach (X, Y, Z). |
| Zastosowanie | Wykopy o zadanej głębokości, rowy melioracyjne, skarpy, parkingi, boiska. Praca na płaszczyznach i prostych spadkach. | Złożone roboty ziemne, budowa dróg (warstwy, nasypy), kolei, zbiorników retencyjnych, składowisk. |
| Precyzja | Dobra (cm), względem punktu odniesienia (referencyjnego). | Bardzo wysoka (cm z GPS, mm z tachimetrem) – względem całego cyfrowego modelu projektu. |
| Wymagania | Operator sam wprowadza wymaganą głębokość i spadki na monitorze w kabinie. | Wymaga wgranego do systemu cyfrowego modelu projektu (np. w formacie LandXML). |
5 kluczowych korzyści biznesowych – jak system 3D zarabia na siebie?
Inwestycja w system sterowania maszyną 3D przynosi również korzyści finansowe.
Oszczędność materiału i paliwa dzięki chirurgicznej precyzji.
Praca na podstawie cyfrowego modelu terenu przyczynia się do zmniejszenia ryzyka nadmiernego wybierania gruntu i konieczności wykonywania poprawek. Ograniczenie zbędnych przejazdów i powtórnych prac może oznaczać niższe zużycie paliwa oraz materiałów, co zmniejsza koszty realizacji inwestycji.
Znaczące przyspieszenie prac i szybsze fakturowanie.
Systemy 3D do koparek umożliwiają bieżące monitorowanie położenia osprzętu. Dzięki temu można ograniczyć liczbę dodatkowych pomiarów kontrolnych. Ułatwia to kontrolę postępu robót, ogranicza przestoje i może przyspieszyć realizację poszczególnych etapów prac.
Redukcja kosztów geodety i wzrost bezpieczeństwa na budowie.
Systemy sterowania maszynami GPS/GNSS pozwalają operatorowi na bieżąco kontrolować położenie maszyny względem projektu. Dzięki temu w niektórych zadaniach można ograniczyć częstotliwość wyznaczania punktów i sprawdzania postępów przez geodetę. Nie oznacza to jednak całkowitej rezygnacji z jego usług. Pomiary nadal mogą być potrzebne na etapie przygotowania danych, kontroli czy odbioru robót.
Zwiększenie bezpieczeństwa na budowie.
Ograniczenie konieczności częstego przebywania pracowników w pobliżu maszyny podczas pomiarów może zwiększyć ich bezpieczeństwo. Operator otrzymuje wskazówki w kabinie, co ułatwia kontrolowanie postępu robót bez ciągłego polegania na sygnałach z zewnątrz. System nie zastępuje jednak procedur BHP i obserwacji otoczenia.
Wzrost kompetencji operatorów i mniejsza rotacja.
Informacje wyświetlane na ekranie mogą ułatwić realizację zadań również osobom z mniejszym doświadczeniem w konkretnym rodzaju robót. Należy jednak pamiętać, że skuteczne korzystanie z technologii nadal wymaga szkolenia i praktyki. Dla firmy to szansa na ujednolicenie sposobu pracy zespołu czy sprawniejsze wdrażanie nowych pracowników.
Ostateczna opłacalność wdrożenia zależy od skali wykorzystania technologii i rodzaju realizowanych zadań. Oceniając ROI w budownictwie, warto uwzględnić nie tylko koszt zakupu systemu, ale również potencjalne oszczędności wynikające z krótszego czasu pracy, mniejszej liczby poprawek i ograniczenia dodatkowych pomiarów.
Jak wdrożyć system 3D w firmie? To więcej niż tylko technologia.
Aby wdrożyć system 3D, należy odpowiednio przygotować do tego firmę. Przed podjęciem decyzji warto przeanalizować rodzaj realizowanych inwestycji, wykorzystywane maszyny i charakter wykonywanych prac. Od czego zacząć wdrożenie?
- Analiza potrzeb i dobór rozwiązania – należy określić, do jakich prac system będzie wykorzystywany i czy jest kompatybilny z posiadanymi maszynami. System sterowania maszyną 3D powinien być dopasowany do specyfiki robót i oczekiwanej dokładności.
- Przygotowanie danych projektowych – system wymaga odpowiednio opracowanego modelu cyfrowego, który odzwierciedla założenia inwestycji. Jego jakość ma bezpośredni wpływ na prawidłowe działanie rozwiązania. Zależnie od konfiguracji sterowanie maszyn GPS może wykorzystywać dane satelitarne lub pomiary realizowane z użyciem tachimetru.
- Szkolenie operatorów – konieczne jest odpowiednie przeszkolenie operatorów z pracy z systemem. Dzięki temu będą mogli w pełni wykorzystać możliwości technologii i sprawniej realizować zadania.
- Wsparcie techniczne i serwis – przed zakupem warto sprawdzić m.in. zakres pomocy od dostawcy, kwestię aktualizacji oprogramowania i rozwiązywania problemów technicznych.
Podsumowanie: Czy Twoja firma jest gotowa na rewolucję 3D?
Systemy sterowania maszynami 3D/GPS pomagają usprawnić prace ziemne, ograniczyć liczbę poprawek i lepiej wykorzystać czas pracy maszyn. Wspierają również automatyzację maszyn budowlanych, zwiększając możliwości operatorów. To, czy taka inwestycja się opłaca zależy od potrzeb firmy, rodzaju realizowanych projektów i potencjalnych oszczędności. Kluczem jest dobór odpowiedniego rozwiązania i właściwe przygotowanie do jego wdrożenia.
Kiesel Poland współpracuje z wieloma dostawcami systemów sterowania maszynami 2D i 3D, dzięki czemu może pomóc w doborze rozwiązania dopasowanego do specyfiki realizowanych prac. Maszyny Hitachi doskonale sprawdzają się w tego typu zastosowaniach, a możliwości ich konfiguracji pozwalają na integrację z różnymi technologiami wspierającymi precyzyjne prowadzenie prac ziemnych.
FAQ: Najczęściej zadawane pytania
Nie ma odpowiedzi na Twoje pytanie? Skontaktuj się z nami.
Ile kosztuje system sterowania maszyną 3D?
Koszt systemu zależny jest od producenta, rodzaju systemu, wyposażenia maszyny i zakresu funkcji. Znaczenie ma również sposób pozycjonowania (GNSS lub tachimetr) oraz ewentualne koszty montażu, oprogramowania i szkolenia operatorów.
Czy system 3D można założyć na każdą maszynę budowlaną?
Nie każdy system pasuje do każdej maszyny. Możliwość montażu zależy m.in. od modelu, wyposażenia hydraulicznego i konstrukcji maszyny oraz kompatybilności z wybranym rozwiązaniem. Przed zakupem należy sprawdzić wymagania techniczne u dostawcy systemu.
Czy system 3D można założyć na każdą maszynę budowlaną?
Nie zawsze. System może określać położenie maszyny na podstawie sygnałów satelitarnych bez standardowego połączenia z internetem. Jednak korzystanie z korekt GNSS, np. RTK, może wymagać dostępu do internetu lub innego źródła danych korekcyjnych. Wymagania zależą od zastosowanej technologii i konfiguracji systemu.
