Εφαρμογή του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT) στη Διαχείριση των Κατασκευών
ΕιδήσειςΕπιχειρήσειςΈργαΟικονομίαΥποδομέςΧρήμα 8 Νοεμβρίου 2023 Αργύρης
Του Πάνου Καραδήμου, Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός, MSc
Ιστορικά, οι κατασκευές δεν αποτελούσαν τον πιο τεχνολογικό κλάδο της βιομηχανίας, αλλά αυτό αποτελεί πλέον παρελθόν. Υπό το πρίσμα της ανθεκτικότητας των υποδομών, των μακρών καθυστερήσεων και του αυξανόμενου κόστους, ολοένα και περισσότερες εταιρείες στρέφονται σε τεχνολογίες όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things, IoT) για υποστήριξη. Πρόκειται για μια σχετικά νέα έννοια που επηρεάζει δραστικά τον τρόπο αλληλεπίδρασης με την τεχνολογία σε διάφορους τομείς.
Πηγή εικόνας:pntbiz.com
Το IoT είναι ένα σύστημα που επιτρέπει σε συσκευές, αντικείμενα και αισθητήρες να συνδέονται μεταξύ τους και να ανταλλάσσουν δεδομένα μέσω του διαδικτύου, χωρίς απαραίτητα την ανθρώπινη παρέμβαση. Με άλλα λόγια, το IoT αναφέρεται στο δίκτυο συνδεδεμένων συσκευών που μπορούν να ανταλλάσσουν δεδομένα και να διαδραματίζουν ρόλο στην αυτοματοποίηση και τη λειτουργία διαφόρων συστημάτων.
Καθώς η τάση εταιρειών να στρέφονται στο IoT έχει ενισχυθεί, έχουν αναπτυχθεί πολλές χρήσιμες εφαρμογές του IoT στις κατασκευές. Η χρήση των τεχνολογιών IoT στον κατασκευαστικό κλάδο είναι ακόμα σχετικά νέα, αλλά οι περιπτώσεις πρώιμης χρήσης αποδεικνύουν σημαντικές δυνατότητες. Η εφαρμογή του ΙοΤ στις κατασκευές έχει πολλά πλεονεκτήματα όπως και μειονεκτήματα τα οποία είναι τα εξής:
Πλεονεκτήματα
-Βελτίωση της απόδοσης: Το IoT μπορεί να βοηθήσει τις κατασκευαστικές εταιρείες να βελτιώσουν τις διαδικασίες διαχείρισης των κατασκευών παρέχοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την πρόοδο των έργων, τη χρήση του εξοπλισμού, και τις ανάγκες συντήρησης. Αυτό μπορεί να συμβάλλει στη βελτίωση της παραγωγικότητας των εταιρειών.
-Βελτίωση της υγιεινής και ασφάλειας στους χώρους εργασίας: Το IoT μπορεί να βοηθήσει τις κατασκευαστικές εταιρείες να βελτιώσουν την ασφάλεια και υγιεινή του εργοταξίου παρέχοντας ειδοποιήσεις όταν ανιχνεύονται κίνδυνοι ή όταν ο εξοπλισμός είναι ακατάλληλος για να χρησιμοποιηθεί.
-Βελτίωση της λήψης αποφάσεων: Το IoT μπορεί να παρέχει στις κατασκευαστικές εταιρείες δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τα διάφορα έργα τους καθώς και γενικά για τη λειτουργία τους, επιτρέποντας στους διαχειριστές να λαμβάνουν καλύτερα τεκμηριωμένες αποφάσεις.
-Εξοικονόμηση κόστους: Το IoT μπορεί να βοηθήσει τις κατασκευαστικές εταιρείες να εξοικονομήσουν κόστος μειώνοντας την απαίτηση για εργασία εξειδικευμένου προσωπικού και συμβάλλοντας στη βελτιστοποίηση της χρήσης και της συντήρησης του εξοπλισμού.
Μειονεκτήματα
-Αρχικό κόστος: Η εφαρμογή του IoT μπορεί να είναι ακριβή, καθώς απαιτεί την αγορά και εγκατάσταση αισθητήρων και άλλου υλικού (hardware, software).
-Κυβερνοασφάλεια στο IoT: Το IoT μπορεί να είναι ευάλωτο σε παραβιάσεις ασφάλειας, καθώς δικτυοπειρατές (hackers) μπορεί να επιχειρήσουν να αποκτήσουν πρόσβαση σε ευαίσθητα δεδομένα που μεταδίδονται μέσω του διαδικτύου.
-Ανησυχίες σχετικά με το απόρρητο: Η χρήση του IoT μπορεί να εγείρει ανησυχίες για το απόρρητο, καθώς περιλαμβάνει τη συλλογή και ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων για άτομα και οργανισμούς.
-Πολυπλοκότητα: Το IoT περιλαμβάνει ένα σύνθετο δίκτυο διασυνδεδεμένων συσκευών, του οποίου η διαχείριση μπορεί να είναι δύσκολη.
Πηγή εικόνας:techaheadcorp.com
Ακολουθεί επισκόπηση πέντε μοναδικών εφαρμογών αυτής της τεχνολογίας στον κατασκευαστικό τομέα.
1. Σύστημα παρακολούθησης ασφάλειας γέφυρας με χρήση του IoT – ανθεκτικότητα
Η σύγχρονη τεχνολογία αισθητήρων έχει βοηθήσει στην ανάπτυξη αυτοματοποιημένων συστημάτων παρακολούθησης της ασφάλειας των γεφυρών τα οποία μπορούν να δώσουν σημαντικές πληροφορίες για την ανθεκτικότητα τους. Αισθητήρες μπορούν να εγκατασταθούν σε γέφυρες και να χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή και επεξεργασία πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο, όπως δεδομένα σχετικά με τους κραδασμούς τους οποίους υφίσταται η γέφυρα, την ανάπτυξη και το μέγεθος ρωγμών στον φορέα της, τη στάθμη – ροή του ύδατος, τη θερμοκρασία και την ανίχνευση φωτιάς. Τα δεδομένα μεταφέρονται ασύρματα μέσω του διαδικτύου σε διακομιστές (servers) όπου υφίστανται ανάλυση και επεξεργασία και ανάλογα με τα αποτελέσματα μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα για την κατάσταση των γεφυρών και να ληφθούν οι κατάλληλες αποφάσεις σχετικά με τις ενέργειες που πρέπει να λάβουν χώρα (συντήρηση, αποκατάσταση κτλ).
2. Διαδικασία παρακολούθησης και διαχείρισης της ωρίμανσης του σκυροδέματος
Μέσω της χρήσης αισθητήρων παρακολούθησης της ωρίμανσης του σκυροδέματος, μπορεί να επιταχυνθούν τα χρονοδιαγράμματα κατασκευής έργου. Αυτού του είδους οι αισθητήρες, με δυνατότητα IoT, παρέχουν παρακολούθηση της σκλήρυνσης του σκυροδέματος μέσω της καταγραφής της θερμοκρασίας και της υγρασίας του και στη συνέχεια μεταδίδουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο στο «cloud – server». Η ενσωμάτωσητους στο έργο γίνεται κατά το στάδιο τηςκατασκευής των ξυλοτύπων. H γνώση σε πραγματικό χρόνο του βαθμού ωρίμανσης – σκλήρυνσης του σκυροδέματος είναι κρίσιμη και μπορεί να επηρεάσει την κερδοφορία του έργου. Παρακολουθώντας τη διαδικασία με συσκευές IoT, οι ομάδες εργασίας μπορούν να λάβουν σωστές αποφάσεις και να διασφαλίσουν ότι δεν θα ξεκινήσουν μία εργασία τους πρόωρα ή θα περιμένουν πολύ, βελτιστοποιώντας με αυτόν τον τρόπο τα χρονοδιαγράμματα ολοκλήρωσης του έργου.
3. Αισθητήρες για την υγιεινή και ασφάλεια των εργαζομένων
Εγκαθίστανται επί τόπου στον εργοταξιακό χώρο ή επί οχημάτων και παρέχουν σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες που χρησιμοποιούνται για την υγιεινή και ασφάλεια των εργαζομένων. Οι επί τόπου εγκατεστημένοι αισθητήρες IoT μπορούν να παρακολουθούν κινδύνους όπως τοξικές αναθυμιάσεις ή υψηλές θερμοκρασίες. Όταν αυτές οι μετρήσεις φτάνουν σε επικίνδυνα επίπεδα, αυτά τα συστήματα ειδοποιούν τους εργαζόμενους ώστε να μπορούν να εκκενώσουν ή να σταματήσουν την εργασία τους, αποτρέποντας ατυχήματα.ΟιIoTαισθητήρες που τοποθετούνται σε βαρέα οχήματα ή μηχανήματα μπορούν να ειδοποιούν τους χειριστές ή να προκαλέσουν αυτόματη διακοπή λειτουργίας τουοχήματοςή του μηχανήματος εάν αυτό πλησιάσει σε κοντινή απόσταση έναν εργαζόμενο προκειμένου να αποτρέψουν ένα πιθανό ατύχημα. Επιπρόσθετα, υφίστανται και οι αισθητήρες συντήρησης που μπορούν να ειδοποιούν τις ομάδες εργασίας όταν ο εξοπλισμός ή μηχάνηματους χρειάζεται επισκευή ή συντήρηση, συμβάλλοντας στην αποφυγή βλαβών ή δυσλειτουργιών που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο τους εργαζόμενους.
4. Εφαρμογή του ΙοΤ στη διαχείριση εργοταξίου
Οι αισθητήρες IoT μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα εργοτάξια για την παρακολούθηση της δραστηριότητας σε πραγματικό χρόνο. Αυτό δίνει στους κατασκευαστές χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την πρόοδο των εργασιών και τους πιθανούς κινδύνους πριν γίνουν μη διαχειρίσιμοι. Επιπλέον, προσφέρουν στοιχεία σε πραγματικό χρόνο για την τοποθεσία των εργαζομένων, τις ώρες εργασίας και την παραγωγικότητα τους. Έτσι, οι συσκευές IoT μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της διαχείρισης του εργατικού δυναμικού. Επιπρόσθετα, αισθητήρες IoT μπορούν να παρακολουθούν τα επίπεδα κόπωσης των εργαζομένων, εξασφαλίζοντας ότι δεν υπερβαίνουν τα όριά τους. Φορητές συσκευές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την επικοινωνία με τους εργαζόμενους, την ανάθεση εργασιών και την παροχή ενημερώσεων των έργων. Οι τεχνολογίες IoT βοηθούν στον βελτιστοποιημένο προγραμματισμό παραγγελιών, παρέχοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τα επίπεδα αποθέματος δομικών υλικών και τη διαθεσιμότητά τους. Τέλος, οι αισθητήρες μπορούν να παρακολουθούν την κατάσταση των υλικών και να ειδοποιούν τους εργοταξιάρχες όταν απαιτούνται αντικαταστάσεις.
5. IoT και BIM
Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, οι συσκευές με δυνατότητα IoT επιτρέπουν τη λήψη δεδομένων σχετικά με την πρόοδο και την ποιότητα του έργου, τη διαθεσιμότητα των δομικών υλικών, το εργατικό δυναμικό, τις συνθήκες περιβάλλοντος κτλ. δίνοντας τη δυνατότητα ενημέρωσης μοντέλων BIM σε πραγματικό χρόνο. Επομένως, αν ένα πρόβλημα που καθυστερεί την πρόοδο ενός έργου εντοπιστεί από έναν αισθητήρα με δυνατότητα IoT, τότε ένα μοντέλο BIM συνδεδεμένο με αυτήν τη συσκευή IoT θα αναλύσει και θα διαγνώσει αυτό το ζήτημα με στόχο να παρθούν οι σωστές αποφάσεις από τους αρμόδιους για τη συνέχεια του έργου. Τα ψηφιακά δίδυμά (digitaltwins) συνδέουν αντικείμενα του πραγματικού κόσμου και τις ψηφιακές τους αναπαραστάσεις που ενημερώνονται συνεχώς με τη βοήθεια δεδομένων από αισθητήρες συνδεδεμένους στο IoT. Ανάμεσα στις πιο κρίσιμες εφαρμογές των ψηφιακών διδύμων στον κατασκευαστικό κλάδο είναι: η αυτοματοποίηση της παρακολούθησης προόδου, ο σχεδιασμός πόρων, η παρακολούθηση της ασφάλειας, η αξιολόγηση της ποιότητας και η βελτιστοποίηση του εξοπλισμού.
Αυτά τα παραδείγματα είναι μόνο ένα δείγμα από τις πολλές εφαρμογές του IoT στην κατασκευή. Όλο και περισσότερες εταιρείες επενδύουν σε αυτήν την τεχνολογία, με αποτέλεσμα να προκύπτουν συνεχώς νέες περιπτώσεις χρήσης και οφέλη. Καθώς αυτή η τάση θα συνεχίζεται, το IoT θα μπορούσε να αλλάξει δραματικά το μέλλον του κατασκευαστικού κλάδου.
Οι βελτιωμένοι αισθητήρες, η καλύτερη ανάλυση δεδομένων και η αυξημένη αυτοματοποίηση αναμένεται να συμβάλουν στις πολλά υποσχόμενες προοπτικές του IoT στην κατασκευή. Έτσι είναι πιθανό να προκύψουν πιο αποτελεσματικές διαδικασίες κατασκευής, βελτιωμένη ασφάλεια και μειωμένο κόστος. Αναμένεται το IoT στις κατασκευές να αναπτυχθεί παράλληλα με την ανάπτυξη των έξυπνων υποδομών και κτιρίων στο πλαίσιο της ανθεκτικότητας των υποδομών. Είναι άγνωστο πώς η εφαρμογή του IoT θα επηρεάσει το εργατικό δυναμικό, αλλά υπάρχουν ανησυχίες για τη μετατόπιση της εργασίας και την ανάγκη για νέα κατάρτιση και δεξιότητες.
Το IoT στις κατασκευές δεν είναι απλώς μια τεχνολογική εξέλιξη, αλλά μια νέα προσέγγιση για τη δημιουργία πιο έξυπνων, βιώσιμων και ασφαλών υποδομών που θα εξυπηρετούν καλύτερα τις ανάγκες της κοινωνίας μας. Αναμένεται, η εφαρμογή του IoT στη βιομηχανία των κατασκευών να επαναπροσδιορίσει τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζουμε, κατασκευάζουμε και διαχειριζόμαστε τα έργα υποδομής. Τα επόμενα χρόνια αναμένεται να δούμε την ενοποίηση του IoT με άλλες τεχνολογίες αιχμής όπως η τεχνητή νοημοσύνη και το blockchain που θα φέρουν μία πραγματική επανάσταση στις κατασκευές.
