Skibniewski MJ (2025) The Present and Future of Smart Construction Technologies. Engineering 44, 21-23 – https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.12.024 – open access article pdf – CC BY-NC-ND 4.0

Članek opisuje korenito preobrazbo gradbene industrije s pomočjo naprednih tehnologij. V nadaljevanju je povzetek ključnih točk.

Prehod iz Construction 4.0 v Construction 5.0

• Construction 4.0: Temelji na avtomatizaciji in informacijskih tehnologijah, kot so internet stvari (IoT), robotika in umetna inteligenca (AI).
• Construction 5.0: Pojavlja se nov paradigma, ki nadgrajuje prejšnje dosežke s poudarkom na okoljski trajnosti, blaginji ljudi ter odpornosti infrastrukture na podnebne spremembe in naravne nesreče.

Ključne sodobne tehnologije

V današnjem okolju gradbeništva prevladuje več ključnih orodij:

• Informacijsko modeliranje zgradb (BIM): Gre za zrelo tehnologijo, ki omogoča digitalno predstavitev struktur, izboljšuje vizualizacijo, zmanjšuje napake in pospešuje časovne načrte.
• Internet stvari (IoT): Senzorji na gradbiščih zbirajo podatke v realnem času, kar omogoča predvideno vzdrževanje, večjo varnost (npr. pametne ure za spremljanje vitalnih znakov delavcev) in optimizacijo porabe energije.
• Robotika in avtomatizacija: Droni se uporabljajo za spremljanje gradbišč, robotske roke za opravila, kot sta polaganje opeke in varjenje, 3D-tiskanje pa omogoča hitro izdelavo gradbenih komponent.
• Umetna inteligenca (AI): Algoritmi strojnega učenja optimizirajo razporeditev virov, napovedujejo stroške in upravljajo tveganja, medtem ko veliki jezikovni modeli (LLM) obetajo revolucijo v celotnem življenjskem ciklu projekta.

Globalno sprejemanje in izzivi

• Vodilne države: Kitajska, ZDA, Združeno kraljestvo, Nemčija in Japonska prednjačijo pri sprejemanju teh tehnologij.
• Države v razvoju: Soočajo se z ovirami, kot so omejen dostop do tehnologije, pomanjkanje usposabljanja in finančne omejitve.
• Prenos tehnologije: Uspešen prenos zahteva stroškovno učinkovite in prilagodljive modele, ki bi pametno gradnjo omogočili po vsem svetu.

Prihodnji trendi

• Digitalni dvojčki: Virtualne replike fizičnih objektov bodo omogočile sodelovanje v realnem času in takojšnje prilagoditve na podlagi povratnih informacij.
• Trajnost in krožno gospodarstvo: Tehnologije bodo podpirale uporabo pametnih materialov in sledenje materialom za ponovno uporabo in zmanjšanje odpadkov.
• Izvenzemeljska gradnja: Uspehi pri pametni gradnji na Zemlji so pogoj za prihodnje raziskovalne in komercialne gradbene podvige v vesolju, ki jih že načrtujejo agencije v ZDA, Evropi in na Kitajskem.

Tehnologija	Opis in ključne značilnosti	Prednosti za pango	Trenutno stanje uporabe	Prihodnji razvojni trendi
Informacijsko modeliranje zgradb (BIM)	Podrobne digitalne predstavitve fizičnih struktur in njihovega delovanja; zrela tehnologija za vizualizacijo in sodelovanje.	Zmanjšuje napake načrtovalcev, znižuje stroške, pospešuje časovnice in izboljšuje komunikacijo med deležniki.	Zrela tehnologija; uporabljajo jo skoraj vsa velika gradbena podjetja v razvitem svetu (ZDA, VB, Nemčija, Kitajska).	Samodejno posodabljanje modelov s podatki iz oblakov točk, uporaba v navidezni in mešani resničnosti ter interakcija človek-robot.
Internet stvari (IoT)	Mreža senzorjev in naprav za zbiranje podatkov v realnem času o materialih, opremi in okoljskih pogojih.	Omogoča predvidljivo vzdrževanje, zmanjšuje zastoje, izboljšuje varnost (npr. nosljive naprave) in optimizira porabo energije.	Vodilna uporaba v večjih gospodarstvih; integracija v pametne stroje in nosljive naprave za spremljanje vitalnih znakov delavcev.	Poglobljeno spremljanje strukturnih zmogljivosti objektov in integracija s sistemi za upravljanje objektov.
Robotika in avtomatizacija	Avtonomni droni za nadzor ter robotske roke za izkopavanje, polaganje opeke, varjenje in betoniranje.	Povečana natančnost in produktivnost, nižji stroški dela ter izboljšano zdravje in varnost pri delu.	V stalnem porastu, zlasti na Kitajskem; droni se pogosto uporabljajo za geodetske posnetke in inšpekcije.	Sodelovanje človek-robot pri dekonstrukciji za recikliranje materialov; avtonomna vozila na gradbiščih.
Umetna inteligenca (AI)	Algoritmi strojnega učenja in veliki jezikovni modeli za analizo trendov in napovedovanje rezultatov.	Optimizacija razporeda projektov, natančnejše ocenjevanje stroškov, obvladovanje tveganj in podpora odločanju.	Uporaba v programski opremi za načrtovanje in upravljanje projektov; generativni modeli AI postajajo vse bolj prisotni.	Globoka integracija v vse procese; vpliv na okoljsko zaznavanje robotov in predvidevanje nevarnosti pred pojavom.
3D-tiskanje	Tehnologija za hitro in stroškovno učinkovito ustvarjanje strukturnih komponent poljubnih oblik.	Omogoča gradnjo izven tradicionalnih standardov načrtovanja; zmanjšanje odpadkov in stroškov.	Pojavljajoča se tehnologija v gradbeništvu za specifične komponente in objekte.	Standardizacija metod za trajnostno gradnjo in uporaba pri gradnji v vesolju.
Pametne pogodbe (Blockchain)	Uporaba tehnologije veriženja blokov za avtomatizacijo administracije pogodb.	Celovita avtomatizacija pogodbenih odnosov in večja preglednost med deležniki.	Raziskovalna faza s potencialom za preoblikovanje naročanja projektov.	Širša implementacija v okviru digitalne transformacije gradbeništva.
Digitalni dvojčki	Virtualne elektronske replike fizičnih sredstev za simulacijo in analizo.	Sodelovanje v realnem času, takojšnje prilagoditve na podlagi povratnih informacij in zmanjšanje stroškov.	Vse bolj prevladujoč koncept, ki povezuje Gradbeništvo 4.0 in 5.0.	Sinhronizirano upravljanje gradnje in integracija s sistemi pametnih mest.
Vesoljska gradnja (Extraterrestrial construction)	Prilagoditev pametnih gradbenih metod za raziskovalne in komercialne namene v vesolju.	Širitev človekove prisotnosti izven Zemlje; razvoj ekstremno odpornih materialov in avtonomnih sistemov.	V fazi razvoja in testiranja s strani agencij v ZDA, Evropi in na Kitajskem.	Uporaba lunarnih in marsovskih materialov (vesoljski beton) za habitate.

Zaključek: Pot do pametnejšega in trajnostnega gradbeništva se šele začenja, njegove koristi pa bodo odmevale še desetletja.

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809924007410