İnşaat 4.0 Nedir?
İnşaat sektörü, küresel sektörün %6’sını oluşturmaktadır. İnşaat endüstrisi, son 50 yılda köklü bir değişiklik göstermedi, yeni teknolojileri ve süreçleri benimsemekte biraz geri kaldı. Hemen hemen tüm diğer sanayilerin tam tersine, verimliliği pek değişmedi. Son zamanlarda yapı bilgi modelleme (BIM), robotik sistemler, kablosuz algılama, 3 boyutlu baskılar gibi yeni sayısal teknolojiler altyapı, gayrimenkul ve diğer varlıkların tasarlanma ve inşa edilme biçimini değiştirmeye başladı.
İnşaat 4.0 kavramı, Endüstri 4.0’ı meydana getiren modern teknolojilerin ve yeni üretim tekniklerinin inşaat projesi yaşam döngüsü boyunca kullanılarak süreçlerin otomatikleştirilmesi ve dijitalleştirilmesidir.
İnşaat sektörü günümüze kadar çeşitli süreçlerden geçmiştir.
İnşaat 1.0: Basit el aletlerinin kullanıldığı dönemdir. (Kürek, Kazıcı, vs.)
İnşaat 2.0: Makinelerin kullanımlarının yaygınlaştığı dönemdir. (Vinç, Beko, vs.)
İnşaat 3.0: Yazılımlar kullanılarak teknolojiden faydalanılan dönemdir. (BIM, Revit, vs.)
İnşaat 4.0: İleri teknolojilerin birlikte çalışarak inşaat endüstrisinin dijitalleştiği dönem. (İnternet, kablosuz sistemler, lazerler, drone vs.)
İnşaat 4.0 ile Gelişen Teknolojiler
IoT (Nesnelerin İnterneti)
Gelişen bu teknoloji internet bağlantısı bulunan cihazların birbirleriyle haberleşmesine ve uzaktan kontrol edilebilmesine imkân tanımaktadır.
IoT’nin inşaat sektörüne sağlayacağı bazı avantajlar;
– Gerçek zamanlı, doğru ve hızlı veri ulaşımı,
– Şantiye alanına gitmeden uzaktan gözlem, kontrol ve yönetim,
– İnşaat malzeme, araç ve ekipman takibi,
– Makinen tamirat ve onarım ihtiyacının anında tespiti,
– Güç ve yakıt tasarrufu.
Radyo Frekansı ile Tanıma
Radyo frekansı ile tanıma (RFID) sistemleri inşaat 4.0 kablosuz otomatik tanıma sistemleridir. Bu teknoloji; sahadaki çalışanların sayı ve verimlilik ölçümleri, inşaat alanında bulanan malzeme miktarı, mevcut durumda yapılan imalatlar gibi güncel verilerin teknik ve idari personel için eş zamanlı ve her an erişilebilir olması proje ilerleyişinin takibi, herhangi bir sorunda anlık müdahale edebilme, zamanında doğru karar alabilme gibi olanakları kullanıcısına sunmaktadır.
Siber Fiziksel Sistemler
Endüstri 4.0 felsefesinin kilit noktası olan akıllı üretim, otomasyon ve süreçlerin sistemli bir şekilde ilerlemesini sağlayan temel teknolojilerin başında siber fiziksel sistemler (CPS’ler) gelmektedir. CPS’ler gerçek dünya ile sanal dünya arasındaki iki yönlü iletişim ve koordinasyonu sağlayan yapılar bütünü olarak tanımlanmaktadır. CPS’ler radyo frekansı ile tanıma (RFID) teknolojisi, nesnelerin interneti (IoT) teknolojisi ve internet hizmetleri ile bütünleşmiş bir teknolojidir.
Yapı Bilgi Modellemesi (BIM)
Yapı Bilgi Modellemesi İngilizce “Building Information Modeling” in kısaltmasıyla BIM olarak anılmaktadır. Mimarlık, mühendislik ve inşaat sektöründe son yılların önde gelişmelerinden olan BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) geleneksel bilgisayar destekli tasarımı yapıyı tanımlayan tüm verilerin tutulduğu bir sayısal proje veri tabanı ile birleştirerek; tasarım, yapım ve yapım sonrası işletme süreci boyunca üretilen tüm veriler yönetilmektedir.
Artırılmış Gerçeklik – Sanal Gerçeklik
Gerçeklik teknolojisi son yıllarda inşaat sektöründe oldukça dikkat çeken bir teknolojidir. Arttırılmış gerçeklik teknolojisine göre daha gelişmiş olan sanal gerçeklik teknolojisi ile bir yapı yapılmadan önce sanal dünyada inşa edilebilmekte ve insan-ekipman-yapı etkileşimi üç boyutlu olarak sanal dünyada test edilebilmektedir. Böylece bu inşaat4.0 teknolojileriyle inşaatın doğal yapısından kaynaklı kusurlar giderilebilir ve karşılaşılması muhtemel sorunlar önceden önlenebilir.
SAM
İnşaat sektöründe verimliliği artırmaya yönelik son çalışmalardan biri SAM isimli bir robotik sistem oldu. SAM, inşaat sürecindeki temel işlemlerden biri olan tuğla örme işini yapabiliyor. Ortalama güç ve becerideki bir insan günde 500 tuğla örebiliyorken, SAM isimli robot 3000 tuğla örebiliyor. Yani bir insandan ortalama 5 kat daha hızlı çalışıyor. SAM, ortalama günlük ücretli bir işçiden 7 kat dahaucuza bu işi tamamlayabiliyor. Ancak sistem yarı otomatik olarak çalışıyor. Yani SAM’in tuğla örebilmesi için bir işçinin konveyör sisteme tuğlaları yerleştirmesi gerekiyor. İnşaat sektörünün geleceğine yönelik önemli bir gelişme bu tip robotik sistemler, birkaç yıl içinde Endüstri 4.0’ın çözümleriyle tam otomatik hale gelecektir.
Drone
İnsansız hava araçları, içerisinde pilotu ve yolcusu bulunmayan, amacına uygun olarak video, fotoğraf makinesi, lazer tarama cihazı gibi çeşitli ekipmanlar ile donatılan uzaktan kumandalı ve/veya otomatik olarak çalışan uçaklar olarak tanımlanmaktadır. Drone teknolojisinin BIM teknolojisiyle bütünleşmesinin inşaat 4.0 proje yönetimine kazandıracağı faydalar aşağıdaki şekilde sıralanmıştır:
– İnşaat süresinin kısalması ve daha az CO2 salınımı,
– İnsan kaynaklı hataların önlenmesi,
– Trafik tıkanıklığına sebep olan ağır vasıtaların (vinç vb.) kullanımının azalması,
– Daha az maliyet, daha yüksek karlılık,
– İnsan gücünün sınırlı kaldığı veya gerçekleşmesi zaman alan eylemlerin gerçekleştirilmesi (Örneğin; binanın içinde veya dışındaki yüksek bir noktaya hızlı ve kolay erişim),
– Proje ilerleyişinin gerçek zamanlı takibi,
– Sahanın anlık kuşbakışı görüntüleri sayesinde malzeme yerleşimi ve işçi akışını planlamak,
– Sahada meydana gelen sorunun, kaza vs. kaynağının tespiti ve anında müdahale edebilme imkânı.
3D (3 Boyutlu) Yazıcılar ve 3D (3 Boyutlu) Baskılı Evler
1980’li yıllarda geliştirilen 3 boyutlu yazıcılar, ilk zamanlar zor ve pahalı bir üretim yöntemi olduğu için kullanımı çok kısıtlıydı. 2000 yılında açık kaynaklı ve ekonomik bir üretim modeli haline geldikten sonra 2005 yılı itibariyle kullanımları pratik hale gelmiştir. Kısa sürede birçok üretim sektörünü etkisi altına alan 3 boyutlu baskı, inşaat sektörü için de kilit rol oynuyor. 3 boyutlu baskı, inşaat sektöründe kompleks ve özel sipariş ürünlerin daha hızlı ve daha doğru bir şekilde oluşturulmasını, işçilik maliyetlerinin düşmesini ve daha az atık üretilmesini sağlıyor. Bu yönüyle, yakın gelecekte şantiyelerde büyük tuğla orduları yerine, 3 boyutlu yazıcıların olacağı aşikâr.
İtalya merkezli 3 boyutlu baskı şirketi Centro Sviluppo Progetti’nin (CSP), çevredeki materyalleri kullanarak yerindebaskı projesi yürütüyor. İlk adım olarak, su, sebze elyafı ve toprağı kullanarak basit bir kerpiç benzeri yapı oluşturmak için 12 m yüksekliğinde, güneş enerjisi ile çalışan 3 boyutlu yazıcı üretti. CSP, Bologna yakınlarındaki bir İtalyan kasabası Massa Lombarda’daki bir sanayi bölgesinde deneysel bir çevre köyü kurmak için Big Delta yazıcıyı kullanmayı planlıyor.
3D baskı evlere en iyi örnek ise 2016’nın aralık ayında Rusya’dan geldi. Bir vinci andıran 3D yazıcı, çimento ile katmanları tek tek yapıldı. Kaba inşaat 3D yazıcı ile tamamlandıktan sonra pencere ve boya işlemleri işçiler tarafından yapıldı. Sonuçta ortaya çıkan bir veya iki kişinin rahatlıkla yaşayabileceği ev, 24saat gibi çok kısa bir sürede tamamlanmış oldu. Yazıcıyı oluşturan ünitelerin taşınabilir olması, şantiyenin kurulmasında uzun hazırlık süresi gerektirmiyor. Ayrıca baskı işleminin çizim ile birebir ve otomatik yapılıyor olması, insan hatasından kaynaklı riskleri ortadan kaldırıyor.
Lazer Tarayıcılar
3D lazer teknolojisi kapsamlı rölöve çalışması, inşaat halindeki yapının tamamlanma durumunun tespiti, tasarım ve gerçekleşen proje arasındaki farkların tespiti gibi birçok amaçla kullanılmaktadır.
Bulut Bilişim Sistemleri
Teknolojik gelişmelerle oluşan veri yığınlarının kesintisiz, kolay yorumlanabilir bir biçimde depolanması, işlenmesi ve gerektiği anda erişilebilir olması gerekmektedir. Bu beklentilerin karşılanması adına bulut bilişim sistemlerinden faydalanılmaktadır.
Elektronik İhaleler
Almanya’da kamu inşaat projelerinin %80-90’nı, İngiltere ve İtalya’da ise büyük bütçeli kamu inşaat projelerinin neredeyse tamamında elektronik ihale yöntemi ile ihale sisteminde dijitalleşme söz konusudur.
Dijital Tedarik Platformları
Tedarik ve malzemeler, inşaat sektöründe toplam maliyetin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Dijital tedarik platformları bu maliyetleri düşürmeye yardımcı olurken ihtiyaç anında günün her saati şantiyelere ucuz ve kaliteli malzeme tedarik edilebilmesini sağlayacaktır.
Yeşil Binalar
Yeşil binalar, binanın tüm yaşam döngüsü boyunca tüm kaynakların (su, enerji, işgücü, vs.) en etkin şekilde kullanılarak çevre ve insan sağlığını önemseyen şekilde üretim süreçlerinin gerçekleşmesini ifade etmektedir.
Otonom Araçlar
Karayolu güvenliğini sağlamak ve mevcut ulaşım performansını arttırmak amaçlarıyla otonom (kendi kendine çalışabilen) araçların üretilmesi ve kullanılmasına yönelik inşaat şirketleri tarafından araştırmalar yapılmaktadır.
Teknik konularda daha fazla içeriğe ulaşmak isterseniz, buraya tıklayabilirsiniz..
Alperen Pamuk
Dokuz Eylül Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği
KAYNAKÇA
