Voisiko robotiikka olla ratkaisu rakennusalan tehottomuuteen?

Rakennustyömailla on totuttu näkemään pölyn lisäksi kasoittain pakkausmateriaaleja ja rakennustarvikkeita. Vähemmän tuttu näky on suvereenisti hissillä kulkeva ja ihmisten ja laitteiden välillä ketterästi sukkuloiva robottikoira. Rakennusalan johtavista toimijoista koostuva tiimi uskoo kuitenkin, että robottikoira Spot voi tehdä rakennustyömaiden toiminnasta sujuvampaa ja nopeampaa ja vähentää resurssien tarvetta.

Spot on huipputeknologiaa edustava nelijalkainen ystävä, jota koulutetaan tunnistamaan, mitä suurilla rakennustyömailla tapahtuu, niin että se voi antaa reaaliaikaisia tilannepäivityksiä projektien etenemisestä. Sen anturit keräävät automaattisesti dataa, jonka avulla se tunnistaa, milloin jokin työ on saatu päätökseen. Se voi myös varoittaa turvallisuusriskeistä ja auttaa ehkäisemään niitä, ja paljon muuta.

Robottikoira Spot opettelee Aalto-yliopiston kampuksen lähes valmiilla rakennustyömaalla liikkumaan itsenäisesti ja turvallisesti keräämässä rakennusdataa tekoälyä ja koneoppimista hyödyntäen.

Rakennusalan tuottavuus on ollut heikkoa jo vuosikymmeniä. Nyt automaation, robotiikan ja digitalisaation merkitys alalla on kasvamassa. Työmaatarkastukset ja töiden edistymisen seuraaminen voivat viedä projektipäälliköiltä paljon aikaa ja aiheuttaa pullonkauloja. Spotin tarkoituksena onkin vapauttaa arvokasta aikaa ja resursseja, tehostaa suunnittelua ja vähentää hukkaa.

Ja vaikka 25-kiloinen Spot onkin vain pieni osa rakennusalan tuottavuusongelman ratkaisua, robottikoiran tuottama tieto kertoo paljon laajempaa tarinaa kaupunkien tulevaisuudesta.

KONE on mukana kirjoittamassa tätä tarinaa.

Spot on osa ohjelmaa nimeltä ACTOR (Automatic Coordination of Construction Actors), jossa on mukana KONEen kaltaisia innovaatiohakuisia yrityksiä sekä tutkimuslaitoksia, kuten Aalto-yliopisto. Ohjelmassa etsitään ratkaisuja rakennusalan tuottavuusongelmaan.

Voidaan todellakin puhua ongelmasta: tutkimustiedon mukaan rakennusalan työntekijät käyttävät keskimäärin vain neljänneksen työajastaan lisäarvoa tuottavaan toimintaan työmaalla ja loppuaika kuluu viivästysten, kuten myöhässä olevien materiaalitoimitusten ja muiden ongelmien selvittelyyn.

Heikko tuottavuus ja toiminnan tehottomuus eivät myöskään ole omiaan vähentämään rakennusalan merkittäviä ympäristövaikutuksia. Alan osuus maailman hiilipäästöistä on noin 38 prosenttia. ACTOR-projektissa etsitään keinoja paitsi rakentamisen nopeuttamiseen ja sujuvoittamiseen (ja siten energiankulutuksen pienentämiseen), myös hukan vähentämiseen, sillä tutkimusten mukaan peräti 30 prosenttia rakennustyömaille toimitetuista tuotteista päätyy kaatopaikalle.

KONE on mukana ACTOR-projektissa osana The Flow of Urban Life -ekosysteemiohjelmaansa, jota Business Finland rahoittaa osana Veturi-hankkettaan. KONE pyrkii yhdessä asiakkaidensa ja kumppaniensa kanssa ratkaisemaan kaupungistumisen ja ilmastonmuutoksen aiheuttamia merkittäviä haasteita kehittämällä sujuvia ja vastuullisia palveluja ja ratkaisuja rakennetun ympäristön tarpeisiin.

Kun kaksivuotinen, 3,8 miljoonan euron ACTOR-ohjelma käynnistyi tammikuussa 2022, selvisi nopeasti, että rakennusdatan hyödyntäminen voisi olla avain toiminnan tehostamiseen.

Monissa rakennusprojekteissa ei riittävästi hyödynnetä saatavilla olevaa dataa, jolloin jäädään paitsi arvokkaasta tiedosta, joka voisi auttaa vähentämään hiilipäästöjä, parantamaan turvallisuutta tai lisäämään toiminnan tuottavuutta.

”Kaikki tieto on yleensä jonkin ihmisen päässä tai kirjoitetuissa muistiinpanoissa”, sanoo ACTOR-ohjelman koordinaattori Aarni Heiskanen AE Partnersilsta.

”Kun isoon rakennusprojektiin yleensä osallistuu kymmeniä tai jopa satoja yrityksiä, miten voi koko ajan tietää, mitä työmaalla milloinkin tapahtuu? Tämä niin kutsuttu tilannetietoisuus on yksi niistä asioista, joita Aalto-yliopistossa on tutkittu.”

Heiskasen mukaan tilannetietoisuudessa on kyse siitä, että kaikki työmaalla olevat tietävät, mitä heidän kuuluu tehdä, mitä muut ovat tehneet ja mitä on seuraavaksi vuorossa. Eli kaikki kiteytyy datan keräämiseen ja jakamiseen. Robotiikan ja automaation tuella elintärkeän datan keruusta ja analysoinnista voidaan tehdä niin kivutonta ja reaaliaikaista kuin mahdollista.

ACTOR-ohjelmassa pyritään siihen, että kaikilla osallistujilla arkkitehdistä rakennustyöntekijään on tarvitsemansa tieto helposti käytettävissä. Ohjelmaa tukee Business Finlandin ohjelma Vähähiilinen rakennettu ympäristö, joka saa rahoitusta EU:n Elpymis- ja palautumistukivälineestä.

Datan keruu on yksi asia, mutta datan jakaminen on kokonaan toinen juttu, sanoo KONEen Senior Technology Manager Janne Öfversten: ”Meidän on löydettävä keinot standardoida kaikki data niin, että se on helppo integroida eri järjestelmiin.”

Tämän vuoksi on esimerkiksi varmistettava, että robottikoira Spot pystyy kommunikoimaan myös työmaan hissien kanssa, ja tässä KONE tulee kuvaan mukaan.

"KONE auttaa varmistamaan, että Spot häiritsee sujuvaa liikkumista työmaalla mahdollisimman vähän, ohjaamalla, mitä hissejä se käyttää ja milloin”, Öfversten sanoo.

Vaikka Spotia käytetään pääasiassa työmaan edistymisen analysoimiseksi tarvittaviin skannauksiin ja videointeihin, se voi Öfverstenin mukaan suorittaa myös muita tehtäviä, kuten anturiasennuksia, ja kuljettaa pieniä esineitä, kuten varaosia tai työkaluja.

Suunnitellessaan robotin tehtäviä työmaalla projektilaiset ovat ottaneet tarkasti huomioon tieto- ja yksityisyydensuojan vaatimukset. Spotin keräämä data anonymisoidaan aina, ja se liittyy aina rakennustyömaan toimintaan, ei ihmisiin.

”Kerromme työntekijöille selkeästi, mitä teemme ja selitämme, miksi se auttaa heitä tekemään työnsä paremmin, turvallisemmin ja sujuvammin”, Öfversten sanoo.

Yksi ACTOR-ohjelman vahvuuksista on, että siinä on mukana huippuosaajia eri alueilta. Aalto edustaa automatisoidun tiedonkeruun ja datan esitystapojen standardoinnin huippua, KONE on liikkumisratkaisujen maailmanlaajuinen asiantuntija ja Carinafour on toimitusketjujen asiantuntija, jonka järjestelmät auttavat parantamaan materiaalien hallintaa.

Carinafourin hallituksen puheenjohtaja Ari Viitanen näkee, että rakennusalan eri sidosryhmien välisen yhteistyön parantuminen voi tehostaa toimintaa ja parantaa ympäristövastuullisuutta monin eri tavoin.

ACTOR-ohjelmassa hänen yrityksensä kehittää ratkaisuja, jotka tunnistavat KONEen diagnostiikkateknologian avulla, mihin rakennustyömaan kerrokseen on saapunut materiaaleja ja milloin – ja ideaa on tarkoitus kehittää pidemmälle

"Ne rakennusalan yritykset, jotka eivät kehitä ja hyödynnä digitalisaation mahdollisuuksia, eivät enää kymmenen vuoden päästä ole olemassa. ”Rakennustyömaat ovat silloin täysin erilaisia” Viitanen sanoo.

KONE näkee tulevaisuudessa samanlaisen muutoksen – ja on valmis kulkemaan edellä. Kuten Öfversten sanoo: ”Rakennamme ekosysteemiä, jossa voimme kehittää tuotteitamme ja palvelujamme tulevaisuutta silmällä pitäen. Luodessamme tätä verkostoa opimme lisäksi muilta, miten nämä ratkaisut voisivat täydentää myös heidän toimintaansa.”