Sun Sep 26 2021

09 26

Bouwen met robots

07/07/2021

Door Liam van Koert

Op de bouwplaats kom je doorgaans weinig robots tegen. De productieketen waarbinnen huizen tot stand komen, kent relatief veel schakels met een lage automatiseringsgraad. Toch lijkt daar verandering in te gaan komen. Volgens een wereldwijd onderzoek van ABB onder 1.900 grote en kleine bedrijven in de sector hoopt maar liefst 81 procent op robotcollega’s om de bouwplaats veiliger, groener en efficiënter te maken. Kundige bouwvakkers zijn er immers minder en minder. De vraag naar betaalbare woningen stijgt.

 

 


     

 

Wie tijdens de pandemie zijn vakantiegeld – gezien de vele reisverboden – dan maar in een verbouwinkje wilde stoppen, moest opnieuw geduldig zijn. Een beschikbare loodgieter, timmerman of metselaar vinden? Dat kon zo een paar maandjes duren. En de levertijd van die dakkapel duurde net zo lang. Blijkbaar kon ook de fabriek de vraag maar lastig bijbenen. Het strookt met het beeld dat uit een onderzoek naar voren kwam dat ABB in Europa, Canada, de Verenigde Staten en China deed. Hierin gaven negen van de tien respondenten namelijk aan te vrezen dat het tekort aan kundig personeel in 2030 zo nijpend is, dat er van een bouwcrisis gesproken zou kunnen worden. Ineens is het denken aan een robot in de bouw dan helemaal zo gek nog niet. Helemaal als dit gepaard gaat met een transformatie van de bouwsector zelf. Door bijvoorbeeld modulaire bouwelementen te ontwikkelen en die in sterk geautomatiseerde fabrieken te maken. Combineer dit met robotisering, digitalisering middels BIM en voor de architecten interessante vorm- en afvalvrije productietechnologieën als 3D-printen, en de bouwsector zou er over tien jaar zomaar eens heel anders kunnen uitzien.

 

Onderzoeksgetallen

De getallen liegen er in elk geval niet om. Van de 1.900 ondervraagde bedrijven uit de bouwsector blijkt maar liefst 81 procent in de komende tien jaar in robots te investeren. Wat voor bedrijven dit precies zijn? Zowel grote als kleine bouwbedrijven van woningen en kantoren, aannemers en onderaannemers, leveranciers van componenten en bouwmaterialen, architecten, ontwerpers en consultants. Een aardige dwarsdoorsnede van de bouwsector dus, waarbij Europa door Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland, Zweden, Frankrijk en Italië werd vertegenwoordigd. Helaas geen Nederlandse en Belgische inbreng, maar de spanning in de bouwsector en in de woningmarkt in het bijzonder klinken ook hier niet vreemd in de oren. Dat 44 procent last heeft met het werven van bekwaam personeel en 42 procent zoekt naar mogelijkheden om te vergroenen? Ook hier zijn vakmensen schaars en moeten CO2-doelstellingen gehaald worden.
Nu is het niet zo dat er in de bouw geen robots zijn. Sterker nog, meer dan de helft (55%) heeft er al één of meerdere staan. In vergelijking met de automotive (84%) en de maakindustrie (79%) is dit echter mager voor een sector waarvoor in 2030 een geldelijke groei van 85 procent voorspeld wordt.
Enkele andere opbeurende getallen die in het onderzoek naar voren kwamen? Een tekort van 200.000 vaklieden in Europa in Q4 2020. Zo’n 30 procent meer ongelukken en vier keer zoveel met fatale afloop in vergelijking met andere sectoren, waarmee het wereldwijde dodental op 108.000 sterfgevallen per jaar wordt geschat. En weet u welk percentage van de naar de bouwplaats gebrachte materialen de bouwplaats als afval weer verlaat? Een toch best verspillende 25 procent.

 

Robotisering bij RC Panels door Robotize


Laaghangend fruit

Eén van de dingen die ook tijdens een roundtable met de grote robotleveranciers in de vorige editie van Robot Magazine naar voren kwam, is datde bouwsector eerst moet kijken naar haar processen voordat er overal lukraak robots worden neergezet. Uit het ABB-rapport blijkt nu dat deze veranderingen al in gang zijn gezet. Het prefabriceren van bouwelementen is allang geen uitzondering meer. Maar ook dat staat niet op zichzelf. Wie het slim aanpakt, begint bij een modulair ontwerp van een woning waarvan de modules eenvoudig te transporteren en samen te bouwen zijn. Een mooi Nederlands voorbeeld in deze categorie is RC Panels, die gerobotiseerd met plakjes baksteen beplakte panelen maken, maar ook een huis hebben ontwikkeld dat in enkele dagen kan worden opgetrokken. Dit laatste inclusief alle kabels en leidingwerk. Hiervoor is zowel in de paneelproductie als in het huisontwerp sterk naar de automotive gekeken, waarbij zelfs het kabelboomprincipe voor de centrale trapkolom is overgenomen. Het verplaatsen van de productie van bouwelementen richting de fabriek heeft nóg een voordeel. Robotiseren hoeft hier niet opnieuw uitgevonden te worden. Door een beroep te doen op de kennis van ervaren robotbouwers – bij ABB overstijgt die de vijftig jaar – kan meteen in een ‘best practice’-scenario worden ingestapt. Deze is gebaseerd op knowhow uit tal van sectoren waardoor niet adhoc met robotiseren begonnen hoeft te worden, maar er snel een toekomstbestendige roadmap richting nieuwe geautomatiseerde processen kan liggen. Enkele andere voordelen van het aanpassen van ontwerp en maakplek: het is veiliger, de kwaliteit gaat omhoog, de kosten gaan omlaag en het milieu vaart er beter bij.

 

ETH Zurich

Experimenteren met bewapening (ETH Zurich)

Robots op de bouwplaats

Een lastiger verhaal zijn de robots op de bouwplaats zelf. De bouwplaats is veelal een behoorlijk ongestructureerde omgeving die relatief onvoorspelbaar is. Dit is waarschijnlijk de reden dat er substantieel meer ongelukken gebeuren dan elders en maakt het binnenbrengen van robots ook lastig. Toch is het ook hier niet ondenkbaar robots tewerk te stellen wanneer de nodige voorzieningen zijn getroffen en het bouwproces hierop is aangepast. Wat als een robot bijvoorbeeld wordt ingezet om muren te printen? In Nederland zijn er diverse projecten voor het productierijp maken van bijvoorbeeld beton. En wie weet, groeit ook een productietechnologie als WAAM ooit uit tot een bouwplaatswaardige metaalspecialist. Voor wat betreft het onsite lassen van wapeningsstaal heeft de robot zich al bewezen in termen van veiligheid, kosten en logistiek gemak.

 

 The Magic Queen Project

Grenzeloos inspireren

Nu steeds minder jongeren een carrière in de bouw ambiëren – het werk zou er te zwaar en gevaarlijk zijn – kan de robot misschien ook hier soelaas bieden. De nieuwe generatie werknemers heeft over het algemeen meer affiniteit met nieuwe technologie en zal dan de robot wellicht sneller als behulpzame collega zien die de bouwvakbezwaren wegneemt. Ook zullen zij manieren bedenken om robots in de bouw in te zetten die nooit bij ons zijn opgekomen. Toch betekent dat niet dat ABB op de lauweren rust totdat die ideeën er zijn. Aangezien zij de bouwsector als belangrijke groeimarkt zien, wordt er ook flink geïnvesteerd in onderzoek. Met ETH Zürich bijvoorbeeld, waar in een opgericht laboratorium vier plafond-gemonteerde robots samenwerken aan tal van constructie-elementen. Of wat te denken van een futuristisch hoogstandje van architectenbureau MAEID, die in hun project The Magic Queen een organisch gevormde biologisch afbreekbare structuur printte met een ABB-robot. Inspirerend zijn niet alleen de vorm en het materiaal van de enorme tuin, maar ook een andere robot die zorgt voor de planten, paddenstoelen en andere biologische systemen die er leven. Zorgen voor betekent niet alleen op tijd water geven, maar ook eventuele reparaties uitvoeren aan de rijke voedingsbodem die The Magic Queen voor bewoners en toeschouwers is.

 

Vandaag verscheen een uitgebreide whitepaper over robots in de bouwsector. Downloaden kan na registratie hiernaast of via de ABB website:

 https://new.abb.com/products/robotics/transforming-the-future-of-construction