İnşaat 4.0 Nedir? İnşaat Sektöründe İleri Teknolojiler

Admin 30 Eylül 201915 Eylül 2021 0 Comments

İnşaat 4.0

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 gelinceye kadar aşağıdaki süreçlerden geçmiştir;

İnşaat 1.0: Kürek, kazıcı ve çapa gibi basit el aletlerinin kullanıldığı dönemdir.
İnşaat 2.0: Vinç, beko gibi makinelerin kullanıldığı mekanizasyona geçiştir.
İnşaat 3.0: BIM ve Revit gibi yazılımlar kullanılarak bilgi teknolojilerinden faydalanılmıştır.
İnşaat 4.0: İnternet, kablosuz sensörler, yazılım, lazerler ve drone gibi ileri teknolojilerin birlikte çalışarak inşaat endüstrisinin dijitalleşmesidir.

Emek yoğun teknolojinin ve geleneksel üretim yöntemlerinin hâkim olduğu günümüz inşaat endüstrisinde İnşaat 4.0 ile üretim süreçlerinde insan nesne ayırt etmeksizin üretimde rol alan tüm aktörlerin birbiriyle anlık haberleşmesine olanak sağlayan ve kendi kararlarını alabilen sistemlerden oluşan üretim ortamı hedeflenmektedir. Bu hedeflerin gerçekleştirilebilmesi için yeni üretim anlayışının inşaat endüstrisine getirilerini araştırmak, sektör paydaşlarına tanıtmak ve gelişen teknolojileri üretim süreçlerine dâhil etmek gerekmektedir.

İnşaat 4.0 ile Gelişen Teknolojiler

Prefabrikasyon ve modüler sistemler

Endüstriyelleşmiş inşaat olarak da adlandırılan prefabrikasyon ve modüler sistemlerin çalışma prensibi, yapı birleşenlerinin fabrika ortamında üretilip yarı ya da tam montajının yapılarak sahada üretim sürecine dâhil edilmesidir.

Nesnelerin interneti

Kısaca IoT olarak literatürde yer bulan bu kavram, internet bağlantısı bulunan cihazların birbirleriyle haberleşmesine ve uzaktan kontrol edilebilmesine imkân tanımaktadır.

Bu teknolojinin inşaat 4.0 kapsamında sektöre sunacağı bazı avantajlar şu şekildedir;

Gerçek zamanlı, doğru ve hızlı veri ulaşımı,
Şantiye alanına gitmeden uzaktan gözlem, kontrol ve yönetim,
İnşaat malzeme, araç ve ekipman takibi,
Makinenin tamirat ve onarım ihtiyacının anında tespiti,
Güç ve yakıt tasarrufu.

Internet hizmetleri

İnternetin sunduğu paylaşım platformları sayesinde farklı coğrafi noktalarda yer alan proje katılımcıları etkili bir iletişim ortamı kazanırken proje çizim ve dokümanlarına eş zamanlı ulaşabilmektedir. Böylece internet kullanımı proje süresince dokümantasyon ve seyahat masraflarını azaltırken; işbirliğini, haberleşme hızını, bilginin etkin ve hızlı kullanımı arttırmaktadır

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.

Robotlar

Robotlar, otomatik olarak karmaşık hareketleri gerçekleştirebilen programlanabilir makinelerdir. Giderek dijitalleşen ve otomatikleşen inşaat sektöründe de hedeflenen akıllı şantiyelerin vazgeçilmez unsurlarından biri robotlar olacaktır. Şantiyeler, işçiler için sert koşullara sahip tehlikeli bir ortam teşkil etmekte ve sahalarda ölümle veya ciddi yaralanmalarla sonuçlanan çok sayıda kaza meydana gelebilmektedir. Bu durum işgücü ve zaman kayıplarına neden olurken ekstra mali yükümlülükler de doğurmaktadır. Sahalarda kişisel koruyucu ekipmanların kullanılması ve çeşitli güvenlik eğitimlerinin verilmesi çoğu zaman yeterli olmamaktadır. Diğer yandan bu ekipmanlar işçilerin rahat ve verimli çalışmasını da olumsuz etkileyebilmektedir. Emek yoğun teknoloji hâkim olan sektörde inşaat 4.0 kapsamında tehlikeli işlerde robotların görev alması iş gücü, zaman ve bütçe kayıplarını önleyecektir.

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. (Akıllı Evler ve Akıllı Ev Teknolojileri)

Yapı bilgi modellemesi

Yapı Bilgi Modellemesi BIM ile ilgili detaylı yazıya buradan ulaşabilirsiniz. (BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) Nedir?)

Arttırılmış gerçeklik- sanal gerçeklik

Gerçeklik teknolojisi son yıllarda inşaat sektöründe oldukça dikkat çeken bir teknolojidir. Arttırılmış gerçeklik teknolojine 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 inşaat 4.0 teknolojileriyle inşaatın doğal yapısından kaynaklı kusurlar giderilebilir ve karşılaşılması muhtemel sorunlar önceden önlenebilir.

Büyük veri

Büyük verileri oluşturan beş temel unsur bulunmaktadır. 5V olarak nitelendirilen bu beş unsur, volume (hacmi), verilerin kapladığı yeri, büyüklüğünü; velocity (hızlılık), çok sayıda üretilen verilerin işlem hızını; variety (çeşitlilik), farklı kaynaklardan gelen farklı özellikli verileri; veracity (gerçeklik), verilerin doğruluğunu ve value (değer) önce sıralanan dört kavramın doğru uygulanması sonucu ortaya çıkan değeri tanımlamaktadır. Bilginin doğru ve güvenilir bir şekilde depolanması ve ihtiyaç halinde ulaşılabilir olması diğer endüstrilerde olduğu gibi inşaat endüstrisi için de oldukça önemlidir. Proje yaşam döngüsü boyunca özellikle de yeni inşaat 4.0 teknolojilerinin (nesnelerin İnterneti, RFID, drone, vs.) sektöre dâhil olmasıyla çok sayıda veri üretimi olmaktadır.

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.

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,
İş güvenliğinin artması,
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.

Üç boyutlu (3D) yazıcılar

Oldukça yeni bir teknoloji olan 3D baskılama tekniği ile basit uçak parçalarından otomobile, tıbbi implantlardan yapay organlara kadar son derece teknik nihai ürünler elde edilebilmektedir. İnşaat projelerinde üç boyutlu yazıcıların kullanımı ise gittikçe yaygınlaşmaktadır. Bu teknolojinin kullanıldığı bir örneği şuradan inceleyebilirsiniz. (3D Yazıcı ile Üretilen Çelik Köprü)

Elektronik ihale

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.

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.

Akıllı inşaat malzemeleri

Çeşitli özellikleriyle ileri beton örnekleri (kendini iyileştiren beton, yüksek performanslı beton, gaz beton), köpük alüminyum, aerojel, lamine termo plastik paneller vs. pek çok inşaat 4.0 yenilikçi malzeme geleneksel inşaat malzemelerine alternatif oluşturmaktadır. Bu malzemeler inşaat maliyetlerini azaltarak yapının yaşam süresini ve kalitesini arttıracaktır.

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.

Akıllı şantiyeler

Gelecekte gelişen teknolojilerin şantiye ortamlarına dâhil olmasıyla otomatik cihazlar üretim süreçlerinde insan gücünün yerini alacak ve inşaat 4.0 akıllı malzemeler ile üretimde kalite standartları yükselecektir.

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.

Kaynak: Ayşegül GÜRKAN-İNŞAAT 4.0 KAVRAMI VE TÜRK İNŞAAT FİRMALARININ YENİ TEKNOLOJİK GELİŞMELERE YAKLAŞIMI ÜZERİNE BİR İNCELEME
OĞULCAN BAHÇECİ-Effects of industry and energy 4.0 on the industrial facilities
ETHEM ÇAĞRI İNAN-Endüstri 4.0 vizyonunun üretim süreçlerinde getireceği verimlilik