Chytré staveniště – automatická identifikace a sběr dat pro digitalizaci a automatizaci stavební výroby

Václav Venkrbec

Master's thesis

Smart Construction Site – Automatic Identification and Data Collection for Digitalization and Automation of Construction Production

Abstract:

V diplomové práci je řešeno téma sběru dat na staveništi s cílem ověřit aplikační potenciál moderních metod výstavby v rámci digitalizace stavebního prostředí. Hlavním výstupem práce je souhrn požadavků a prostředků pro aplikaci digitálního prostředí do předvýrobní a výrobní přípravy staveb za využití digitálních, informačních a komunikačních technologií. V teoretické rovině se práce zabývá komplexní rešerší technologií a metod, spojených s digitalizací stavebnictví. Rešerše pokrývá kapitoly automatizace a robotizace stavebnictví, BIM v kontextu automatizace sběru dat, chytré senzory ve stavebnictví jako zdroj dat pro monitoring, rozhodování, řízení a bezpečnost a propojení senzoriky, BIM a managementu informací do koncepce digitálních dvojčat. Metodika je reprezentována vývojovým diagramem. Experimentální částí práce je ověření vhodnosti vybraných typů automatické identifikace a sběru dat na případové studii staveniště Multifunkční haly v Brně. Cílem případové studie bylo demonstrovat koncept tzv. „Chytrého staveniště“. Konkrétně byly testovány, porovnávány a vyhodnoceny brýle pro rozšířenou realitu Trimble XR10 Hololens 2, laserový 3D skener Leica BLK360 G2 a tablet Apple iPad 11 Pro s technologií LiDAR. Relevance a aktuálnost práce spočívá ve společenském požadavku výše uvedené nové technologie a prostředky komplexně analyzovat. Práce může sloužit jako podklad pro střední a vyšší management zhotovitele pro rozvoj transformace stavebního podniku do plně digitální fáze. Závěry jsou adresovány především pro praxi a poskytují informace především zhotovitelům ve stavebním sektoru.

Abstract:

The Master's thesis deals with the topic of data collection on the construction site in order to verify the application potential of modern construction methods in the context of digitalisation of construction. The main output of the thesis is a summary of requirements and tools for the application of digital environment in pre-production and production preparation of construction using digital, information and communication technologies. At the theoretical level, the thesis deals with a holistic review of technologies and methods related to the digitalisation of the construction industry. The review includes chapters on automation and robotization of construction, BIM in the context of automation of data collection, smart sensors in construction as a source of data for monitoring, decision making, management and safety, and the integration of sensors, BIM and information management in the concept of digital twins. The methodology is presented in a flow chart. The experimental part of the thesis focuses on verifying the suitability of selected types of automatic identification and data collection on a case study of the construction site of the Multifunctional Arena in Brno. The aim of the case study was to demonstrate the concept of the "Smart construction site". In particular, Trimble XR10 Hololens 2 augmented reality glasses, Leica BLK360 G2 3D laser scanner and Apple iPad 11 Pro tablet with LiDAR technology were tested, compared and evaluated. The relevance of the work lies in the societal need to comprehensively analyse the above mentioned new technologies and tools. The work can serve as a basis for the middle and upper management of the contractor to develop the transformation of their construction company to a fully digital stage. The conclusions are primarily aimed at practice and provide information for contractors.

Keywords

Digitalizace, automatizace, robotika, BIM, digitální dvojče, AIDC, chytré staveniště, senzory, sběr dat, laser scan, 3D, management informací, ISO 19650, mračno bodů, LiDAR, rozšířená realita, produktivita, efektivita.

Keywords

Digitalization, automation, robotics, BIM, digital twin, AIDC, smart construction site, sensors, data capture, laser scan, 3D, information management, ISO 19650, point cloud, Li-DAR, augmented reality, productivity, efficiency.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2024
• Supervisor: Michal Faltejsek
• Reader: Aleš Průcha

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta stavební

Master programme:
Stavební inženýrství - BIM inženýring