Robot xây dựng và những giá trị thực tiễn cho công trường hiện đại

Robot xây dựng không còn chỉ xuất hiện trong những mô hình thử nghiệm hay câu chuyện về công trường tương lai. Khi tiến độ ngày càng gấp, yêu cầu nghiệm thu ngày càng chặt chẽ và nguồn nhân công có tay nghề trở nên khó kiểm soát, robot đang dần trở thành một giải pháp giúp nhà thầu nâng cao năng suất, chuẩn hóa chất lượng và quản trị công trường bằng dữ liệu.

Tuy nhiên, khách hàng không đầu tư robot chỉ vì đây là một công nghệ mới. Điều họ thực sự cần là khả năng kiểm soát tốt hơn bốn yếu tố quan trọng: tiến độ, chất lượng, nhân lực và chi phí.

Đó chính là cách nên nhìn nhận robot xây dựng và những giá trị mà công nghệ này có thể mang lại cho doanh nghiệp thi công.

Robot xây dựng là gì?

Robot xây dựng là các thiết bị cơ điện tử được thiết kế để thực hiện một hoặc nhiều công đoạn thi công, hoàn thiện, đo lường hoặc kiểm tra tại công trường.

Tùy theo ứng dụng, robot có thể được tích hợp:

• Hệ thống định vị và điều hướng tự động;

• Cảm biến laser, LiDAR hoặc cảm biến 3D;

• Cánh tay robot và cơ cấu chấp hành chuyên dụng;

• Thuật toán kiểm soát chuyển động và quy trình thi công;

• Mô hình BIM và bản vẽ kỹ thuật số;

• Nền tảng IoT để giám sát, bảo trì hoặc quản lý dữ liệu từ xa.

Khác với máy móc xây dựng truyền thống, robot không chỉ cung cấp lực cơ học. Thiết bị còn có khả năng nhận biết môi trường, kiểm soát đường đi, duy trì thông số thi công và ghi nhận kết quả theo quy trình đã thiết lập.
Xu hướng này cũng phù hợp với định hướng chuyển đổi số của ngành xây dựng Việt Nam. Bộ Xây dựng đã xác định việc ứng dụng máy móc tự động hóa và robot hóa trong các dây chuyền thi công là một trong những bài toán công nghệ lớn của ngành, hướng tới tăng năng suất, chất lượng và an toàn lao động. 

Vì sao công trường cần robot xây dựng?

Trên nhiều công trường, một số công việc vẫn phụ thuộc rất lớn vào kinh nghiệm, thể lực và độ ổn định của từng tổ đội. Điều này tạo ra những rủi ro quen thuộc:

• Năng suất thay đổi theo số lượng và tay nghề nhân công;

• Chất lượng giữa các khu vực hoặc các ca làm việc không đồng đều;

• Tiến độ dễ bị ảnh hưởng khi thiếu người;

• Những công việc lặp lại, nặng nhọc hoặc nhiều bụi gây áp lực lớn lên người lao động;

• Sai số chỉ được phát hiện khi nghiệm thu, dẫn đến sửa chữa và làm lại;

• Dữ liệu hiện trường thiếu đồng bộ với BIM và hồ sơ quản lý chất lượng.

Robot xây dựng được phát triển để xử lý chính những công việc có tính chất diện tích lớn, lặp lại nhiều lần, yêu cầu độ ổn định cao và có thể chuẩn hóa quy trình.

Đây cũng là lý do giá trị của robot cần được đánh giá trên hiệu quả của cả quy trình, thay vì chỉ so sánh giá mua thiết bị với chi phí thuê một nhóm công nhân.

1. Tăng năng suất và bảo vệ tiến độ thi công

Giá trị dễ nhận thấy nhất của robot xây dựng là khả năng duy trì năng suất ổn định trong những công việc có khối lượng lớn.

Theo thông số do nhà sản xuất công bố, robot gạt phẳng bê tông bằng laser ZP420B và robot xoa nền MG210B có năng suất tham chiếu từ 400–600 m²/giờ trong điều kiện thi công phù hợp.

Robot tích hợp phun bả và xả nhám JPD433D có các mức năng suất tham chiếu:

• Phun sơn nước: 150–200 m²/giờ;

• Phun bả: 60–100 m²/giờ;

• Xả nhám: 60–100 m²/giờ;

• Phun và gạt phẳng bả: 60–80 m²/giờ.

Trong khi đó, robot lát gạch nền TZ432B có thể đạt năng suất tối đa khoảng 120 m²/ngày ở các khu vực trong nhà có mặt bằng và kích thước gạch phù hợp.
Với các dự án nhà xưởng, kho logistics, bãi đỗ xe, trung tâm thương mại, chung cư, sân bay hoặc nhà ga, năng suất ổn định giúp nhà thầu:

• Rút ngắn thời gian hoàn thành từng phân khu;

• Giảm nguy cơ chậm tiến độ do thiếu nhân công;

• Chủ động hơn khi bố trí tổ đội;

• Dễ dự báo sản lượng theo ngày hoặc theo ca;

• Đẩy nhanh quá trình bàn giao cho công đoạn tiếp theo.

Các thông số trên là số liệu do nhà sản xuất công bố. Năng suất thực tế tại Việt Nam sẽ phụ thuộc vào mặt bằng, vật liệu, tổ chức thi công, năng lực vận hành và mức độ sẵn sàng của công trường.

2. Giảm phụ thuộc vào nguồn nhân công thi công trực tiếp

Nỗi lo của nhiều nhà thầu không chỉ là chi phí nhân công tăng mà còn là khả năng huy động đủ người có tay nghề đúng thời điểm.

Robot giúp chuyển một phần công việc từ mô hình “nhiều người trực tiếp thao tác” sang mô hình “ít người hơn nhưng tập trung vào vận hành, giám sát và kiểm soát chất lượng”.

Ví dụ, robot có thể đảm nhận những thao tác lặp lại như:

• Gạt phẳng và xoa nền bê tông;

• Phun bả, phun sơn và xả nhám;

• Gắp, bôi keo và đặt gạch;

• Di chuyển giữa các điểm đo;

• Thu thập và xử lý dữ liệu hình học hiện trường.

Con người vẫn giữ vai trò quan trọng trong việc chuẩn bị mặt bằng, cung cấp vật liệu, thiết lập thông số, xử lý vị trí phức tạp, giám sát an toàn và nghiệm thu kết quả.

Vì vậy, robot xây dựng không đơn thuần là “thay thế con người”. Giá trị lớn hơn nằm ở việc giúp doanh nghiệp sử dụng nguồn nhân lực hiệu quả hơn, giảm số người phải làm công việc nặng nhọc và dành nhân sự có kinh nghiệm cho các nhiệm vụ mang giá trị cao hơn.

Liên đoàn Robot Quốc tế cũng nhận định robot đặc biệt phù hợp với những công việc “bẩn, nhàm chán, nguy hiểm hoặc đòi hỏi độ chính xác cao”, qua đó giúp người lao động tập trung vào các nhiệm vụ chuyên môn hơn. 

3. Chuẩn hóa chất lượng và giảm nguy cơ phải làm lại

Với phương pháp thi công thủ công, chất lượng đầu ra có thể thay đổi theo tay nghề, sức khỏe, tâm lý và kinh nghiệm của từng người lao động.

Robot vận hành dựa trên các thông số đã được thiết lập, vì vậy có khả năng duy trì chuyển động và quy trình thi công ổn định hơn trên diện tích lớn.
Một số giá trị có thể thấy rõ gồm:

• Kiểm soát cao độ khi gạt phẳng sàn bê tông;

• Duy trì độ phẳng và mức hoàn thiện bề mặt;

• Kiểm soát góc và khoảng cách phun;

• Duy trì mạch gạch và cao độ giữa các viên gạch;

• Thực hiện lại cùng một quy trình ở nhiều khu vực;

• Giảm sai số do thao tác thủ công không đồng đều.

Theo thông số công bố, robot gạt phẳng ZP420B sử dụng hệ thống laser với độ chính xác phát hiện 2 mm và kiểm soát độ chênh lệch bề mặt ở mức tham chiếu không quá 5 mm. Robot lát gạch TZ432B có độ chính xác mạch gạch và độ chênh cao tham chiếu ở mức ±0,5 mm trong điều kiện phù hợp.

Việc giảm sai số ngay trong quá trình thi công có thể giúp nhà thầu hạn chế:

• Sửa chữa sau nghiệm thu;

• Tiêu hao thêm vật liệu;

• Kéo dài thời gian hoàn thiện;

• Tranh chấp giữa các tổ đội;

• Ảnh hưởng đến những công đoạn tiếp theo.

Giá trị kinh tế của robot vì vậy không chỉ nằm ở số lao động được tiết giảm mà còn ở chi phí làm lại có thể tránh được.

4. Cải thiện an toàn và điều kiện làm việc

Xoa nền bê tông, phun sơn, xả nhám và vận chuyển gạch khổ lớn đều là những công việc có thể gây mệt mỏi, ảnh hưởng cơ xương khớp hoặc khiến người lao động tiếp xúc nhiều với bụi và vật liệu thi công.

Khi robot đảm nhận phần công việc lặp lại hoặc nặng nhọc, người vận hành có thể đứng ở vị trí kiểm soát phù hợp hơn.

Đặc biệt, robot điều khiển từ xa giúp giảm thời gian con người phải trực tiếp di chuyển trong vùng thi công. Các model chạy điện hoặc pin cũng không tạo khí thải trực tiếp tại điểm làm việc như thiết bị sử dụng động cơ đốt trong.

Tuy nhiên, robot không tự động loại bỏ mọi rủi ro. Công trường vẫn phải thiết lập vùng hoạt động, quy trình phối hợp người – máy, kiểm soát vật cản, đào tạo người vận hành và tuân thủ đầy đủ quy định an toàn.

5. Đưa dữ liệu vào công tác QA/QC

Một trong những giá trị khác biệt của robot xây dựng thế hệ mới là khả năng kết nối thi công thực tế với dữ liệu kỹ thuật số.

Robot đo lường hiện trường theo thời gian thực CLM32150A-BB sử dụng công nghệ đo 3D để tự động thu thập các chỉ số như:

• Khoảng cách và vị trí;

• Độ thẳng đứng;

• Độ bằng phẳng;

• Độ phẳng bề mặt;

• Sai lệch hình học tại các điểm kiểm tra.

Quy trình có thể bắt đầu từ mô hình BIM và kế hoạch điểm đo, sau đó robot thực hiện đo tự động, tạo báo cáo và tải dữ liệu lên hệ thống quản lý.

Điều này giúp bộ phận kỹ thuật và QA/QC:

• Kiểm tra được nhiều vị trí hơn;

• Giảm thời gian đo và nhập dữ liệu thủ công;

• Chuẩn hóa biểu mẫu báo cáo;

• Phát hiện sai lệch sớm;

• So sánh giữa thiết kế và hiện trạng;

• Tạo cơ sở dữ liệu phục vụ nghiệm thu và bàn giao.

Bộ Xây dựng cũng đánh giá việc kết hợp BIM, hệ thống quản lý thông tin và tự động hóa quy trình có thể giúp doanh nghiệp tối ưu hoạt động và nâng cao hiệu quả quản lý.

6. Nâng cao năng lực cạnh tranh của nhà thầu

Đối với tổng thầu và nhà thầu chuyên môn, đầu tư robot còn mang giá trị chiến lược.

Khả năng chứng minh năng suất, độ chính xác và dữ liệu nghiệm thu giúp doanh nghiệp:

• Xây dựng biện pháp thi công có tính thuyết phục hơn;

• Nâng cao năng lực đáp ứng dự án quy mô lớn;

• Chuẩn hóa quy trình giữa nhiều công trường;

• Tạo khác biệt trong hồ sơ dự thầu;

• Giảm phụ thuộc vào một số tổ đội hoặc nhân công thời vụ;

• Phát triển hình ảnh nhà thầu công nghệ và công trường thông minh.

Các giải pháp robot phun hoàn thiện và lát gạch của Fangshi đã được Trung tâm Ứng dụng và Đổi mới Công nghệ Xây dựng Hong Kong giới thiệu trong nhóm “Automation and Robotics”. Nguồn này cũng ghi nhận các ứng dụng tham chiếu tại dự án hạ tầng số, sân bay và ga đường sắt cao tốc. 

Bốn nhóm robot xây dựng do CIC phân phối

CIC hiện tập trung vào bốn nhóm giải pháp phục vụ các công đoạn có khối lượng lớn và nhu cầu chuẩn hóa cao.

Robot hoàn thiện sàn bê tông

Nhóm này gồm:

• Robot gạt phẳng bê tông bằng laser bốn bánh ZP420B;

• Robot xoa nền và xoa mịn bê tông MG210B.

Giải pháp phù hợp với sàn nhà xưởng, kho logistics, bãi đỗ xe, tổ hợp thương mại, sàn công nghiệp và các mặt bằng bê tông quy mô lớn.

Robot tích hợp phun bả và xả nhám JPD433D

Robot có thể thực hiện phun sơn nước, phun bả, gạt phẳng bả và xả nhám thông qua việc thay đổi đầu công tác.
Thiết bị phù hợp với các dự án chung cư, khách sạn, văn phòng và công trình có diện tích tường, trần lớn cùng thiết kế tương đối lặp lại.

Robot lát gạch nền TZ432B

Robot sử dụng cánh tay sáu trục, cảm biến và xe tự hành để hỗ trợ quy trình gắp, bôi keo và đặt gạch.

Giải pháp phù hợp với gạch khổ lớn tại chung cư, văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn, sân bay, nhà ga và các khu vực công cộng. Một số vị trí sát tường, góc hẹp hoặc mặt bằng phức tạp vẫn có thể cần hỗ trợ thủ công.

Robot đo lường hiện trường theo thời gian thực

Robot CLM32150A-BB hỗ trợ tự động hóa quá trình đo hình học công trình, tạo báo cáo và kết nối dữ liệu đo với BIM hoặc hệ thống quản lý.

Đây là giải pháp phù hợp với bộ phận kỹ thuật, BIM, QA/QC và quản lý dự án của các tổng thầu, đơn vị tư vấn và chủ đầu tư.

Doanh nghiệp nào nên cân nhắc robot xây dựng?

• Robot xây dựng đặc biệt phù hợp với:

• Tổng thầu xây dựng thực hiện đồng thời nhiều dự án;

• Nhà thầu sàn bê tông và sàn công nghiệp;

• Nhà thầu hoàn thiện nội thất quy mô lớn; 

• Nhà thầu thi công nhà xưởng, kho logistics và trung tâm dữ liệu;

• Đơn vị thi công chung cư, khách sạn và trung tâm thương mại;

• Nhà thầu hạ tầng có nhu cầu đo lường và số hóa hiện trường;

• Doanh nghiệp cho thuê máy móc, thiết bị xây dựng;

• Chủ đầu tư muốn thúc đẩy mô hình công trường thông minh.

Các doanh nghiệp như VinCons, Coteccons, Tập đoàn Xây dựng Hòa Bình, FECON hoặc các nhà thầu có mô hình hoạt động tương tự có thể xem xét robot tại những dự án có khối lượng thi công đủ lớn và lặp lại.

Khi nào đầu tư robot xây dựng mang lại hiệu quả?

Robot không phải là giải pháp phù hợp cho mọi công trường. Hiệu quả đầu tư thường cao hơn khi doanh nghiệp có:

1. Khối lượng công việc đủ lớn và liên tục;
2. Mặt bằng tương đối thông thoáng, có thể chuẩn hóa;
3. Vật liệu và công đoạn trước đó được chuẩn bị ổn định;
4. Kế hoạch luân chuyển thiết bị giữa nhiều dự án;
5. Nhân sự được đào tạo để vận hành và bảo dưỡng;
6. Đơn vị cung cấp có năng lực hỗ trợ kỹ thuật, phụ tùng và xử lý sự cố.

Trước khi đầu tư, nhà thầu nên tổ chức một dự án thử nghiệm và đo lường tối thiểu các chỉ số:

• Sản lượng theo giờ hoặc theo ngày;

• Số lao động trực tiếp cần sử dụng;

• Chi phí thi công trên mỗi mét vuông;

• Tỷ lệ nghiệm thu đạt ngay lần đầu; 

• Khối lượng sửa chữa hoặc làm lại;

• Thời gian thiết lập và dừng máy;

• Tỷ lệ sử dụng thiết bị;

• Chi phí vận hành và bảo trì.

Khi những chỉ số này được theo dõi đầy đủ, doanh nghiệp mới có thể tính toán chính xác thời gian hoàn vốn và lựa chọn phương án mua, thuê hoặc sử dụng robot theo dịch vụ.

Robot xây dựng: đầu tư vào kết quả, không chỉ đầu tư thiết bị

Giá trị lớn nhất của robot xây dựng không nằm ở việc công trường có thêm một thiết bị hiện đại. Giá trị thực sự nằm ở khả năng biến một công việc vốn phụ thuộc nhiều vào con người thành một quy trình có thể đo lường, kiểm soát và lặp lại.

Một doanh nghiệp không đơn thuần mua robot. Doanh nghiệp đang đầu tư vào:

• Tiến độ dễ dự báo hơn

• Chất lượng đồng đều hơn;

• Ít phụ thuộc nhân công hơn;

• Môi trường làm việc an toàn hơn;

• Dữ liệu hiện trường minh bạch hơn;

• Năng lực cạnh tranh tốt hơn.

Đối với các tổng thầu và nhà thầu đang thực hiện dự án quy mô lớn, bước đi phù hợp không nhất thiết là đầu tư hàng loạt ngay từ đầu. Doanh nghiệp có thể bắt đầu bằng việc lựa chọn một công đoạn có khối lượng lớn, triển khai pilot, đo lường hiệu quả và xây dựng lộ trình nhân rộng.

CIC cung cấp các giải pháp Robot xây dựng Fangshi tại Việt Nam, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp khảo sát điều kiện công trường, lựa chọn model, xây dựng phương án ứng dụng và đánh giá hiệu quả đầu tư.

CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ VÀ TƯ VẤN CIC

Website: www.cic.com.vn
Email: info@cic.com.vn
Hotline: 036 575 6854 (Ms Huyen)