La automatización dinámica ayuda a la empresa a crear "copos de nieve".
House of Design, con sede en Nampa (Idaho), ofrece una solución única para construir cerchas, muros y otros conjuntos de edificios: la llaman automatización dinámica. Shane Dittrich, CEO, explicó el término como "los robots no tienen ni idea de lo que construyen hoy".
En lugar de encargar a un robot que fabrique un único tipo y tamaño de ensamblaje, su software analiza el orden más eficiente para producir una variedad de productos similares, independientemente de su tamaño. El software aprovecha la eficiencia para ahorrar milisegundos y segundos enteros respecto a la fabricación automatizada estándar.
El software patentado de House of Design traduce los modelos 3D a código de máquina, que luego se comunica con el robot para indicarle el tamaño del ensamblaje que debe construir. Como los edificios se diseñan de forma única y ninguna cercha tiene el mismo aspecto, las dimensiones y la forma de ensamblarlas son diferentes. Cada uno tiene un tamaño y una forma únicos, o un "copo de nieve", como los llama Dittrich. "Cuando un robot coge una viga", dice Dittrich, "le da igual su longitud. La misma herramienta de fin de brazo puede recoger un montante si se trata de una pared de 7 pies o de 10 pies, no importa".
Su sistema es capaz de cambiar entre tamaños y formas de montaje de forma rápida y sencilla, y fabricar cada uno en sucesión de la manera más eficiente. Hay algunas limitaciones, como el tamaño de la mesa de montaje, pero por lo demás las configuraciones disponibles son infinitas.
Este nivel de personalización de la producción es más complicado de lo que parece, ya que los clientes no siempre solicitan sus materiales de la misma manera. Algunos quieren las cerchas apiladas de mayor a menor para el envío, otros las quieren apiladas en el orden en que se instalarán.
Por suerte, a su sistema no le importa y se limita a satisfacer el pedido solicitado de la forma más eficiente posible dadas las peticiones del cliente.
Antes de que comience la producción, el software analiza y valida el diseño, lo que ayuda a garantizar que el montaje sigue la secuencia adecuada y que no hay áreas problemáticas que deban abordarse. Esto ayuda a que el proceso de fabricación se desarrolle sin problemas. Hay restricciones de diseño y tolerancias de materiales que deben tenerse en cuenta, pero por lo demás el sistema puede construir casi cualquier cosa.
"En mi opinión, es relativamente fácil programar un robot para que construya una pared con montantes a 16 pulgadas entre centros. Es sólo un montante cada 25 cm en la placa superior e inferior. Es un poco más difícil programarlo para hacer laminaciones, montantes escalonados, bloqueos, capas planas y placas superiores dobles". El sistema permite programar incluso diseños complejos, como paneles de pared con aberturas para puertas y ventanas.
El software está programado en varios lenguajes, incluido el lenguaje propio de ABB para robots, denominado Rapid, y otros más estándar, como Rust y texto estructurado para PLC.
Aunque el resto del mundo está fascinado con la inteligencia artificial, Dittrich afirma que su influencia en su proceso es limitada. "Ahora mismo, para observar un proceso y restar milisegundos al movimiento de un robot hace falta una persona con experiencia en robótica. Estos expertos pueden reducir un proceso de cinco segundos a tres y medio. Cuando un proceso funciona 24 horas al día, 7 días a la semana, ese segundo y medio se va acumulando. Creo que la inteligencia artificial podrá ayudarnos en el futuro".
La empresa permanece junto a sus clientes, trabajando con ellos en la instalación, formación y funcionamiento del sistema. Proporcionan ingenieros residentes con cada sistema para que trabajen codo con codo con el personal de operaciones hasta que esté en marcha y funcionando sin problemas.
Shane Dittrich, Director General de House of Design.
Un robot programado por House of Design monta un armazón para un edificio modular.
Empezar poco a poco
House of Design se fundó en 2012 y se centró en la automatización robótica a medida. En palabras de Dittrich: "Hacíamos de todo y para todos". La empresa pasó rápidamente de dos a casi 100 personas en la actualidad.
En 2018 consiguieron trabajo tanto con Katerra como con Autovol. Dittrich siente un gran respeto por la forma en que Katerra impulsó la industria, y el contrato con Autovol está en curso y ha dado lugar a la construcción de casi 30 millas de montaje de muros.
Tras conseguir los contratos con Katerra y Autovol, la empresa pasó a centrarse casi exclusivamente en la construcción y la edificación modular. Su misión ahora es utilizar sus soluciones de automatización robótica para ayudar a resolver la crisis de la vivienda asequible.
Ventajas de la automatización
Dittrich ve varias ventajas en el creciente uso de robots y automatización en el sector de la construcción. Una de las más importantes es que la tecnología abre la puerta a una mayor diversidad en la mano de obra. Tiene la capacidad de atraer a un público más amplio, como mujeres, personas de menor estatura, trabajadores mayores y personas con conocimientos y aptitudes tecnológicas. "Hoy en día, los trabajadores más jóvenes no quieren estar levantando durante todo el día planchas de yeso de 4 por 8 pies. Es un trabajo duro y nadie debería tener que hacerlo. Pero les encanta manejar un sistema robotizado. Es casi como un juego para ellos. La automatización abre el abanico de mano de obra disponible para las fábricas".
Otra ventaja es la mejora de la seguridad. "Queremos alejar las pistolas de clavos de las manos de los trabajadores, porque te puedo garantizar que vas a tener un accidente. En Autovol, hemos construido 28 millas de ensamblajes de paredes sin que nadie se haya hecho daño con una pistola de clavos. En una instalación de fabricación manual, está casi garantizado que alguien se ha clavado un clavo en la mano".
Otra ventaja es la calidad constante. "Vamos a producir siempre exactamente lo mismo". La gente puede tener malos días y llevarlos al trabajo, lo que afecta en gran medida al producto que sale de una fábrica. La automatización contribuye a la uniformidad del proceso.
El ahorro de mano de obra es otra de las ventajas de las que se habla en el sector, pero Dittrich lo ve más como una redistribución de la mano de obra. "No conozco ninguna empresa en la que hayamos instalado la automatización y hayan despedido a alguien. Normalmente, los trasladan a un proceso que no está automatizado para aumentar la producción".
El futuro de la automatización
Por desgracia, el coste de la automatización está aumentando, ya que el precio del acero y la electrónica utilizados para construir robots se ha disparado en los últimos años. Dittrich afirma que el sector debe replantearse su mentalidad en lo que respecta al papel de la automatización en la mano de obra. Si los contratistas no tienen suficientes trabajadores para producir según los plazos de los proyectos, tendrán que buscar alternativas, como la automatización, que les ayuden a mantener el ritmo de la demanda de construcción. En ese momento, el coste no será tan importante.
Aunque la automatización, incluso la automatización dinámica, puede no resolver todos los problemas del sector de la construcción, puede aportar mejoras significativas en áreas y tareas concretas. "Es una solución para la tarea específica que se está automatizando, y si sale bien, estupendo. Si no, esa tarea no es para automatizarla".
Dittrich ve en la fabricación in situ el futuro de la automatización en el sector de la construcción. Aunque trasladar la producción fuera del entorno controlado de un almacén o una fábrica presenta riesgos. La eficacia y la seguridad pueden verse comprometidas. A la pregunta de si veremos edificios construidos exclusivamente por robots en un futuro próximo, Dittrich dice que puede verlo si se abordan las diferencias en los códigos de construcción locales y se estandarizan las dimensiones y la calidad de los materiales. "Si mejoramos esas dos cosas, estaremos a su lado para automatizar esos procesos".
Sobre la autora: Dawn Killough es una escritora independiente especializada en construcción con más de 25 años de experiencia trabajando con empresas constructoras, subcontratistas y contratistas generales. Su obra publicada se puede encontrar en dkilloughwriter.com.
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