Роботи-будівельники борються з дефіцитом житла в Америці, але вони далекі від будівельників будинків-гуманоїдів

Житловий сектор США змушений будувати більше будинків із скороченням кваліфікованої робочої сили. Робототехніка та автоматизація пропонують одну можливу відповідь, але поки що найбільші переваги приносять не людиноподібні роботи, які замінюють робітників на будівельних майданчиках.

Галузеві експерти кажуть, що вони виходять із більш вузьких застосувань, таких як машини, які запобігають помилкам, координують транзакції та автоматизують повторювані завдання, а також фабрики, які переміщують більшу частину будівельного процесу в контрольоване середовище.

За даними Національної асоціації будівельників житла на 2026 рік, у Сполучених Штатах не вистачає близько 1,2 мільйона будинків. Майже 300 000 робочих місць у будівництві залишиться на кінець 2025 року, і за оцінками NAHB, галузі потрібно буде залучати приблизно 740 000 працівників щорічно, щоб врахувати зростання, вихід на пенсію та працівників, які залишають сферу діяльності.

Ця невідповідність робочої сили загострює проблеми продуктивності, що виникли десятиліттями. Роберт Дітц, головний економіст NAHB, сказав, що продуктивність у житловому будівництві з 1993 року зросла лише приблизно на 16%, у порівнянні з більш ніж 50% в економіці в цілому.

Лише дефіцит робочої сили коштує будівельникам близько 11 мільярдів доларів на рік у вигляді вищих витрат і нижчого виробництва, а також додає близько двох місяців до середнього графіку будівництва, сказав Дітц.

Але коли його запитали, чи робототехніка вже суттєво підвищує продуктивність у будівництві будинків, Дітц відповів: «Ще надто рано».

«Немає єдиного, простого, масштабованого рішення», — сказав він, посилаючись на робочу силу, нормативні витрати, наявність землі, ланцюги поставок і фінансування як додаткові обмеження для будівництва житла.

Хоча отримані результати свідчать про те, що робототехніка має потенціал для створення суттєвих переваг в окремих проектах, переваги залишаються занадто вузькими та занадто обмеженими за масштабом, щоб суттєво пом’якшити дефіцит житла в країні.

Чому роботи досі борються на будмайданчиках

На відміну від заводів, будівельні майданчики змінюються щодня.

Тесса Лау, засновник компанії Dusty Robotics, роками працювала в галузі робототехніки, перш ніж перейти до будівництва. Він сказав, що автоматизувати заводи відносно легко, тому що роботи можуть багаторазово виконувати одні й ті самі завдання у фіксованому середовищі. Будівництво навпаки. Робоче місце роботів буквально трансформується навколо роботів.

Патрік Мерфі, головний інвестиційний директор компанії Coastal Construction у Флориді, бачить таку ж проблему з боку будівництва. Він пояснив, що кожен проект може включати різні вимоги до дизайну, ґрунтових умов, архітектора, субпідрядника, матеріалів і власника, а відсутність уніфікованості ускладнює повторну автоматизацію.

Ця варіація допомагає пояснити, де виникають вимірні прибутки. Вініт Камат, професор Мічиганського університету, який вивчає будівельну робототехніку, сказав, що найяскравіші результати сьогодні досягаються в дуже повторюваних, добре структурованих завданнях, включаючи макетування, автоматизацію виробництва та застосування для конкретних завдань, таких як свердління, кріплення та транспортування матеріалів.

Найбільшими перевагами, за його словами, є не повна заміна робочої сили, а підвищена точність, менше помилок і збільшена пропускна здатність.

«Ключове питання полягає не в тому, чи може робот працювати експериментально, а в тому, чи може він працювати надійно в різних умовах на основі позитивного бізнес-обґрунтування», — сказав Камат.

Але Мерфі сказав, що суспільний імідж будівельних роботів значно перевищує цю реальність. «Найбільша помилка полягає в тому, що люди уявляють собі гуманоїдних роботів, які ходять по робочих місцях, розвішують гіпсокартон і малюють. Нам ще багато років до того, щоб опинитися в цьому світі».

Де робототехніка економить час і помилки

Ідея створення Dusty Robotics народилася у Лау через помилку, з якою він зіткнувся під час ремонту свого будинку.

В одному випадку сантехнік неправильно встановив сантехніку у двох ванних кімнатах. Лау не зрозумів помилки, поки ванну не поклали плиткою. Робітникам довелося зішкрябувати плитку, знімати та знову встановлювати сантехніку та перекривати ванні кімнати.

“Це дезінформація”, – сказав Лау.

Вона зрозуміла, що проблема не в завершенні, а в втраті інформації між людьми, які займаються плануванням і роботою. Вона створила FieldPrinter, щоб заповнити цю прогалину. Dusty’s FieldPrinter приймає цифрові архітектурні плани та друкує їх прямо на підлозі. Позначте стіни, сантехнічні, електричні та механічні місця за допомогою тексту, зображень і QR-кодів і надайте кільком трейдерам однакові інструкції, щоб вони могли точно бачити, що де знаходиться.

«Якщо ви не замислювалися надто глибоко над цим, поверхневий погляд полягає в тому, що заміна робочої сили є рішенням», — сказав Лау. «Але коли ми трохи глибше заглибилися в питання будівництва, ми виявили, що справа не в заміні робочої сили, а в стандартизації».

За даними Dusty Robotics, один оператор може розміщувати приблизно від 10 000 до 15 000 квадратних футів на день, що в 10 разів швидше, ніж традиційні методи.

Skanska, світова будівельна компанія, повідомила про скорочення на 75% переробки та на 35% скорочення графіків макетів після використання багатопрофільної системи компонування Dusty.

Аарон Лав, президент і генеральний директор Oh Snap Layout, використовує цю технологію для будівництва будинків у Південній Каліфорнії, поєднуючи роботизоване планування зі збірними стіновими панелями, попередньо розрізаними пиломатеріалами та іншими методами будівництва за межами майданчика.

Але Лав сказав, що проста заміна різців крейдяних ліній роботами дасть лише частину потенційних переваг. Якщо ваші підрядники, які працюють з каркасами, електрики, сантехніки та підрядники з систем опалення, вентиляції, вентиляції та кондиціонування, працюючи в одному й тому ж узгодженому плані, зменшує дублювання зусиль і взаємодію між торгівлею, що призводить до збільшення прибутку.

Одним із прикладів є RapidShell, система будівництва дому, яку пропонує компанія Reliable Wholesale Lumber. Він поєднує в собі роботизований макет Дасті з попередньо нарізаними пакетами матеріалів, збірними стіновими панелями, сходами та іншими компонентами, підготовленими на місці.

Лав сказав, що цей процес скоротив час, необхідний для створення оболонки, з 21 дня до 11-12 днів.

Але Лав сказав, що будівельники все ще визначають, скільки ця ефективність зрештою заощадить їх протягом усього процесу будівництва. Він сказав, що максимізація вигод потребуватиме координації та участі кількох бірж, але галузь поки що не має достатньо даних, щоб чітко підрахувати всі заощадження. “Ми перебуваємо на етапі демонстрації”, – сказав він.

Максимальний прибуток генерується на заводі, на чолі з Японією.

Старіння робочої сили та скорочення робочої сили неминуче зробили Японію світовим лідером у роботів для будівництва будинків. Японські розробники ставляться до будівництва будинків як до передової конвеєрної лінії для збирання автомобілів, будуючи 80% своїх будинків повністю за допомогою роботів у суворо контрольованому заводському середовищі перед остаточним складанням на місці. На цих заводах такі великі будівельники, як Sekisui Heim, використовують автоматизацію для зварювання, каркасних робіт і транспортування матеріалів.

Компанія Kawasaki Robotics, яка постачає обладнання, каже, що використання промислових роботів на одному з її заводів дозволило збільшити виробництво з 55 до 65 житлових одиниць на день і скоротити кількість операторів на 20. Sekisui Heim вважає, що інвестиції в робота окупляться приблизно через три роки.

«Це трохи менш сексуально, але ми бачимо великий прогрес», — сказав Мерфі щодо автоматизації виробництва. Він навів такі приклади, як заводські стінові системи та збірні ванні кімнати, кухні та пральні.

Мерфі, який також є керуючим директором Lenco USA, композитної будівельної системи, компоненти якої виготовляються на автоматизованому підприємстві в окрузі Палм-Біч, штат Флорида, сказав, що це підприємство може виготовляти матеріали для приблизно 7000 будинків на рік.

Мерфі сказав, що конструкції Lenco можна побудувати приблизно за одну шосту часу, необхідного для традиційних дерев’яних, бетонних або металевих каркасів, скорочуючи загальний графік будівництва приблизно на 30%-40%.

Компоненти, виготовлені на заводі, також можуть прискорити виконання неавтоматизованих завдань. Якщо кімната має розміри 10 футів на 10 футів і має бути добудована до цих точних розмірів, вікна, двері, шафи, плитка та інші компоненти можуть бути збірними, сказав Мерфі.

«Час — гроші», — сказав він. «Стислий графік означає менші витрати на фінансування та скорочення витрат, пов’язаних із підтримкою роботи сайту».

Але Мерфі сказав, що при зміні конструкції втрачається економія часу та коштів на збірну конструкцію, пояснивши, що якщо власник змінює розміри, кріплення чи оздоблення, виробник повинен перепроектувати та перепрограмувати систему, що може знизити ефективність повторення.

Ось чому районне житло, багатоквартирні забудови та інші проекти з повторюваними проектами можуть бути одними з перших, хто отримає вигоду у великому масштабі, сказав він.

Вінет Камат, професор управління будівництвом і сталого розвитку в Мічиганському університеті, очікує, що робототехніка збільшить виробництво житла протягом наступних п’яти-десяти років, але це станеться за рахунок цілеспрямованого підвищення продуктивності, а не за рахунок трансформації всієї галузі. Він сказав, що автоматизація виробництва, збірне виробництво та роботизоване макети, ймовірно, розвиватимуться найшвидше, тоді як роботи в польових умовах першими отримають широке поширення у повторюваних, фізично складних завданнях і завданнях, які вимагають точності.

Але Мерфі не очікує, що посилення автоматизації позбавить потреби в кваліфікованих будівельниках.

«Я вважаю, що це, мабуть, найкраще десятиліття для синіх комірців», — сказав він. «Зварювальники, електрики, сантехніки, люди деякий час працюватимуть на місці, де гума стикається з дорогою на будівельних майданчиках».

Виправлення: Цю статтю було оновлено, щоб відобразити, що попередня версія діаграми включала неправильні початку житла.