Konstrukce a aplikace průmyslových robotů vhodných pro použití ve stavebnictví, v kontextu zásad Průmysl 4.0

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá konstrukcí a aplikací průmyslových robotů ve stavebnictví, a to v kontextu současných technologických trendů a principů Průmyslu 4.0. Cílem práce je provést systematickou analýzu možností nasazení robotických systémů do vybraných stavebních činností, konkrétně v oblastech 3D tisku betonových konstrukcí, robotického zdění, pokládky a vázání výztuže a vrtacích operací. Práce zahrnuje popis konstrukčních řešení průmyslových robotů, jejich podsystémů a koncových efektorů vhodných pro stavební procesy, včetně přehledu používaných technologií, materiálů (např. polymerbeton, geopolymer) a aktuálních trendů v oblasti automatizace, digitálního modelování a senzoriky. Dále se zaměřuje na možnosti integrace robotiky s metodami digitálního řízení výstavby (BIM, digitální dvojče, 4D/5D modelování) a uvádí doporučení pro další rozvoj v této oblasti – jak v globálním, tak i v tuzemském kontextu. Součástí práce je rovněž prezentace vlastních poznatků z Mezinárodního strojírenského veletrhu 2024 a návrhy řešení reagující na aktuální potřeby stavební praxe, včetně nedostatku pracovní síly a nízké produktivity výstavby.

This bachelor thesis focuses on the design and application of industrial robots in the construction industry, in the context of current technological trends and the principles of Industry 4.0. The aim of the thesis is to provide a systematic analysis of the potential deployment of robotic systems in selected construction activities, specifically in the areas of 3D concrete printing, robotic masonry, reinforcement placement and tying, and drilling operations. The thesis includes a description of the structural components of industrial robots, their subsystems and end-effectors suitable for construction processes, along with an overview of applicable technologies, materials (e.g., polymer concrete, geopolymers), and current trends in automation, digital modelling, and sensing technologies. It further explores the integration of robotics with digital construction management tools such as BIM, digital twins, and 4D/5D modelling, and provides recommendations for future development in both global and national contexts. The thesis also presents personal findings from the International Engineering Fair 2024 and proposes solutions responding to the current needs of construction practice, including labor shortages and low productivity in building processes.