Анализ структуры дерева отказов в задаче оценки эффективности применения роботизированных бетоноукладочных машин

Васильев Я.В., Гусева А.В.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург

Ключевые слова: аддитивное строительное производство, 3D-печать бетона, численное моделирование, печать на основе экструзии, моделирование процессов, роботизированные бетоноукладочные машины, дерево отказов.

Аннотация. Данное исследование посвящено анализу эффективности применения роботизированных бетоноукладочных машин (РБМ) для возведения зданий и сооружений, с использованием бетонного композита на экспериментальной установке портального типа. Исследование было направлено на изучение процессов смешивания, подачи и укладки смеси из бетонного композита с целью выявления недостатков системы и оценки неисправностей, возникающих в процессе работы экспериментальной установки с помощью анализа дерева неисправностей. Были определены причины отказов и их последствия, а также были изучены компоненты, в которых была зафиксирована неисправность. После оценки полученных данных были составлены диаграммы соотношения выявленных отказов. На основании данного анализа были сформированы критерии эффективности применения роботизированных бетоноукладочных машин в аддитивном строительстве зданий и сооружений.

Failure tree structure analysis for evaluation of robotic concrete paving machine application efficiency

Vasilev Ya.V., Guseva A.V.

Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg

Keywords: additive manufacturing, concrete 3D printing, numerical simulation, extrusion-based printing, process simulation, robotic laying machines, fault tree.

Abstract. This research deals with analyzing the effectiveness of robotic concrete paving machines (RСPV) for the construction of buildings and structures, using concrete composite on a gantry-type pilot plant. The study was aimed at investigating the mixing, feeding and placing processes of the concrete composite mix in order to identify system deficiencies and to evaluate the failures occurring during the operation of the pilot plant using fault tree analysis. The causes of the failures and their consequences were identified and the components where the fault was recorded were analyzed. After analyzing the data obtained, the correlation diagrams of the identified failures were drawn up. Performance criteria for the use of robotic concrete paving machine in additive building construction of buildings and structures were formed based on this analysis.