مزایای هوش مصنوعی در صنعت ساختمان

هوش مصنوعی در صنعت ساختمان نیز، همانند سایر زمینه‌ها خوش درخشیده است. این فناوری نوین درست مانند یک مهندس همه فن حریف عمل می‌کند که تمام زیر و بم ساخت‌وساز را از حفظ است. کاربرد هوش مصنوعی در صنعت ساختمان منجر به تولید سازه‌ای ایمن‌تر، کارآمدتر و کم هزینه‌تر خواهد شد. در ادامه سعی کرده‌ایم تا تمام کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت ساختمان را شرح بدهیم.

فهرست مطالب

• • هوش مصنوعی در صنعت ساختمان

• • هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) چیست؟

• • کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت ساختمان کدامند؟

• • سرویس ژوپیتر ابر فردوسی

هوش مصنوعی در صنعت ساختمان

پیش از این مطالبی را در مورد کاربرد هوش مصنوعی در زمینه‌های مختلفی از قبیل کشاورزی، درمان سرطان، بانکداری، خودروسازی و فناوری اطلاعات در این بلاگ منتشر کرده بودیم. دیدیم که اساس هوش مصنوعی بر پایه رایانش ابری و کارت‌های گرافیکی بنا شده است. در حال حاضر دو شرکت ارائه دهنده کارت‌های گرافیکی Nvidia و AMD قوی‌ترین واحدهای پردازنده کارت‌های گرافیکی (GPU) را در جهان تولید می‌کنند. تاکنون کاربرد هوش مصنوعی در صنعت ساختمان‌ سازی کمتر از سایر زمینه‌ها بوده و در حال حاضر دنیای ساخت‌ و ساز، بازار کوچکی برای هوش مصنوعی است. با این حال استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی در صنعت ساخت و ساز بسیار مفید است چراکه به امنیت، طراحی، کاهش هزینه‌ها و ساخت کارآمدتر کمک شایانی می‌کند.

هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) چیست؟

به‌گفته‌ی جان مک کارتی:

هوش مصنوعی، علم و مهندسی ساخت ماشین های هوشمند، به ویژه برنامه های کامپیوتری هوشمند است.

می‌توان هوش مصنوعی را به منزله تبدیل یک کامپیوتر، به یک ربات هوشمند دانست. برای آشنایی هرچه بیشتر با این پدیده، مقاله هوش مصنوعی در صنعت را مطالعه نمایید. یک ربات هوشمند، مجموعه‌ای از کدهای برنامه‌نویسی شده است که کامپیوتر را قادر می‌سازد تا همانند یک انسان بیاندیشند، احساس کند و رفتار کند. در برخی از تعاریف آمده است که در فناوری هوش مصنوعی، انسان در حال توسعه هوشی فراتر از هوش انسان است. چراکه دانشمندان به کامپیوتر می‌آموزند که چگونه مانند یک انسان و یا حتی بهتر از آن عمل کند، استدلال کند، یاد بگیرد، تصمیم بگیرد و راه حل ارائه دهد. هوش مصنوعی شامل زیر بخش‌های متعددی از قبیل یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، یادگیری زبان طبیعی و بینایی ماشین است. برای مطالعه بیشتر مقاله یادگیری ماشین را بخوانید.

کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت ساختمان کدامند؟

هوش مصنوعی در ساخت و ساز همانند فردی عمل می‌کند که تمام عمر خود را صرف ساخت و ساز کرده است. زیرا کافی‌ست به هردو آن‌‌ها اطلاعاتی از قبیل ابعاد و جغرافیای زمین مورد نظر را تزریق کنید تا بهترین نقشه، زمان‌بندی و برآورد هزینه‌ها را با توجه به تورم و چالش‌های پیشبینی نشده، ارائه دهند. اما تفاوت در اینجاست که یک فرد باتجربه در طول حدود شصت سال کار مفیدش، ممکن است نهایتا 100 مورد پروژه را از سر گذرانده باشد. اما به هوش مصنوعی می‌‌توان در هر ثانیه، هزاران تجربه ساختمان‌سازی را از سراسر جهان تزریق نمود و این فناوری بدون هیچ خطایی از تمام آن‌ها خواهد آموخت. اگرچه ممکن است در ابتدا برای یک شرکت ساختمان‌سازی، هزینه‌های خرید و تعبیه هوش مصنوعی چالش برانگیز باشد. اما پس از مدتی سود به دست آمده از آن، هزینه‌های اولیه را خنثی می‌سازد. در ادامه برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت ساختمان را شرح خواهیم داد:

طراحی پروژه:

به طور سنتی برای طراحی دستی پروژه‌ها هفته‌ها زمان صرف می‌شود. اما هوش مصنوعی این روند طولانی را سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند. طراحی مولد یک روش طراحی مبتنی بر هوش مصنوعی است. در این روش هوش مصنوعی به یک پایگاه داده غنی از طرح‌های ساختمانی مختلف، متصل می‌شود. طراحان و مهندسان می‌توانند اهداف طراحی و پارامترهایی مانند الزامات فضایی، نوع عملکرد بنا، مصالح، محدودیت‌های هزینه و موارد دیگر را وارد ابزارهای طراحی مولد کنند. این فناوری مدرن با بررسی این اطلاعات و ابعاد و زمان مورد نظر، بهترین طراحی‌ها را پیشنهاد می‌دهد. در این روند امکان سفارشی‌سازی بر اساس سلیقه هر مشتری نیز امکان‌پذیر است، که منجر به فروش راحت‌تر می‌گردد. مدل‌سازی سه‌بعدی سازه‌ها به مختصصان کمک می‌کند تا بتوانند ساختمان‌ها، زیرساخت‌ها و طرح‌های جایگزین را به طور موثرتری برنامه‌ریزی، طراحی، ساخت و مدیریت کنند. طراحی مولد به متخصصان اجازه می‌دهد تا فوراً کارآمدترین، باکیفیت‌ترین و کم‌هزینه‌ترین طرح‌ها را بنا بر هر پارامتر ارائه شده، تولید کنند.

برنامه‌ریزی پروژه (هوش مصنوعی در ساخت و ساز):

مراحل برنامه‌ریزی چرخه عمر یک پروژه ساختمانی بسیار مهم است تا بتوان آن را در زمان درست، با کیفیت بالا و بر اساس بودجه مشخص شده به انتها رساند. فناوری‌های مدرن قادرند تا با اسکن‌های سه‌بعدی خودکار خود، سایت‌های مختلف ساخت و ساز را کنترل کنند. منظور از سایت‌های مختلف، پروژه‌های فرعی از قبیل لوله‌کشی، سیم‌کشی، کانال‌کشی و… در گوشه گوشه‌های بنای اصلی است. این داده‌های سه‌بعدی به دست آمده، شبکه‌ عصبی یادگیری عمیق را تغذیه می‌کنند. این‌گونه هوش مصنوعی توالی پروژه‌های فرعی مختلف را طبقه‌بندی می‌کند. اینگونه تیم مدیریت قادر است تا بر اساس برنامه‌ریزی اقدام کند و مشکلات کوچک را قبل از تبدیل شدن به مسائل جدی، شناسایی و برطرف کند. یکی از مزایای استفاده از مدل‌‎های 3بعدی در برنامه‌ریزی و طراحی یک پروژه، ایجاد توالی و رفع تضاد میان تیم‌های معماری، مهندسی، مکانیک، برق، لوله‌کشی و… است.

برنامه‌ریزی با GenMEP (هوش مصنوعی در صنعت ساختمان):

شرکت Building System Planning که دفتر مرکزی آن در کالیفرنیا قرار دارد، سیستم GenMEP را راه‌اندازی کرده است. افزونه Autodesk Revit موجود در GenMEP بر جنبه‌های مختلف طراحی مکانیکی، الکتریکی و لوله کشی (MEP) متمرکز است. مثلا هنگامی که یک مدل سه بعدی ساختمان در Autodesk Revit ایجاد می‌شود، GenMEP می‌تواند به طور خودکار مسیریابی یک سیستم الکتریکی را در مدل ساختمان طراحی کند. این افزونه قادر است تا پیچیدگی‌های موجود در اشکال و هندسه‌های مختلف ساختمان‌ها را در نظر بگیرد و بهترین راه‌حل‌ها را برای تمام پروژه‌های فرعی ارائه دهد. همچنین از طریق Generative Design حاصل از یادگیری ماشینی، این سیستم قادر به ایجاد طرح‌های جایگزین و جایگشت‌های ممکن برای حل یک مسئله است و هربار غنی‌تر و پربارتر می‌شود.

کنترل هزینه‌ها در طول پروژه (هوش مصنوعی در ساخت و ساز):

همان‌گونه که قبلا اشاره شد‌، هوش مصنوعی قادر است تا بهترین برآورد قیمت را با توجه به تورم‌های موجود در بازار و تجربه‌های سابقش ارائه دهد. اکثر پروژه‌های بزرگ، با وجود به کارگیری تیم‌های حرفه‌ای، بازهم با هزینه‌های مازاد روبه‌رو می‌شوند. هوش مصنوعی قادر است تا با بررسی عواملی مانند اندازه پروژه، قراردادها، زمان‌بندی، سطح شایستگی مدیران، تیم‌ها و… هزینه‌ها را پیش‌بینی کند. این فناوری با بررسی داده‌هایی مانند تاریخ شروع و پایان ساخت پروژه‌های مختلف و هزینه‌های آن‌ها، آینده پروژه‌ی پیش رو را تخمین می‌زند. یادگیری ماشین با تجزیه و تحلیل‌های چندوجهی و تنظیم متغیرهایی که ممکن است منجر به ایجاد مشکلاتی در پروژه شوند به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. همچنین شبکه‌های عصبی مصنوعی موجود در یادگیری عمیق، با تجزیه و تحلیل عملکرد کارکنان، تاریخ شروع، هزینه مواد و سایر متغیرهایی که مورد بررسی قرار می‌دهد، رسیدگی به طرح‌های پیچیده پروژه را آسان می‌کند. از آن‌جایی که پروژه‌های بزرگ‌تر به سرمایه‌گذاری‌های بزرگتری نیز احتیاج دارند، هوش مصنوعی و زیرشاخه‌هایش برای صنعت ساختمان به منزله سود خالص می‌باشند.

تولید و توزیع مصالح ساختمانی(هوش مصنوعی و صنعت ساختمان):

هوش مصنوعی می‌تواند به افراد و شرکت‌های ساخت و ساز مختلف، به منظور پیش‌بینی قیمت مصالح ساختمانی کمک کند. به این منظور، هوش مصنوعی تمام داده‌های تاریخی و سیر عملکرد عوامل مختلفی که بر قیمت مصالح تأثیر می‌گذارند را بررسی می‌کند. درواقع با کاربرد هوش مصنوعی در صنعت ساختمان، مدیریت موجودی مصالح آسان‌تر و قیمت خرید آن‌ها به‌صرفه‌تر خواهد بود. همچنین هوش مصنوعی قادر است با توجه به میزان استفاده از مصالح در هر سایت ساختمانی، نیاز به شارژ مجدد مواد خام را در نظر بگیرد و خود به خود برای سفارش مجدد اقدام نماید. این کامپیوتر هوشمند حتی بهترین ارائه دهنده مصالح ساختمانی را با توجه به میزان کیفیت مواد، وقت‌شناسی در تحویل، قیمت و… شناسایی کرده و خرید خود را از آنجا سفارش می‌دهد. این فناوری مدرن حتی در طول ساخت مصالح ساختمانی نیز کاربرد دارد و به دنبال تولید با کیفیت‌ترین آن‌ها است. شرکت‌های ساخت مصالح ساختمانی می‌توانند با استفاده از هوش مصنوعی مناسب‌ترین مصالح را با توجه به دما، فشار و… با توجه به داده‌های به دست آمده از لیزر، معاینات اولتراسوند، دوربین‌ها، دماسنج‌ها و سایر تجهیزات ممکن تولید کنند.

ایمنی ساخت و ساز (هوش مصنوعی و صنعت ساخت و ساز):

از ابتدای تاریخ ساختمان سازی، کارگران زیادی جان خود را از دست داده‌اند. عمده این مرگ و میر ها بر اثر عدم وجود ایمنی در محیط کار بوده است. حوادثی از قبیل سقوط از ارتفاع، برق‌گرفتگی، سقوط اجسام سنگین، گرفتاری درمیان دو مانع و… از جمله حوادث مرگ آسا در صنعت ساختمان‌سازی معرفی شده‌اند. هوش مصنوعی قادر است با تجزیه و تحلیل محیط کار و اسکن تجهیزات حفاظتی کارگران و مقایسه آن‌ها با سابقه حوادث این‌چنینی، مدیران را از وجود خطر آگاه کند. با راه‌اندازی BIM 360 Project IQ توسط Autodesk، امیدی به منظور کاهش حوادث غیرمترقبه، در ساختمان‌سازی قوت گرفته است. این افزونه هوشمند می‌تواند با استفاده از داده‎‌های بهم متصل و یادگیری ماشین، مسائل پرخطر و ریسک پیمانکاران فرعی پروژه‌ها را شناسایی کند. این نرم‌افزار مشکلات را علامت‌گذاری کرده و سپس شخص مناسب را برای رفع آن تعیین می‌کند. در برخی از موارد نیز جزئیاتی را برای اصلاح مشکل ارائه می‌دهد. این افزونه در رتبه‌دهی و انتخاب پیمانکاران فرعی ذی‌صلاح، بسیار دقیق و حساس عمل می‌کند.

ایمنی با Smartvid (هوش مصنوعی و صنعت ساختمان):

پلتفرم Smartvid که شامل یک موتور SmartTag است، به منظور مدیریت فیلم و عکس‌ها استفاده می‌شود. این فناوری با استفاده از یادگیری ماشین، چندین برابر سریع‌تر از هوش انسانی، خطرات را می‌شناسد. در یک آزمایش، این موتور هوشمند توانست در کمتر از 10 دقیقه، 446 تصویر از افراد بدون کلاه ایمنی و دارای لباس‌‎های نامناسب را از میان 1080 مورد شناسایی کند. این درحالی است که انسان‌ها در حدود چهار ساعت و نیم، زمان گذاشتند تا بتوانند 414 مورد را شناسایی کنند.

کاهش ریسک (هوش مصنوعی و ساختمان سازی):

هر پروژه ساختمانی دارای ریسک‌هایی است که به اشکال مختلفی مانند کیفیت، ایمنی، زمان و ریسک هزینه بروز می‌کند. هرچه پروژه بزرگ‌تر باشد، میزان ریسک بیشتر است. زیرا چندین پیمانکار فرعی در مشاغل مختلف به طور موازی در سایت‌های شغلی فعالیت می‌کنند. راه‌حل‌های هوش مصنوعی در صنعت ساختمان باعث می‌شوند که نظارت و اولویت‌بندی ریسک در محل کار آسان‌تر شود. این به تیم پروژه کمک می‌کند تا منابع و زمان محدود خود را بر روی بزرگ‌ترین عوامل خطر متمرکز کند و در نتیجه ریسک‌ها را کاهش دهد.

کمبود نیروی کار (هوش مصنوعی و ساخت وساز):

در کشورهای اروپایی و آمریکایی، کمبود نیروی کار محسوس است. بر اساس گزارش سی ان ان، صنعت ساختمان سازی با کمبود بیش از یک میلیون کارگر در ایالات متحده مواجه است. به گفته McKinsey & Company، با استفاده از هوش مصنوعی، میزان بهره‌وری شرکت‌های ساختمان سازی تا 50 درصد افزایش می‌یابد. هوش مصنوعی قادر است تا با نظارت بر سایت‌های مختلف، بهترین تقسیم‌بندی نیروی کار و ماشین‌آلات را به‌وجود آورد. همچنین می‌تواند گزارش دهد که کدام سایت شغلی دارای تعداد کارگر و تجهیزات کافی، اضافی و یا کم است و آیا می‌توانند تا زمان مقرر کار را تحویل دهند. رباتی به نام Spot the Dog به منظور نگهبانی، نظارت و اسکن کلی پروژه، کارگران و تجهیزات ساخته شده است. این ربات مشکلات احتمالی را تشخیص می‌دهد و کارگران را در میان سایت‌های مختلف تقسیم کند. همچنین قادر است با قابلیت تشخیص چهره‌اش، کارگرانی که کارایی لازم را ندارند، شناسایی کند.

ماشین‌آلات خودران (هوش مصنوعی در صنعت ساخت و ساز):

در طول تمام پروژه‌های ساختمانی، تعدادی کار تکراری و روتین وجود دارند. عملیات تخریب، بتن ریزی، جوشکاری، خاک‌برداری و… برخی از این کارها هستند. در حال حاضر تعدادی ماشین‌آلات خودران طراحی شده‌اند که می‌توانند تمام این امورات را با کارآمدی بیشتری نسبت به انسان‌ها انجام دهند. در برخی از موارد، ماشین‌آلات سنگینی از قبیل جرثقیل، بولدوزر و بیل مکانیکی در سایت‌های ساختمانی بسیار خطرناک عمل کرده‌اند. استفاده از هوش مصنوعی در صنعت ساختمان، میزان امنیت این ماشین‌آلات را نیز افزایش داده است. افزودن حس‌گرها و استفاده از یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در ماشین‌ها باعث ایجاد جریان‌های کاری سریع‌تر، ایمن‌تر و کارآمدتر می‌شود. یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان تجهیزات ساختمانی و معدنی در ژاپن، در سال 2015 همکاری خود را با شرکت NVIDIA آغاز نمود. این پروژه بزرگ که پروژه کوماتسو نام دارد به منظور افزایش ایمنی و تقویت ماشین‌آلات و اشیا موجود در سایت‌ها است.

ساخت و ساز خارج از محل (هوش مصنوعی در ساختمان سازی):

هوش مصنوعی در صنعت ساختمان تنها به موارد بالا ختم نمی‌گردد. بلکه در خارج از محیط ساخت و ساز نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال می‌توان سازه‌هایی مانند دیوار را در شرکت‌هایی دورتر از محل پروژه توسط ربات‌ها ساخت، و در محل پروژه مونتاژ نمود. اینگونه نیروی انسانی می‌تواند زمان و انرژی خود را صرف اموراتی مانند لوله‌کشی، تهویه مطبوع و سیستم‌های الکتریکی کنند.

هوش مصنوعی برای پس از ساخت (هوش مصنوعی و ساخت و ساز):

مدیران و مهندسان پروژه‌های ساختمان‌سازی می‌توانند تا مدت‌ها پس از اتمام ساخت و ساز از هوش مصنوعی استفاده کنند. آن‌ها می‌توانند جمع‌آوری اطلاعات درباره یک سازه را از طریق حسگرها، پهپادها، فناوری‌های بی‌سیم، تحلیل‌های پیشرفته و الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی انجام دهند. اینگونه بینش‌های ارزشمندی را در مورد عملکرد و کیفیت یک ساختمان، پل، جاده‌ و… به دست خواهند آورد و در پروژه‌های بعدی به کار خواهند بست. همچنین هوش مصنوعی می‌تواند برای نظارت بر مشکلات، تعیین زمان نیاز به تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و… استفاده شود.

تلاش کردیم تا در این مقاله به صورت مختصر تمام مزایای کاربرد هوش مصنوعی در صنعت ساختمان را شرح دهیم. در صورتی که دارای اطلاعات بیشتری در این زمینه هستید، با ما در میان بگذارید.

سرویس ژوپیتر ابر فردوسی

در حال حاضر شرکت رایانش ابری فردوسی با ارائه سرویس ژوپیتر لب با نازل‌ترین قیمت‌ها، گام بلندی در راستای پیشرفت هوش مصنوعی در ایران برداشته است. جهت استفاده کلیک نمایید: