بالنقر فوق “قبول جميع ملفات تعريف الارتباط”، فإنك توافق على تخزين ملفات تعريف الارتباط على جهازك لتحسين التنقل في الموقع وتحليل استخدام الموقع والمساعدة في جهودنا التسويقية. مزيد من المعلومات
إعدادات ملفات تعريف الارتباط
بالنقر فوق “قبول جميع ملفات تعريف الارتباط”، فإنك توافق على تخزين ملفات تعريف الارتباط على جهازك لتحسين التنقل في الموقع وتحليل استخدام الموقع والمساعدة في جهودنا التسويقية. مزيد من المعلومات
عادةً، عندما نفكر في معدات البناء والآلات الثقيلة، فإننا نتخيل بشرًا يقومون بتشغيل هذه الآلات القوية يدويًا. ومع ذلك، مع صعود الذكاء الاصطناعي، يتم الآن أتمتة العديد من مركبات البناء لتقليل المخاطر وتحسين السلامة وتعزيز الكفاءة. أصبحت المركبات ذاتية القيادة والتي يتم التحكم فيها عن بعد أكثر شيوعًا في صناعة البناء والتشييد.
على سبيل المثال، طورت فولفو مؤخرًا TA15، وهي شاحنة قلابة ذاتية القيادة بالكامل مصممة خصيصًا لنقل المواد الثقيلة مثل الرمل والحصى والحطام من وإلى مواقع البناء. وفقًا لوزارة العمل الأمريكية، فإن صناعة البناء والتشييد لديها ثالث أعلى معدل للإصابات المميتة. من خلال دمج الذكاء الاصطناعي في البناء، يمكننا تقليل هذه الوفيات بشكل كبير وتحسين تدابير السلامة. في هذه المقالة، سوف نستكشف كيف يعزز الذكاء الاصطناعي معدات البناء من خلال جعلها أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة مع دفع الابتكار في جميع أنحاء صناعة البناء والتشييد.
فهم كيفية دمج الذكاء الاصطناعي في معدات البناء
يمكن أن تتعرض معدات ومركبات البناء لحوادث بسبب بيئات العمل غير المتوقعة والخطأ البشري. ومع ذلك، يمكن للأنظمة التي تدعم الذكاء الاصطناعي أن تساعد الإدارة على معالجة مخاطر مكان العمل بشكل فعال وتقليل هذه الأخطاء. يمكن أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي في معدات البناء لتحسين تشغيل المعدات ومراقبة أداء الماكينة وأتمتة جداول الصيانة.
إليك نظرة فاحصة على التقنيات الرئيسية التي تمكن هذه الابتكارات:
إنترنت الأشياء (IoT): يربط إنترنت الأشياء الأجهزة، مما يسمح لها بتبادل البيانات. تراقب الأجهزة الذكية القابلة للارتداء صحة العمال، بينما تنبه مستشعرات التقارب والسلامة العمال بشأن المخاطر وتخطر الإدارة عندما تتطلب المعدات صيانة.
التحليلات التنبؤية: باستخدام البيانات التاريخية والتعلم الآلي، تتوقع التحليلات التنبؤية الأحداث المستقبلية وتحدد المشكلات المحتملة وتساعد على تحسين الجداول الزمنية. يمكنه أيضًا التنبؤ بالظروف الجوية لمنع الاضطرابات في الموقع.
تعمل الرؤية الحاسوبية على تغيير طريقة عمل الآلات الثقيلة في مواقع البناء، مما يوفر حلولاً جديدة ومبتكرة. دعنا نستعرض بعض التطبيقات المثيرة للاهتمام التي تعرض إمكانات تحليلات الصور و الفيديو في معدات البناء.
الذكاء الاصطناعي وقبّانات الوزن غير المأهولة
قبّان الوزن هو ميزان يستخدم لقياس وزن المركبات الثقيلة. وهذا أمر بالغ الأهمية في مجال البناء للتأكد من امتثال المركبات لحدود الوزن الآمنة أثناء النقل. تقليديًا، تعتمد هذه العملية على مشغل في كشك لتسجيل التفاصيل يدويًا مثل أوقات دخول وخروج المركبات وأرقام التسجيل وأوزان الحمولة. ومع ذلك، يمكن أن يكون هذا النهج اليدوي بطيئًا وعرضة للخطأ البشري ويفتقر إلى الشفافية.
يمكن أن تساعد قبّانات الوزن غير المأهولة في تحسين الدقة وتقليل الخطأ البشري وتسريع العملية وتوفير مراقبة وشفافية في الوقت الفعلي لعمليات أكثر أمانًا وكفاءة. وهي تستخدم أجهزة متكاملة مع الذكاء الاصطناعي مثل المستشعرات و الكاميرات وشاشات LED والتوجيه الصوتي الآلي لتبسيط العملية بأكملها. عندما تقترب الشاحنة من نقطة الدخول، تكتشف الكاميرات المزودة بتقنية التعرف التلقائي على لوحة الأرقام (ANPR) لوحة ترخيص السيارة وتتحقق من تسجيلها. إذا كان التسجيل صالحًا، يمنح النظام حق الوصول إلى ميزان الوزن.
تقوم مستشعرات الوزن أثناء الحركة التي تدعم إنترنت الأشياء (IoT) بعد ذلك بقياس وزن الشاحنة أثناء تحركها، وإذا لزم الأمر، تنبه السائق للتوقف في الموضع الصحيح للوزن الدقيق. يتم تحليل بيانات الوزن ومقارنتها بالحدود المحددة مسبقًا، وإذا كانت الشاحنة ضمن هذه الحدود، يتم توجيه السائق إلى بوابة الخروج. عند الخروج، يتحقق نظام ANPR مرة أخرى من السيارة للتأكد من أنها تطابق السيارة التي دخلت، بينما تراقب الكاميرات المزودة بالرؤية الحاسوبية العملية بحثًا عن أي مخالفات. يقوم النظام بتنبيه المشرفين واتخاذ الإجراءات التصحيحية المناسبة في حالة وجود مشكلات مثل الأحمال الزائدة أو المخالفات التي يرتكبها السائق.
مراقبة نعاس السائق باستخدام الذكاء الاصطناعي
يُظهر مسح أجرته وزارة النقل الأمريكية أن الشاحنات هي الطريقة الأكثر شيوعًا لنقل البضائع. غالبًا ما يقود سائقو الشاحنات لمسافات طويلة، بما في ذلك الرحلات الليلية. وينطبق هذا أيضًا على صناعة البناء، حيث تعتبر الشاحنات ضرورية لنقل الآلات والمواد الثقيلة بين المواقع، وأحيانًا عبر مسافات كبيرة. يمكن أن تؤدي القيادة ليلاً إلى التعب وزيادة خطر وقوع الحوادث. تُظهر الدراسات أن 21% من الحوادث المميتة سببها نعاس السائق.
لمعالجة هذه المشكلة، تستخدم الشركات المصنعة للشاحنات الرؤية الحاسوبية لمراقبة نعاس السائق. يمكن استخدام تقنيات الرؤية الحاسوبية مثل التعرف على الوجه و تقدير الوضعية و اكتشاف الأجسام لمراقبة حركة عين السائق ووضع الرأس وتعبيرات الوجه. على سبيل المثال، إذا أغلقت جفون السائق إلى ما بعد نطاق معين، يمكن للنظام اكتشاف ذلك وإطلاق إنذار لتنبيه السائق. تُستخدم أنظمة الكشف عن نعاس السائق على نطاق واسع في شاحنات Tata وشركات السيارات الأخرى.
الشكل 3. مراقبة نعاس السائق باستخدام الرؤية الحاسوبية.
مركبات البناء ذاتية القيادة والذكاء الاصطناعي
يمكن أن تكون ظروف العمل في مواقع البناء صعبة، خاصة في درجات الحرارة القصوى. على سبيل المثال، في مواقع الحفر، غالبًا ما يواجه العمال حرارة شديدة، مما يؤثر على قدرتهم على العمل بكفاءة ويتطلب فترات راحة متكررة للترطيب والراحة. للمساعدة في تقليل وقت التوقف عن العمل في هذه الظروف، يقوم الباحثون بتطوير مركبات بناء ذاتية القيادة مثل الجرافات والرافعات.
تم تجهيز هذه الآلات ذاتية القيادة بكاميرات عالية الدقة و تقنية الرؤية الحاسوبية التي تحلل التضاريس وتقيّم عوامل مثل المنحدر والأرض الرخوة والمناطق غير المستوية. وهي تستخدم اكتشاف الأجسام للتعرف على الأشخاص والمعدات، مما يعزز السلامة عن طريق التوقف تلقائيًا عند اكتشاف عائق. قام باحثون من جامعة Huazhong للعلوم والتكنولوجيا (HUST)، بالتعاون مع Shantui، مؤخرًا بتطوير جرافة ذاتية القيادة يمكنها العمل في درجات حرارة قصوى تصل إلى -10 درجات مئوية.
الشكل 4. مثال على جرافة ذاتية القيادة (المصدر: constructionworld.in).
تحسين استهلاك الوقود في الآلات الثقيلة
يعد تحسين استهلاك الوقود أمرًا حيويًا لشركات البناء، ولكن تطبيق ممارسات كفاءة استهلاك الوقود قد يكون أمرًا صعبًا. مع تقلب أسعار الوقود وتشغيل سائقين متعددين لمركبات البناء، يصبح إدارة استهلاك الوقود يدويًا أمرًا معقدًا. يمكن استخدام أنظمة إدارة الوقود المدعومة بالذكاء الاصطناعي لتعزيز العملية وتقليل استهلاك الوقود.
يتم تدريب أنظمة إدارة الوقود بالذكاء الاصطناعي هذه باستخدام مجموعات بيانات كبيرة لتحسين استخدام الوقود من خلال إنشاء خيارات مسار متعددة والتوصية بالمسار الأكثر كفاءة في استهلاك الوقود. أيضًا، يمكن دمجها مع وحدة التحكم في محرك السيارة (ECU) لتقديم توصيات في الوقت الفعلي لتغيير التروس. من خلال اتباع هذه التوصيات المدعومة بالذكاء الاصطناعي، يمكن تحسين أنماط القيادة للسائقين المختلفين، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود.
توفر معدات البناء المتكاملة مع الذكاء الاصطناعي مجموعة من المزايا، من اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات إلى المراقبة في الوقت الفعلي. فيما يلي بعض الفوائد الرئيسية:
إطالة عمر المعدات: تزيد المراقبة المنتظمة والصيانة في الوقت المناسب من عمر الآلات.
تقليل وقت التوقف عن العمل: تعمل العمليات الآلية و الصيانة التنبؤية على تقليل وقت توقف المعدات.
اتخاذ قرارات أفضل: يوفر رؤى مستندة إلى البيانات، مما يسمح بإدارة أكثر ذكاءً للموارد والعمليات.
ومع ذلك، على الرغم من التبني المتزايد للذكاء الاصطناعي في مجال البناء، لا تزال هناك بعض التحديات التي يجب أخذها في الاعتبار:
ارتفاع الاستثمار الأولي: على الرغم من أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يؤدي إلى توفير طويل الأجل، إلا أن التكلفة الأولية لتنفيذ هذه الأنظمة كبيرة، مما قد يشكل عائقًا أمام الشركات الصغيرة.
مخاوف الخصوصية: نظرًا لأن الذكاء الاصطناعي يعتمد بشكل كبير على البيانات، فإن ضمان التخزين الآمن وحماية هذه المعلومات أمر بالغ الأهمية لتجنب الوصول غير المصرح به.
العمالة الماهرة: يتطلب دمج الذكاء الاصطناعي في معدات البناء تدريبًا متخصصًا، ويمكن أن يكون تعليم العمال كيفية استخدام هذه التقنيات تحديًا كبيرًا، خاصة مع الجداول الزمنية الصعبة.
تأثير مركبات البناء المدعومة بالذكاء الاصطناعي
يشهد قطاع البناء والتشييد تبنيًا سريعًا للذكاء الاصطناعي، حيث تقود شركات مثل Caterpillar وDaimler الطريق في تطوير الشاحنات ذاتية القيادة. في عام 2019، قدمت Daimler نموذجًا أوليًا لشاحنتها ذاتية القيادة، والتي من المتوقع أن تطرح في الأسواق بحلول عام 2027. أما شاحنة النقل ذاتية القيادة من Caterpillar، وهي 797F، فهي بالفعل تزيد من كفاءة عمليات التعدين. تستخدم الشركات الكبرى مثل BHP Group وRio Tinto وBarrick Gold الشاحنة 797F على مدار الساعة، مع الإبلاغ عن عدم وقوع إصابات في مكان العمل. وبالمثل، تدعي TuSimple، وهي شركة صينية للشاحنات ذاتية القيادة، أن شاحناتها أكثر كفاءة في استهلاك الوقود بنسبة 11٪ من تلك التي يقودها السائقون يدويًا. في يونيو 2023، أكملت TuSimple بنجاح رحلة بدون سائق لمسافة 39 ميلاً على طريق عام مفتوح في الصين.
مع استمرار تأثير الشاحنات ذاتية القيادة بشكل إيجابي على قطاع البناء والتشييد، من المتوقع أن ينمو السوق بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 10٪. ومع تحسين معدات البناء المدعومة بالذكاء الاصطناعي للسلامة وكفاءة استهلاك الوقود، تتجه الشركات نحو بيئات عمل أكثر أمانًا واستدامة.
الطريق إلى الأمام للذكاء الاصطناعي في مركبات البناء
يُحدث الذكاء الاصطناعي تغييرًا جذريًا في قطاع البناء والتشييد، ويجعل الآلات الثقيلة أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة. من المركبات ذاتية القيادة إلى أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تعمل على تحسين استخدام الوقود ومراقبة مواقع البناء في الوقت الفعلي، تساعد هذه التقنيات في تقليل الأخطاء وتوفير المال. في حين أن هناك تحديات، مثل تكلفة تطبيق الذكاء الاصطناعي وتدريب العمال، إلا أن الفوائد كبيرة. مع قيادة الذكاء الاصطناعي للابتكار، من المقرر أن يكون مستقبل البناء أكثر إنتاجية واستدامة وابتكارًا من أي وقت مضى.
