الذكاء الاصطناعي في مجال البناء: إنقاذ الأرواح، وخفض التكاليف، ورفع مستوى الجودة

يُحدث الذكاء الاصطناعي تحولًا في قطاع البناء من خلال تعزيز السلامة، وجدولة أكثر ذكاءً، وتحسين مراقبة الجودة. دعنا نستكشف كيف تضمن هذه التطورات مستقبلًا أكثر أمانًا وكفاءة لهذه الصناعة.

يغير الذكاء الاصطناعي قطاع البناء من خلال تحسين جدولة المشاريع، وتخصيص الموارد، وإدارة المهام، مما يؤدي إلى مكاسب ملحوظة في الكفاءة والإنتاجية. دوره الحاسم في تعزيز السلامة واتخاذ القرارات ومراقبة الجودة أصبح لا غنى عنه في ممارسات البناء الحديثة.

على الرغم من تحديات التبني، فإن سوق الذكاء الاصطناعي في قطاع البناء، الذي تقدر قيمته بأكثر من 2.5 مليار دولار في عام 2022، من المتوقع أن يرتفع إلى 15.1 مليار دولار بحلول عام 2032. هذه الزيادة مدعومة بقدرة الذكاء الاصطناعي على تقليل الجداول الزمنية والتكاليف، مما يبشر بمستقبل أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة للاعبين في الصناعة في جميع أنحاء العالم.

‍

الحد من الحوادث في مواقع البناء باستخدام الذكاء الاصطناعي

وفقًا لمنظمة العمل الدولية التابعة للأمم المتحدة، يعتبر البناء ثاني أخطر قطاع بعد الزراعة.

في عام 2022، واجه قطاع البناء في الولايات المتحدة خسارة 1,069 متخصصًا لقوا حتفهم أثناء العمل، مما يمثل زيادة قدرها 83 حالة وفاة مقارنة بالعام السابق. ظل معدل الوفيات في القطاع في الولايات المتحدة يحوم حول 10 وفيات لكل 100,000 عامل لأكثر من عقد من الزمان، مما يسلط الضوء على الحاجة الماسة إلى تحسين تدابير السلامة في هذه الصناعة عالية المخاطر.

إن دمج الذكاء الاصطناعي في صناعة البناء يعزز بشكل كبير تدابير السلامة في مواقع البناء. تشمل بعض المزايا الرئيسية ما يلي:

· المراقبة في الوقت الفعلي تستلزم المراقبة المستمرة لأنشطة البناء، مما يسمح بالكشف الفوري عن المخاطر المحتملة، مثل الأسلاك الكهربائية المكشوفة أو السقالات غير المؤمنة أو حواجز السلامة غير الكافية. تضمن هذه الرقابة المستمرة باستخدام أجهزة الاستشعار أو الكاميرات تحديد المواقف الخطرة ومعالجتها على الفور قبل أن تتصاعد إلى حوادث خطيرة.

· الكشف عن مخاطر السلامة يمكنه الكشف بسرعة عن المخاطر، مثل نقاط الضعف الهيكلية أو الأسطح غير المستقرة أو الاستخدام غير السليم للمعدات باستخدام الخوارزميات المتقدمة وتقنيات تحليل البيانات. وهذا يضمن حلاً فوريًا للحفاظ على سلامة العمال ومنع وقوع الحوادث.

· الامتثال التنظيمي يفرض الامتثال الصارم لأنظمة السلامة من خلال التقييم المستمر لما إذا كانت بروتوكولات السلامة متبعة. وهذا لا يقلل فقط من خطر وقوع الحوادث ولكنه يضمن أيضًا بيئة عمل أكثر أمانًا لجميع الموظفين.

‍

اتخاذ القرارات بالذكاء الاصطناعي في البناء

في صناعة البناء، تعتبر المواعيد النهائية الضيقة للمشاريع وبيئات العمل الديناميكية والحاجة المستمرة لتنسيق فرق وموارد متعددة بكفاءة هي القاعدة. نظرًا للوتيرة السريعة للقطاع، فإن القدرة على اتخاذ قرارات مستنيرة بسرعة ودقة أمر بالغ الأهمية.

هنا يأتي دور اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات، مما يغير طريقة تخطيط وتنفيذ مشاريع البناء. من خلال الاستفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة، يمكن للصناعة تحليل كميات كبيرة من بيانات البناء بسرعة ودقة غير مسبوقتين. لقد أحدثت نماذج الذكاء الاصطناعي مثل Ultralytics YOLOv8 ثورة في الصناعة من خلال المساعدة في اكتشاف الكائنات (object detection)، و تقسيم الصور (segmentation)، و تتبع الكائنات (object tracking)، مما يدفع التغيير والتحسينات في سير العمل داخل صناعة البناء من خلال الرؤية الحاسوبية.

‍

تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• تخطيط مستنير واستباقي. يمكّن الذكاء الاصطناعي مديري المشاريع من توقع المشكلات المحتملة قبل ظهورها، سواء كانت أخطاء في التصميم، أو مشاكل في أداء المقاولين من الباطن، أو أعطال المعدات، أو نقص المواد. يمكن لتقنيات مثل YOLOv8 في الرؤية الحاسوبية أن تساعد في تتبع المخزون (inventory tracking) عن طريق عد المواد ومراقبتها بدقة. يتيح التعلم الآلي تعديل الجداول الزمنية بناءً على رؤى في الوقت الفعلي، مما يساعد على تخفيف المخاطر وضمان تنفيذ أكثر سلاسة للمشروع وتقليل التأخير وتجاوز التكاليف.
  ‍
• نمذجة معلومات البناء (BIM): تسهل تقنية BIM في البناء اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات من خلال توفير تمثيلات رقمية مفصلة للخصائص الفيزيائية والوظيفية. يوفر BIM والذكاء الاصطناعي معًا رؤى تساعد في تبسيط عمليات التخطيط والتصميم والإدارة، مما يؤدي إلى تنفيذ أكثر كفاءة للمشروع.
  ‍
• تحسين الموارد. يساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في تقييم مدى توفر واستخدام المعدات والقوى العاملة والمواد، مما يضمن أقصى قدر من الاستفادة دون إهدار. وهذا لا يعزز الإنتاجية ويقلل التكاليف فحسب، بل يعزز أيضًا الكفاءة والمسؤولية البيئية، مما يعزز ممارسات البناء المستدامة.
  ‍
• تحليل البيانات. من خلال تحليل البيانات التاريخية ومقاييس المشروع الحالية، يمكن للذكاء الاصطناعي التنبؤ بالتأخيرات المحتملة بسبب الطقس، والاختناقات التنظيمية، وظروف الموقع، ونقص العمالة، وما إلى ذلك. يتيح التحليل (analytics) الاستراتيجي إعادة تخصيص العمالة والمواد بشكل منهجي لضمان الحفاظ على جداول المشروع.

دور الذكاء الاصطناعي في مراقبة جودة البناء واكتشاف العيوب

تعد مراقبة الجودة جانبًا مهمًا في أي مشروع بناء، ويلعب الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في الحفاظ على معايير البناء العالية. من خلال الاستفادة من التقنيات المتقدمة، يضمن الذكاء الاصطناعي أن كل مرحلة من مراحل عملية البناء تلبي معايير الجودة الصارمة. 

وهذا لا يضمن سلامة الهيكل النهائي فحسب، بل يعزز أيضًا السلامة العامة و متانة المشروع.

فيما يلي بعض الطرق المحددة التي يساهم بها الذكاء الاصطناعي في مراقبة الجودة في البناء:

• يضمن معايير بناء عالية: تم تصميم أنظمة الذكاء الاصطناعي لمراقبة وتقييم أنشطة البناء باستمرار، مما يضمن التزام جميع الأعمال بالمعايير واللوائح المعمول بها. تساعد هذه الرقابة المستمرة في الحفاظ على أعلى مستويات الجودة طوال دورة حياة المشروع.
  ‍
• يقلل الحاجة إلى إعادة العمل: من خلال تحديد العيوب مبكرًا، يقلل الذكاء الاصطناعي بشكل كبير من الحاجة إلى إعادة العمل. وهذا لا يوفر الوقت والموارد فحسب، بل يضمن أيضًا بقاء المشروع في الموعد المحدد. 
  ‍
• يبسط عمليات التفتيش: تعمل الطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار التي تعمل بالذكاء الاصطناعي على أتمتة عمليات التفتيش، وتحديد المشكلات المحتملة بسرعة ودقة أكبر. 
  ‍
• يسهل الصيانة التنبؤية: تحلل خوارزميات الذكاء الاصطناعي بيانات المعدات لتوقع احتياجات الصيانة، وتقليل وقت التوقف عن العمل وضمان الأداء الأمثل.

الذكاء الاصطناعي في البناء: التحديات

على الرغم من حجم قطاع 12 تريليون دولار للهندسة المعمارية والهندسة والبناء (AEC)، إلا أنه تخلف تقليديًا عن الركب في تبني التقنيات الرقمية والممارسات المبتكرة. هذه الصناعة، التي تعد واحدة من أكبر الصناعات على مستوى العالم، بدأت للتو في اللحاق بالقطاعات الأخرى من حيث التحديث والتقدم التكنولوجي.

تشير تقارير McKinsey إلى أنه في حين أن قطاع التكنولوجيا الذي يركز على AEC يتقدم، إلا أنه لم يصل بعد إلى النطاق والتطور الذي نشهده في قطاعات البرمجيات الراسخة الأخرى مثل الخدمات اللوجستية والتصنيع والزراعة. في الواقع، ينفق عملاء AEC أقل على تكنولوجيا المعلومات مقارنة بالقطاعات الأخرى مثل التصنيع والهندسة المعمارية والخدمات اللوجستية. تساهم هذه الاستثمارات المنخفضة في التحديات التي تواجهها شركات تكنولوجيا AEC في النمو بكفاءة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد في الصناعة عدد أقل من الشركات الناشئة والشركات المليارية مقارنة بحجمها.

إن هذا التخصيص المنخفض للميزانية في تكنولوجيا المعلومات، إلى جانب تجزئة السوق والممارسات التناظرية الراسخة، يعيق التقدم. في المتوسط، تخصص شركات AEC من 1 إلى 2 بالمائة فقط من إيراداتها لتكنولوجيا المعلومات، وهو أقل بكثير من 3 إلى 5 بالمائة المعتادة في الصناعات الأخرى.

تمثل النفقات الكبيرة المرتبطة بكل من الاستثمار والتشغيل حاجزًا رئيسيًا أمام نمو الذكاء الاصطناعي في سوق البناء. يتطلب تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي في مشاريع البناء نفقات مالية كبيرة، تغطي شراء أنظمة الذكاء الاصطناعي والأجهزة والبرامج اللازمة والخبرة المتخصصة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون تكاليف التشغيل والصيانة، مثل توظيف الأفراد المهرة وإجراء التحديثات المنتظمة وتلبية احتياجات البنية التحتية، كبيرة. هذه التكاليف المرتفعة تجعل من الصعب على شركات البناء الصغيرة والمتوسطة الحجم تبني حلول الذكاء الاصطناعي، كما سلطت الضوء على ذلك Global Market Insights. ومع ذلك، فإن فهم كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي في البناء أمر بالغ الأهمية للصناعة لتجاوز هذه الفجوة وتحقيق قدر أكبر من الكفاءة والابتكار.

الروبوتات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي في صناعة البناء: آفاق جديدة

تخيل سيناريو تحل فيه الروبوتات محل العمال البشريين في مواقع البناء، وبالتالي تخفف من خطر الإصابة أو الوفاة البشرية.

بينما تتقدم صناعة البناء إلى العصر الرقمي مدفوعة بالذكاء الاصطناعي، فإن الروبوتات تجلب الرؤية المستقبلية إلى الحياة في مواقع البناء. في حين أن الذكاء الاصطناعي يعزز اتخاذ القرارات ومراقبة الجودة، فإن الروبوتات توفر تجسيدًا ملموسًا لهذه التطورات.

الروبوتات، وهي فرع من فروع الهندسة يدمج علوم الحاسوب مع الهندسة الميكانيكية والكهربائية، تتوسع في قطاع البناء في السنوات الأخيرة. تواجدت الروبوتات لعقود ولكنها لم تشهد ارتفاعًا كبيرًا في شعبيتها إلا مؤخرًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاهتمام المتزايد والاعتماد الذي أعقب جائحة COVID-19. وبالتالي، فقد أتاح ذلك عددًا كبيرًا من الاحتمالات الجديدة.

الروبوتات قادرة على أتمتة الآلات الثقيلة والأساطيل لمهام مثل الحفر والنقل ورفع الأحمال وأعمال الخرسانة والهدم. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم طرق البناء المتقدمة الروبوتات لإدارة النفايات وأتمتة المهام والبناء الصناعي.

بلغ حجم سوق روبوتات البناء العالمية 442.5 مليون دولار في عام 2023 ومن المتوقع أن ينمو إلى 1.2 مليار دولار بحلول عام 2030.

ثلاث فئات رئيسية من روبوتات البناء تقود هذا التحول:

· الروبوتات الثابتة. تعمل هذه الروبوتات دون تحريك قاعدتها، بما في ذلك أنواع مثل الروبوتات الجسرية والأذرع الروبوتية والروبوتات الكبلية.

· الروبوتات المتنقلة. إنها تعزز كفاءة البناء ويمكنها التنقل في التضاريس الوعرة، مع أنواع تشمل الروبوتات ذات العجلات والمشي والطيران والسباحة.

· الروبوتات الجماعية. العديد من الروبوتات الصغيرة التي تتعاون لبناء التصاميم بشكل مستقل، باتباع مسارات مخططة لتجنب الاصطدامات.

أفكار أخيرة

يغير الذكاء الاصطناعي وجه صناعة البناء من خلال تحسين جدولة المشاريع وتخصيص الموارد وإدارة المهام، مما يؤدي إلى مكاسب كبيرة في الكفاءة والإنتاجية. أصبح دور الذكاء الاصطناعي في تعزيز السلامة واتخاذ القرارات ومراقبة الجودة أمرًا حيويًا بشكل متزايد.

على الرغم من التحديات، فإن دمج الذكاء الاصطناعي، جنبًا إلى جنب مع التطورات في الروبوتات وتكنولوجيا BIM، يبشر بمستقبل أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة للبناء.

هل أنت حريص على معرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي؟ انضم إلى مجتمع Ultralytics ! انغمس في مستودع GitHub الخاص بنا للحصول على أحدث التطورات في الذكاء الاصطناعي. تعرف على كيف تحدث حلول الذكاء الاصطناعي الخاصة بنا ثورة في الرعاية الصحية و القيادة الذاتية. تواصل معنا للتعلم والابتكار معًا!