الذكاء الاصطناعي في الإنشاءات: إنقاذ الأرواح وخفض التكاليف والارتقاء بالجودة

يُحدث الذكاء الاصطناعي تحولًا في قطاع الإنشاءات من خلال تعزيز السلامة، وتحسين جدولة الأعمال، والارتقاء بمراقبة الجودة. لنستكشف كيف تضمن هذه التطورات مستقبلًا أكثر أمانًا وكفاءة للقطاع.

يُغيّر الذكاء الاصطناعي قطاع الإنشاءات من خلال تحسين جدولة المشاريع، وتوزيع الموارد، وإدارة المهام، مما يؤدي إلى مكاسب ملحوظة في الكفاءة والإنتاجية. وأصبح دوره الحاسم في تعزيز السلامة، واتخاذ القرارات، ومراقبة الجودة أمرًا لا غنى عنه في ممارسات الإنشاءات الحديثة.

رغم تحديات التبنّي، من المتوقع أن يقفز سوق الذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات، الذي بلغت قيمته أكثر من 2.5 مليار دولار في عام 2022، إلى 15.1 مليار دولار بحلول عام 2032. ويقود هذا النمو قدرة الذكاء الاصطناعي على تقليص الجداول الزمنية والتكاليف، مما يبشّر بمستقبل أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة للجهات العاملة في القطاع حول العالم.

الشكل 1. إحصاءات عالمية عن سوق الذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات.

الحد من الحوادث في مواقع الإنشاءات باستخدام الذكاء الاصطناعي#

وفقًا لـمنظمة العمل الدولية التابعة للأمم المتحدة، يُعد قطاع الإنشاءات ثاني أخطر القطاعات بعد الزراعة.

في عام 2022، واجه قطاع الإنشاءات في الولايات المتحدة فقدان 1,069 من العاملين الذين توفوا أثناء العمل، بزيادة قدرها 83 وفاة مقارنة بالعام السابق. وظل معدل الوفيات في القطاع بالولايات المتحدة يحوم حول 10 وفيات لكل 100,000 عامل لأكثر من عقد، مما يبرز الحاجة الملحّة إلى تحسين تدابير السلامة في هذا القطاع عالي المخاطر.

يؤدي دمج الذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات إلى تعزيز تدابير السلامة في مواقع الإنشاءات بدرجة كبيرة. وتشمل بعض المزايا الرئيسية ما يلي:

• تتضمن المراقبة في الوقت الفعلي الإشراف المستمر على أنشطة الإنشاءات، مما يتيح الكشف الفوري عن المخاطر المحتملة، مثل الأسلاك الكهربائية المكشوفة، أو السقالات غير المؤمّنة، أو حواجز السلامة غير الكافية. ويضمن هذا الإشراف المستمر باستخدام المستشعرات أو الكاميرات تحديد المواقف الخطرة ومعالجتها بسرعة قبل أن تتفاقم وتتحول إلى حوادث خطيرة.

• يمكن لـاكتشاف المخاطر اكتشاف الأخطار بسرعة، مثل نقاط الضعف الهيكلية، أو الأسطح غير المستقرة، أو الاستخدام غير السليم للمعدات، بالاعتماد على الخوارزميات المتقدمة وتقنيات تحليل البيانات. ويضمن ذلك المعالجة الفورية للحفاظ على سلامة العاملين ومنع وقوع الحوادث.

• يفرض الامتثال للمتطلبات التنظيمية التقيّد الصارم بأنظمة السلامة من خلال التقييم المستمر لمدى اتباع بروتوكولات السلامة. ولا يقلل ذلك من مخاطر الحوادث فحسب، بل يضمن أيضًا بيئة عمل أكثر أمانًا لجميع العاملين.

الشكل 2. توفي عدد أكبر من العاملين في قطاع الإنشاءات بالولايات المتحدة أثناء العمل في عام 2022 مقارنة بأي قطاع صناعي آخر.

اتخاذ القرارات بالذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات#

تُعد المواعيد النهائية الضيقة للمشاريع، وبيئات العمل الديناميكية، والحاجة المستمرة إلى تنسيق فرق وموارد متعددة بكفاءة، أمورًا معتادة في قطاع الإنشاءات. ونظرًا إلى الوتيرة السريعة للقطاع، تُعد القدرة على اتخاذ قرارات مستنيرة بسرعة ودقة أمرًا بالغ الأهمية.

هنا يأتي دور اتخاذ القرارات القائم على البيانات، إذ يغيّر طريقة تخطيط مشاريع الإنشاءات وتنفيذها. ومن خلال الاستفادة من تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة، يستطيع القطاع تحليل كميات كبيرة من بيانات الإنشاءات بسرعة ودقة غير مسبوقتين. وقد أحدثت نماذج الذكاء الاصطناعي مثل Ultralytics YOLOv8 تحولًا في القطاع من خلال المساعدة في اكتشاف الكائنات، والتقسيم، وتتبّع الكائنات، ودفع عجلة التغيير والتحسينات في سير العمل داخل قطاع الإنشاءات من خلال الرؤية الحاسوبية.

الشكل 3. مثال على استخدام Ultralytics YOLOv8 لاكتشاف الكائنات.

تشمل الفوائد الرئيسية ما يلي:

• التخطيط المستنير والاستباقي. يمكّن الذكاء الاصطناعي مديري المشاريع من توقّع المشكلات المحتملة قبل حدوثها، سواء كانت أخطاء في التصميم، أو مشكلات في أداء المقاولين من الباطن، أو أعطالًا في المعدات، أو نقصًا في المواد. ويمكن لتقنيات مثل YOLOv8 في الرؤية الحاسوبية المساعدة في تتبّع المخزون من خلال عدّ المواد ومراقبتها بدقة. ويتيح تعلّم الآلة تعديل الجداول الزمنية استنادًا إلى الرؤى المستخلصة في الوقت الفعلي، مما يساعد على الحد من المخاطر، وضمان تنفيذ أكثر سلاسة للمشروع، وتقليل التأخيرات وتجاوزات التكلفة.
• نمذجة معلومات البناء (BIM): تيسّر تقنية BIM في قطاع الإنشاءات اتخاذ القرارات القائم على البيانات من خلال توفير تمثيلات رقمية مفصلة للخصائص المادية والوظيفية. ويوفر الجمع بين BIM والذكاء الاصطناعي رؤى تساعد على تبسيط عمليات التخطيط والتصميم والإدارة، مما يؤدي إلى تنفيذ المشاريع بكفاءة أكبر.
• تحسين الموارد. يساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في تقييم توافر المعدات والقوى العاملة والمواد واستخدامها، بما يضمن أقصى استفادة منها دون هدر. ولا يؤدي ذلك إلى تعزيز الإنتاجية وخفض التكاليف فحسب، بل يعزز أيضًا الكفاءة والمسؤولية البيئية، ويدعم ممارسات الإنشاءات المستدامة.
• تحليل البيانات. من خلال تحليل البيانات التاريخية ومقاييس المشروع الحالية، يستطيع الذكاء الاصطناعي التنبؤ بالتأخيرات المحتملة الناجمة عن الطقس، أو الاختناقات التنظيمية، أو ظروف الموقع، أو نقص العمالة، وغير ذلك. وتمكّن التحليلات الاستراتيجية من إعادة توزيع العمالة والمواد بطريقة منهجية لضمان الالتزام بالجداول الزمنية للمشروع.

دور الذكاء الاصطناعي في مراقبة الجودة واكتشاف العيوب في قطاع الإنشاءات#

تُعد مراقبة الجودة جانبًا بالغ الأهمية في أي مشروع إنشائي، ويؤدي الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في الحفاظ على معايير عالية للإنشاءات. ومن خلال الاستفادة من التقنيات المتقدمة، يضمن الذكاء الاصطناعي استيفاء كل مرحلة من مراحل عملية الإنشاء لمعايير الجودة الصارمة.

الشكل 4. يشهد قطاع الإنشاءات تحولًا رقميًا متزايدًا.

ولا يضمن ذلك سلامة الهيكل النهائي فحسب، بل يعزز أيضًا السلامة العامة للمشروع ومتانته.

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

• يضمن معايير عالية للإنشاءات: صُممت أنظمة الذكاء الاصطناعي لمراقبة أنشطة الإنشاءات وتقييمها باستمرار، بما يضمن امتثال جميع الأعمال للمعايير واللوائح المعمول بها. ويساعد هذا الإشراف المستمر على الحفاظ على أعلى مستويات الجودة طوال دورة حياة المشروع.
• يقلل الحاجة إلى إعادة العمل: من خلال اكتشاف العيوب مبكرًا، يقلل الذكاء الاصطناعي الحاجة إلى إعادة العمل بدرجة كبيرة. ولا يوفر ذلك الوقت والموارد فحسب، بل يضمن أيضًا بقاء المشروع في الموعد المحدد.
• يبسّط عمليات التفتيش: تعمل الطائرات المسيّرة والمستشعرات المدعومة بالذكاء الاصطناعي على أتمتة عمليات التفتيش، وتحديد المشكلات المحتملة بسرعة ودقة أكبر.
• يتيح الصيانة التنبؤية: تحلل خوارزميات الذكاء الاصطناعي بيانات المعدات لتوقّع احتياجات الصيانة، مما يقلل وقت التوقف ويضمن الأداء الأمثل.

الذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات: التحديات#

رغم حجمه البالغ $12 تريليون، تأخر قطاع الهندسة المعمارية والهندسة والإنشاءات (AEC) تقليديًا في تبنّي التقنيات الرقمية والممارسات المبتكرة. ولا يزال هذا القطاع، الذي يُعد من أكبر القطاعات عالميًا، في بداية اللحاق بالقطاعات الأخرى من حيث التحديث والتقدم التكنولوجي.

تفيد McKinsey بأنه رغم إحراز قطاع التكنولوجيا الموجه إلى AEC تقدمًا، فإنه لم يبلغ بعد النطاق والدرجة من التطور المشهودة في قطاعات البرمجيات الراسخة الأخرى، مثل الخدمات اللوجستية والتصنيع والزراعة. وينفق عملاء AEC في الواقع أقل على تقنية المعلومات مقارنة بقطاعات أخرى مثل التصنيع والهندسة المعمارية والخدمات اللوجستية. ويسهم هذا الاستثمار الأقل في التحديات التي تواجهها شركات تقنية AEC عند التوسع بكفاءة. إضافة إلى ذلك، يضم القطاع عددًا أقل من الشركات سريعة النمو والشركات الناشئة التي بلغت قيمة المليار دولار مقارنة بحجمه.

ويعيق انخفاض تخصيص الميزانيات لتقنية المعلومات، إلى جانب تجزؤ السوق والممارسات التقليدية الراسخة، إحراز التقدم. وتخصص شركات AEC في المتوسط 1 إلى 2 بالمائة فقط من إيراداتها لتقنية المعلومات، وهي نسبة أقل بكثير من النسبة المعتادة التي تتراوح بين 3 و5 بالمائة في القطاعات الأخرى.

تمثل النفقات الكبيرة المرتبطة بالاستثمار والتشغيل على حد سواء عائقًا رئيسيًا أمام نمو الذكاء الاصطناعي في سوق الإنشاءات. ويتطلب تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي في مشاريع الإنشاءات نفقات مالية كبيرة تغطي اقتناء أنظمة الذكاء الاصطناعي، والأجهزة والبرمجيات اللازمة، والخبرات المتخصصة.

إضافة إلى ذلك، قد تكون تكاليف التشغيل والصيانة، مثل توظيف أفراد ذوي مهارات متخصصة، وإجراء التحديثات الدورية، وتلبية احتياجات البنية التحتية، كبيرة. وتجعل هذه التكاليف المرتفعة من الصعب على شركات الإنشاءات الصغيرة والمتوسطة اعتماد حلول الذكاء الاصطناعي، كما أوضحت Global Market Insights. ومع ذلك، فإن فهم كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات أمر بالغ الأهمية لتمكين القطاع من سد هذه الفجوة وتحقيق كفاءة وابتكار أكبر.

الروبوتات المدعومة بالذكاء الاصطناعي في قطاع الإنشاءات: آفاق جديدة#

تخيّل سيناريو تحل فيه الروبوتات محل العاملين البشريين في مواقع الإنشاءات، مما يخفف مخاطر إصابة البشر أو وفاتهم.

مع تقدم قطاع الإنشاءات نحو العصر الرقمي الذي يقوده الذكاء الاصطناعي، تعمل الروبوتات على تحويل الرؤية المستقبلية إلى واقع في مواقع الإنشاءات. وبينما يعزز الذكاء الاصطناعي اتخاذ القرارات ومراقبة الجودة، تجسّد الروبوتات هذه التطورات بصورة ملموسة.

شهد علم الروبوتات، وهو فرع من فروع الهندسة يدمج علوم الحاسوب بالهندسة الميكانيكية والكهربائية، توسعًا في قطاع الإنشاءات خلال السنوات الأخيرة. وتوجد الروبوتات منذ عقود، لكنها لم تشهد ارتفاعًا كبيرًا في شعبيتها إلا مؤخرًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى تنامي الاهتمام بها واعتمادها بعد جائحة كوفيد-19. ونتيجة لذلك، فُتحت مجموعة واسعة من الإمكانات الجديدة.

تستطيع الروبوتات أتمتة الآلات الثقيلة والأساطيل لتنفيذ مهام مثل الحفر، والنقل، ورفع الأحمال، وأعمال الخرسانة، والهدم. إضافة إلى ذلك، تستخدم أساليب الإنشاءات المتقدمة الروبوتات لإدارة النفايات، وأتمتة المهام، والإنشاءات الصناعية.

بلغت قيمة سوق روبوتات الإنشاءات عالميًا $442.5 مليون في عام 2023، ومن المتوقع أن تنمو إلى 1.2 مليار دولار بحلول عام 2030.

الشكل 5. يشهد سوق الروبوتات العالمي في قطاع الإنشاءات نموًا سريعًا.

تقود ثلاثة تصنيفات رئيسية لروبوتات الإنشاءات هذا التحول:

• الروبوتات الثابتة. تعمل هذه الروبوتات دون تحريك قاعدتها، وتشمل أنواعًا مثل الروبوتات الجسرية، والأذرع الروبوتية، والروبوتات الكبلية.

• الروبوتات المتنقلة. تعزز هذه الروبوتات كفاءة الإنشاءات، ويمكنها التنقل في التضاريس غير المستوية، وتشمل أنواعًا ذات عجلات، وماشية، وطائرة، وسبّاحة.

• روبوتات السرب. هي روبوتات صغيرة عديدة تتعاون لبناء التصاميم بصورة مستقلة، وتتبع مسارات مخططة لتجنب الاصطدامات.

أفكار ختامية#

يغيّر الذكاء الاصطناعي ملامح قطاع الإنشاءات من خلال تحسين جدولة المشاريع، وتوزيع الموارد، وإدارة المهام، مما يؤدي إلى مكاسب كبيرة في الكفاءة والإنتاجية. ويزداد الدور الذي يؤديه الذكاء الاصطناعي في تعزيز السلامة، واتخاذ القرارات، ومراقبة الجودة أهميةً.

رغم التحديات، يبشّر دمج الذكاء الاصطناعي، إلى جانب التطورات في مجال الروبوتات وتقنية BIM، بمستقبل أكثر ذكاءً وأمانًا وكفاءة لقطاع الإنشاءات.

هل تتوق إلى معرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي؟ انضم إلى مجتمع Ultralytics! وتعمّق في مستودع GitHub للاطلاع على أحدث التطورات في الذكاء الاصطناعي. واكتشف كيف تُحدث حلول الذكاء الاصطناعي لدينا تحولًا في الرعاية الصحية والقيادة الذاتية. تواصل معنا للتعلّم والابتكار معًا!