ИИ в строительстве: Спасение жизней, сокращение расходов и повышение качества

Вера Ованина

6 минут чтения

11 июня 2024 г.

Преобразование строительства с помощью ИИ: оптимизация планирования, распределения ресурсов и мер безопасности для повышения эффективности и производительности.

Искусственный интеллект преобразует строительство, повышая безопасность, улучшая планирование и контроль качества. Давайте узнаем, как эти достижения гарантируют более безопасное и эффективное будущее отрасли.

ИИ меняет строительство, оптимизируя планирование проектов, распределение ресурсов и управление задачами, что приводит к значительному росту эффективности и производительности. Его критическая роль в повышении безопасности, принятии решений и контроле качества становится незаменимой в современной строительной практике.

Несмотря на проблемы с внедрением, строительный рынок ИИ, оцениваемый более чем в 2,5 млрд долларов в 2022 году, к 2032 году, как ожидается, достигнет 15,1 млрд долларов. Этот рост обусловлен способностью ИИ сокращать сроки и затраты, что обещает более разумное, безопасное и эффективное будущее для игроков отрасли по всему миру.

__wf_reserved_inherit
Рис. 1. ИИ на строительном рынке, мировая статистика. 

Снижение аварийности на строительных площадках с помощью искусственного интеллекта

По данным Международной организации труда ООН, строительство является вторым по опасности сектором после сельского хозяйства.

В 2022 году в строительной отрасли США погибло 1 069 специалистов, что на 83 случая больше, чем в предыдущем году. Показатель смертности в этом секторе в США уже более десяти лет держится на уровне 10 смертей на 100 000 работников, что подчеркивает острую необходимость в улучшении мер безопасности в этой отрасли с высоким уровнем риска.

Интеграция искусственного интеллекта в строительную отрасль значительно повышает меры безопасности на стройплощадках. К основным преимуществам относятся:

- Мониторинг в режиме реального времени подразумевает непрерывное наблюдение за строительными работами, позволяющее немедленно обнаружить потенциальные риски, такие как оголенная электропроводка, незакрепленные строительные леса или недостаточные защитные ограждения. Постоянный контроль с помощью датчиков или камер позволяет своевременно выявлять и устранять опасные ситуации до того, как они перерастут в серьезные инциденты.

- Система обнаружения опасных факторов позволяет быстро обнаружить такие факторы риска, как слабые места в конструкции, неустойчивые поверхности или неправильное использование оборудования с помощью передовых алгоритмов и методов анализа данных. Это обеспечивает немедленное решение проблемы для обеспечения безопасности работников и предотвращения несчастных случаев.

- Нормативно-правовое регулирование обеспечивает строгое соблюдение правил безопасности, постоянно оценивая, насколько соблюдаются протоколы безопасности. Это не только снижает риск несчастных случаев, но и обеспечивает более безопасную рабочую среду для всего персонала.

__wf_reserved_inherit
Рис. 2. В 2022 году в США на производстве погибло больше строителей, чем в любой другой отрасли. 

Принятие решений с помощью искусственного интеллекта в строительстве

В строительной отрасли жесткие сроки реализации проектов, динамичная рабочая обстановка и постоянная необходимость эффективно координировать работу многочисленных команд и ресурсов являются нормой. Учитывая быстрый темп развития отрасли, способность быстро и точно принимать обоснованные решения имеет первостепенное значение.

Именно здесь на первый план выходит принятие решений на основе данных, что меняет подход к планированию и реализации строительных проектов. Используя передовые технологии ИИ, отрасль может анализировать большие объемы строительных данных с беспрецедентной скоростью и точностью. Модели искусственного интеллекта, такие как Ultralytics YOLOv8, совершили революцию в отрасли, помогая обнаруживать, сегментировать и отслеживать объекты, внося изменения и улучшения в рабочие процессы в строительной отрасли с помощью компьютерного зрения.

__wf_reserved_inherit
Рис. 3. Пример использования Ultralytics YOLOv8 для обнаружения объектов.

Ключевые преимущества включают:

  • Информированное и проактивное планирование. ИИ позволяет руководителям проектов предвидеть потенциальные проблемы до их возникновения, будь то ошибки в проектировании, проблемы с работой субподрядчиков, сбои в работе оборудования или нехватка материалов. Такие технологии, как YOLOv8 в компьютерном зрении, могут помочь в отслеживании запасов путем точного подсчета и мониторинга материалов. Машинное обучение позволяет корректировать сроки на основе данных, полученных в режиме реального времени, что помогает снизить риски, обеспечить более плавное выполнение проекта и сократить задержки и перерасход средств.
  • Информационное моделирование зданий (BIM): Технология BIM в строительстве способствует принятию решений на основе данных, предоставляя подробные цифровые представления физических и функциональных характеристик. Совместная работа BIM и искусственного интеллекта позволяет оптимизировать процессы планирования, проектирования и управления, что ведет к повышению эффективности реализации проектов.
  • Оптимизация ресурсов. ИИ также помогает оценить наличие и использование оборудования, рабочей силы и материалов, обеспечивая их максимальное использование без потерь. Это не только повышает производительность и сокращает расходы, но и способствует повышению эффективности и экологической ответственности, способствуя развитию устойчивых методов строительства.
  • Анализ данных. Анализируя исторические данные и текущие показатели проекта, искусственный интеллект может предсказать возможные задержки из-за погодных условий, "бутылочных горлышек" в законодательстве, состояния участка, нехватки рабочей силы и т. д. Стратегическая аналитика позволяет методично перераспределять трудовые ресурсы и материалы, чтобы обеспечить соблюдение графика проекта.

Роль искусственного интеллекта в контроле качества строительства и выявлении дефектов

Контроль качества - важнейший аспект любого строительного проекта, и искусственный интеллект играет важную роль в поддержании высоких стандартов строительства. Используя передовые технологии, AI обеспечивает соответствие каждого этапа строительного процесса строгим стандартам качества. 

__wf_reserved_inherit
Рис. 4. Строительная отрасль все больше оцифровывается. 

Это не только гарантирует целостность конечной конструкции, но и повышает общую безопасность и долговечность проекта.

Вот несколько конкретных способов, с помощью которых искусственный интеллект способствует контролю качества в строительстве:

  • Обеспечивает высокие стандарты строительства: Системы искусственного интеллекта предназначены для постоянного мониторинга и оценки строительных работ, гарантируя, что все работы соответствуют установленным стандартам и нормам. Такой постоянный надзор помогает поддерживать высочайшее качество на протяжении всего жизненного цикла проекта.
  • Снижает необходимость в доработке: Выявляя дефекты на ранней стадии, ИИ значительно снижает необходимость в доработке. Это не только экономит время и ресурсы, но и обеспечивает соблюдение графика проекта.
  • Оптимизация проверок: Беспилотники и датчики, работающие на основе искусственного интеллекта, автоматизируют процессы проверки, выявляя потенциальные проблемы с большей скоростью и точностью.
  • Способствует предиктивному обслуживанию: Алгоритмы искусственного интеллекта анализируют данные об оборудовании, чтобы предвидеть необходимость технического обслуживания, сокращая время простоя и обеспечивая оптимальную производительность.

ИИ в строительстве: Проблемы

Несмотря на свои размеры, сектор архитектуры, проектирования и строительства (AEC), оцениваемый в 12 триллионов долларов, традиционно отстает в освоении цифровых технологий и инновационных методов. Эта отрасль, являющаяся одной из крупнейших в мире, только начинает догонять другие сектора в плане модернизации и технологического прогресса.

По данным McKinsey, хотя технологический сектор, ориентированный на AEC, развивается, он еще не достиг того масштаба и сложности, которые наблюдаются в других устоявшихся секторах программного обеспечения, таких как логистика, производство и сельское хозяйство. Фактически, клиенты AEC тратят меньше средств на ИТ по сравнению с другими секторами, такими как производство, архитектура и логистика. Такой низкий уровень инвестиций способствует тому, что технологические компании AEC сталкиваются с проблемами эффективного роста. Кроме того, в отрасли меньше масштабируемых компаний и "единорогов", чем в других отраслях.

Такое сокращение бюджетных ассигнований на ИТ в сочетании с фрагментацией рынка и укоренившейся аналоговой практикой препятствует прогрессу. В среднем компании AEC выделяют на ИТ всего 1-2 % от выручки, что значительно меньше 3-5 %, характерных для других отраслей.

Существенные расходы, связанные как с инвестициями, так и с эксплуатацией, являются основным препятствием для роста ИИ на строительном рынке. Внедрение технологий ИИ в строительные проекты требует значительных финансовых затрат на приобретение систем ИИ, необходимого оборудования и программного обеспечения, а также специализированного опыта.

Кроме того, операционные и эксплуатационные расходы, такие как наем квалифицированного персонала, регулярное обновление и удовлетворение потребностей инфраструктуры, могут быть значительными. Как отмечает Global Market Insights, из-за этих высоких затрат малым и средним строительным компаниям сложно внедрять решения на основе ИИ. Тем не менее, понимание того, как использовать ИИ в строительстве, имеет решающее значение для отрасли, чтобы преодолеть этот разрыв и добиться большей эффективности и инноваций.

Робототехника с искусственным интеллектом в строительной отрасли: Новый рубеж

Представьте себе сценарий, в котором роботы заменяют людей на строительных площадках, тем самым снижая риск травмирования или гибели людей.

По мере того как строительная отрасль движется вперед в цифровую эпоху, движимую искусственным интеллектом, робототехника воплощает футуристические идеи в жизнь на строительных площадках. ИИ улучшает процесс принятия решений и контроль качества, а робототехника обеспечивает ощутимое воплощение этих достижений.

Робототехника - отрасль инженерного дела, объединяющая информатику с машиностроением и электротехникой, - в последние годы все активнее внедряется в строительный сектор. Роботы существуют уже несколько десятилетий, но лишь недавно их популярность значительно возросла, в первую очередь благодаря повышенному интересу и внедрению после пандемии COVID-19. Это открыло множество новых возможностей.

Роботы способны автоматизировать тяжелую технику и парки машин для таких задач, как земляные работы, транспортировка, подъем грузов, бетонные работы и снос. Кроме того, в передовых методах строительства роботы используются для утилизации отходов, автоматизации задач и индустриализации строительства.

Объем мирового рынка строительных роботов оценивался в $442,5 млн в 2023 году и, по прогнозам, вырастет до $1,2 млрд к 2030 году.

__wf_reserved_inherit
Рис. 5. Мировой рынок строительной робототехники переживает бурный рост.

Три основные категории строительных роботов являются движущей силой этой трансформации:

- Стационарные роботы. Эти роботы работают без перемещения своей базы, включая такие типы, как портальные роботы, роботизированные руки и кабельные роботы.

- Мобильные роботы. Они повышают эффективность строительства и могут перемещаться по неровной местности. Среди них есть колесные, шагающие, летающие и плавающие роботы.

- Рой роботов. Множество небольших роботов, которые совместно строят конструкции в автономном режиме, следуя по запланированным траекториям и избегая столкновений.

Заключительные мысли

ИИ меняет облик строительной отрасли, оптимизируя планирование проектов, распределение ресурсов и управление задачами, что приводит к значительному повышению эффективности и производительности. Роль ИИ в повышении безопасности, принятии решений и контроле качества становится все более важной.

Несмотря на трудности, интеграция искусственного интеллекта, наряду с достижениями в области робототехники и BIM-технологий, обещает более разумное, безопасное и эффективное будущее для строительства.

Хотите узнать больше об искусственном интеллекте? Станьте членом сообщества Ultralytics! Погрузитесь в наш репозиторий GitHub, чтобы узнать о новейших достижениях в области искусственного интеллекта. Узнайте, как наши решения в области искусственного интеллекта совершают революцию в здравоохранении и вождении автомобилей. Присоединяйтесь к нам, чтобы учиться и внедрять инновации вместе!

Давайте вместе построим будущее
искусственного интеллекта!

Начните свое путешествие в будущее машинного обучения

Начните бесплатно
Ссылка копируется в буфер обмена