AI trong xây dựng: Cứu sống con người, cắt giảm chi phí và nâng cao chất lượng

AI đang chuyển đổi ngành xây dựng với tính an toàn được cải thiện, lịch trình thông minh hơn và kiểm soát chất lượng được cải thiện. Hãy cùng khám phá cách những tiến bộ này đảm bảo tương lai an toàn hơn, hiệu quả hơn cho ngành.

AI đang thay đổi xây dựng bằng cách tối ưu hóa lịch trình dự án, phân bổ nguồn lực và quản lý nhiệm vụ, mang lại hiệu quả và năng suất đáng kể. Vai trò quan trọng của AI trong việc tăng cường an toàn, ra quyết định và kiểm soát chất lượng đang trở nên không thể thiếu trong các hoạt động xây dựng hiện đại.

Bất chấp những thách thức trong việc áp dụng, thị trường xây dựng AI, được định giá hơn 2,5 tỷ đô la vào năm 2022, dự kiến sẽ tăng vọt lên 15,1 tỷ đô la vào năm 2032. Sự gia tăng này được thúc đẩy bởi khả năng cắt giảm thời gian và chi phí của AI, hứa hẹn một tương lai thông minh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn cho các công ty trong ngành trên toàn thế giới.

‍

Giảm thiểu tai nạn tại các công trường xây dựng bằng AI

Theo Tổ chức Lao động Quốc tế của Liên hợp quốc, xây dựng là ngành nguy hiểm thứ hai sau nông nghiệp.

Năm 2022, ngành xây dựng Hoa Kỳ phải đối mặt với tình trạng mất 1.069 chuyên gia tử vong khi đang làm việc, đánh dấu mức tăng 83 ca tử vong so với năm trước. Tỷ lệ tử vong của ngành này tại Hoa Kỳ dao động quanh mức 10 ca tử vong trên 100.000 công nhân trong hơn một thập kỷ, làm nổi bật nhu cầu cấp thiết về việc cải thiện các biện pháp an toàn trong ngành công nghiệp có rủi ro cao này.

Việc tích hợp AI vào ngành xây dựng giúp tăng cường đáng kể các biện pháp an toàn tại các công trường xây dựng. Một số lợi thế chính bao gồm:

· Giám sát theo thời gian thực đòi hỏi phải giám sát liên tục các hoạt động xây dựng, cho phép phát hiện ngay lập tức các rủi ro tiềm ẩn, chẳng hạn như hệ thống dây điện hở, giàn giáo không an toàn hoặc rào chắn an toàn không đầy đủ. Việc giám sát liên tục này bằng cảm biến hoặc camera đảm bảo rằng các tình huống nguy hiểm được xác định và xử lý kịp thời trước khi chúng leo thang thành các sự cố nghiêm trọng.

· Phát hiện nguy cơ rủi ro có thể nhanh chóng phát hiện các mối nguy hiểm, chẳng hạn như điểm yếu về cấu trúc, bề mặt không ổn định hoặc sử dụng thiết bị không đúng cách với các thuật toán tiên tiến và kỹ thuật phân tích dữ liệu. Điều này đảm bảo giải quyết ngay lập tức để duy trì sự an toàn của người lao động và ngăn ngừa tai nạn.

· Tuân thủ quy định thực thi việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn bằng cách liên tục đánh giá xem các giao thức an toàn có được tuân thủ hay không. Điều này không chỉ làm giảm nguy cơ tai nạn mà còn đảm bảo môi trường làm việc an toàn hơn cho tất cả nhân viên.

‍

Quyết định AI trong xây dựng

Trong ngành xây dựng, thời hạn dự án gấp rút, môi trường làm việc năng động và nhu cầu liên tục phối hợp nhiều nhóm và nguồn lực một cách hiệu quả là chuẩn mực. Với tốc độ phát triển nhanh của ngành, khả năng đưa ra quyết định sáng suốt một cách nhanh chóng và chính xác là tối quan trọng.

Đây là nơi ra quyết định dựa trên dữ liệu phát huy tác dụng, biến đổi cách thức lập kế hoạch và thực hiện các dự án xây dựng. Bằng cách tận dụng các công nghệ AI tiên tiến, ngành công nghiệp có thể phân tích khối lượng lớn dữ liệu xây dựng với tốc độ và độ chính xác chưa từng có. Các mô hình AI như Ultralytics YOLOv8 đã và đang cách mạng hóa ngành công nghiệp bằng cách cung cấp trợ giúp trong việc phát hiện đối tượng , phân đoạn và theo dõi đối tượng , thúc đẩy thay đổi và cải thiện quy trình làm việc trong ngành công nghiệp xây dựng thông qua thị giác máy tính.

‍

Những lợi ích chính bao gồm:

• Lập kế hoạch chủ động và có thông tin . AI trao quyền cho các nhà quản lý dự án dự đoán các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng phát sinh, cho dù đó là lỗi thiết kế, vấn đề về hiệu suất của nhà thầu phụ, lỗi thiết bị hay tình trạng thiếu vật liệu. Các công nghệ như YOLOv8 trong thị giác máy tính có thể hỗ trợ theo dõi hàng tồn kho bằng cách đếm và giám sát vật liệu chính xác. Học máy cho phép điều chỉnh mốc thời gian dựa trên thông tin chi tiết theo thời gian thực, giúp giảm thiểu rủi ro, đảm bảo thực hiện dự án suôn sẻ hơn và giảm sự chậm trễ cũng như chi phí vượt mức.
  ‍
• Mô hình thông tin xây dựng (BIM) : Công nghệ BIM trong xây dựng tạo điều kiện cho việc ra quyết định dựa trên dữ liệu bằng cách cung cấp các biểu diễn kỹ thuật số chi tiết về các đặc điểm vật lý và chức năng. BIM và AI cùng nhau cung cấp thông tin chi tiết giúp hợp lý hóa các quy trình lập kế hoạch, thiết kế và quản lý, dẫn đến việc thực hiện dự án hiệu quả hơn.
  ‍
• Tối ưu hóa tài nguyên . AI cũng hỗ trợ đánh giá tính khả dụng và việc sử dụng thiết bị, lực lượng lao động và vật liệu, đảm bảo sử dụng tối đa mà không lãng phí. Điều này không chỉ thúc đẩy năng suất và cắt giảm chi phí mà còn thúc đẩy hiệu quả và trách nhiệm với môi trường, thúc đẩy các hoạt động xây dựng bền vững.
  ‍
• Phân tích dữ liệu . Bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử và số liệu hiện tại của dự án, AI có thể dự đoán khả năng chậm trễ do thời tiết, tắc nghẽn quy định, điều kiện địa điểm, thiếu hụt lao động, v.v. Phân tích chiến lược cho phép phân bổ lại lao động và vật liệu một cách có phương pháp để đảm bảo duy trì lịch trình dự án.

Vai trò của AI trong kiểm soát chất lượng xây dựng và phát hiện lỗi

Kiểm soát chất lượng là một khía cạnh quan trọng của bất kỳ dự án xây dựng nào và AI đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các tiêu chuẩn xây dựng cao. Bằng cách tận dụng các công nghệ tiên tiến, AI đảm bảo rằng mỗi giai đoạn của quy trình xây dựng đều đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt. 

Điều này không chỉ đảm bảo tính toàn vẹn của kết cấu cuối cùng mà còn tăng cường tính an toàn và độ bền tổng thể của dự án.

Sau đây là một số cách cụ thể mà AI góp phần vào việc kiểm soát chất lượng trong xây dựng:

• Đảm bảo tiêu chuẩn xây dựng cao: Hệ thống AI được thiết kế để liên tục giám sát và đánh giá các hoạt động xây dựng, đảm bảo rằng mọi công việc đều tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định đã thiết lập. Việc giám sát liên tục này giúp duy trì chất lượng cao nhất trong suốt vòng đời của dự án.
  ‍
• Giảm nhu cầu làm lại: Bằng cách xác định lỗi sớm, AI giảm đáng kể nhu cầu làm lại. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian và nguồn lực mà còn đảm bảo dự án luôn đúng tiến độ.
  ‍
• Đơn giản hóa quy trình kiểm tra: Máy bay không người lái và cảm biến hỗ trợ AI tự động hóa quy trình kiểm tra, xác định các vấn đề tiềm ẩn với tốc độ và độ chính xác cao hơn.
  ‍
• Thúc đẩy bảo trì dự đoán: Thuật toán AI phân tích dữ liệu thiết bị để dự đoán nhu cầu bảo trì, giảm thời gian chết và đảm bảo hiệu suất tối ưu.

AI trong xây dựng: Những thách thức

Mặc dù có quy mô lớn, ngành kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng (AEC) trị giá 12 nghìn tỷ đô la vẫn tụt hậu trong việc áp dụng công nghệ số và các hoạt động đổi mới. Ngành này, một trong những ngành lớn nhất toàn cầu, chỉ mới bắt đầu bắt kịp các ngành khác về mặt hiện đại hóa và tiến bộ công nghệ.

McKinsey báo cáo rằng trong khi lĩnh vực công nghệ tập trung vào AEC đang tiến triển, thì vẫn chưa đạt đến quy mô và sự tinh vi như các lĩnh vực phần mềm đã thành lập khác như hậu cần, sản xuất và nông nghiệp. Trên thực tế, khách hàng của AEC chi ít hơn cho CNTT so với các lĩnh vực khác như sản xuất, kiến trúc và hậu cần. Khoản đầu tư thấp hơn này góp phần vào những thách thức mà các công ty công nghệ AEC phải đối mặt trong việc phát triển hiệu quả. Ngoài ra, ngành công nghiệp này có ít công ty khởi nghiệp và kỳ lân hơn so với quy mô của nó.

Việc phân bổ ngân sách giảm này vào CNTT, cùng với sự phân mảnh thị trường và các hoạt động tương tự cố hữu, cản trở sự tiến triển. Trung bình, các công ty AEC chỉ phân bổ 1 đến 2 phần trăm doanh thu của họ cho CNTT, ít hơn đáng kể so với mức 3 đến 5 phần trăm thông thường trong các ngành khác.

Chi phí đáng kể liên quan đến cả đầu tư và vận hành là rào cản lớn đối với sự phát triển của AI trong thị trường xây dựng. Việc triển khai công nghệ AI trong các dự án xây dựng đòi hỏi chi phí tài chính đáng kể, bao gồm việc mua các hệ thống AI, phần cứng và phần mềm cần thiết và chuyên môn chuyên biệt.

Ngoài ra, chi phí vận hành và bảo trì, chẳng hạn như thuê nhân viên có tay nghề, tiến hành cập nhật thường xuyên và đáp ứng nhu cầu về cơ sở hạ tầng, có thể rất đáng kể. Những chi phí cao này khiến các công ty xây dựng vừa và nhỏ khó áp dụng các giải pháp AI, như Global Market Insights đã nêu bật. Tuy nhiên, việc hiểu cách sử dụng AI trong xây dựng là rất quan trọng để ngành này thu hẹp khoảng cách này và đạt được hiệu quả và đổi mới cao hơn.

Robot hỗ trợ AI trong ngành xây dựng: Một ranh giới mới

Hãy hình dung một viễn cảnh mà robot thay thế con người trong các công trường xây dựng, qua đó giảm thiểu nguy cơ thương tích hoặc tử vong cho con người.

Khi ngành xây dựng tiến vào kỷ nguyên số do AI thúc đẩy, robot đang hiện thực hóa tầm nhìn tương lai trên các công trường xây dựng. Trong khi AI tăng cường khả năng ra quyết định và kiểm soát chất lượng, robot cung cấp hiện thân hữu hình của những tiến bộ này.

Robot, ngành kỹ thuật tích hợp khoa học máy tính với kỹ thuật cơ khí và điện, đã mở rộng sang lĩnh vực xây dựng trong những năm gần đây. Robot đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ nhưng chỉ mới gần đây mới trở nên phổ biến đáng kể, chủ yếu là do sự quan tâm và áp dụng tăng cao sau đại dịch COVID-19. Do đó, điều này đã mở ra vô số khả năng mới.

Robot có khả năng tự động hóa máy móc hạng nặng và đội tàu cho các nhiệm vụ như đào đất, vận chuyển, nâng tải, làm bê tông và phá dỡ. Ngoài ra, các phương pháp xây dựng tiên tiến đang sử dụng robot để quản lý chất thải, tự động hóa nhiệm vụ và xây dựng công nghiệp.

Quy mô thị trường robot xây dựng toàn cầu được định giá ở mức 442,5 triệu đô la vào năm 2023 và dự kiến sẽ tăng lên 1,2 tỷ đô la vào năm 2030.

Ba loại robot xây dựng chính đang thúc đẩy sự chuyển đổi này:

· Robot cố định . Những robot này hoạt động mà không cần di chuyển đế, bao gồm các loại như robot cổng trục, cánh tay robot và robot cáp.

· Robot di động . Chúng nâng cao hiệu quả xây dựng và có thể di chuyển trên địa hình không bằng phẳng, với các loại bao gồm robot có bánh xe, robot đi bộ, robot bay và robot bơi.

· Robot bầy đàn. Nhiều robot nhỏ hợp tác để xây dựng các thiết kế một cách tự động, đi theo các đường đi đã định sẵn để tránh va chạm.

Suy nghĩ cuối cùng

AI đang thay đổi bộ mặt của ngành xây dựng bằng cách tối ưu hóa việc lập lịch trình dự án, phân bổ nguồn lực và quản lý nhiệm vụ, dẫn đến hiệu quả và năng suất tăng đáng kể. Vai trò của AI trong việc tăng cường an toàn, ra quyết định và kiểm soát chất lượng đang ngày càng trở nên quan trọng.

Bất chấp những thách thức, việc tích hợp AI cùng với những tiến bộ trong công nghệ robot và BIM hứa hẹn một tương lai thông minh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn cho ngành xây dựng.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về AI không? Hãy trở thành thành viên của cộng đồng Ultralytics! Khám phá kho lưu trữ GitHub của chúng tôi để biết những tiến bộ mới nhất về trí tuệ nhân tạo. Xem cách các giải pháp AI của chúng tôi đang cách mạng hóa chăm sóc sức khỏe và xe tự lái . Kết nối với chúng tôi để cùng nhau học hỏi và đổi mới!