«Завтра» уже наступило: техпрогресс уже превзошел все представления фантастов, описывающих далекое будущее. Только представьте, что гигантский мост может быть построен без участия людей: с помощью машин, дронов и искусственного интеллекта!
Искусственный интеллект, робототехника и Интернет вещей могут снизить затраты на строительство на 20%. Эти технологии позволяют проектировщикам «путешествовать» по проектируемому зданию в очках виртуальной реальности, а строителям отправлять вместо себя на стройку роботов. Камеры и датчики отчитываются о каждом изменении на площадке и сигнализируют об опасности. Система искусственного интеллекта отслеживает взаимодействие рабочих, машин и объектов в режиме реального времени, чтобы предотвратить любые ошибки и обезопасить весь процесс. А управлять всеми процессами можно просто через смартфон, находясь в сотнях тысяч километрах от самой стройплощадки!
Искусственный интеллект в строительстве — это инновационная технология, появившаяся в последние годы. Согласно оценкам, к 2026 году вложения в технологию составят порядка $4,5 миллиардов. Это полностью изменит подходы в строительстве. Уже сейчас многие технологии, которые казались фантастикой, входят в повседневную жизнь инженеров и строителей.
BIM и генеративный дизайн
Источник фото: https://s0.rbk.ru/v6_top_pics/media/img/4/68/756448822487684.jpg
Раньше архитектор брался за линейку и карандаш, и из под его руки рождался проект будущего здания. Сейчас искусственный интеллект способен анализировать тысячи чертежей, используя их в качестве исходного материала, после чего разработать собственные концепции на основе полученных знаний. Искусственный интеллект в строительстве способен расширить границы традиционного дизайна, привнести необычные концепции с инновационными элементами. Например, создать интеллектуальную планировку помещений для увеличения естественного потока воздуха.
Сперва искусственный интеллект собирает и анализирует данные о том, каким целям должен отвечать новый объект. Затем машина генерирует тысячи различных вариантов дизайна. Архитекторы выбирают оптимальный и на основе чертежей создается 3D-модель.
Ни один сложный и масштабный объект уже не обходится без технологии BIM, которая позволяет создавать интерактивные 3D-модели конструкций на каждом этапе жизненного цикла строительного проекта. Это позволяет выявить коллизии еще на стадии проектирования, снижает число фактических переделок на стройплощадке, ведет к снижению затрат, позволяет уложиться в сроки.
А технология «цифровых двойников» позволяет спрогнозировать ситуацию развития на объекте на десятки лет вперед. При внесении изменений в один участок цифрового двойника можно отследить влияние корректировок на как на сам объект, так и на окружающую среду. Такой подход помогает еще на стадии проектировки обнаружить «подводные камни», ошибки. Дополненная реальность дает возможность до возведения конструкции протестировать будущее здание в разных условиях. Например, при землетрясении или ураганных порывах ветра.
Предпроектная подготовка
Источник фото: https://catalog-plans.ru/files/2017/08/24/584a09eb127d049d08335ce8a379a009.jpg
На подготовительных этапах умная техника может обследовать будущую строительную площадку, собрать информацию, необходимую для создания 3D-карт, чертежей и планов строительства. Это довольно трудоемкий процесс, занимающий достаточно времени, если заниматься им вручную. Но ИИ позволяет сделать все за один день.
Аналитика данных
Источник фото: https://cetera.ru/uploads/20181118/xcp_ssylki.jpg.pagespeed.ic.nt8hivgjtz.jpg
Искусственный интеллект в строительстве способен обрабатывать огромные потоки данных и представлять проведенный анализ в удобной форме. ИИ может точно предсказывать закономерности. Это одна из важнейших характеристик ИИ, поскольку она помогает анализировать прошлые данные, чтобы предвидеть возможные будущие события. Система искусственного интеллекта может просматривать многочисленные отчеты и выявлять проблемы, определять проблемные участки каждой конструкции. Большой набор данных предыдущих проектов можно использовать, чтобы предсказать задержки в планировании, перерасход средств, недостаток ресурсов. Это поможет повысить безопасность на строительных площадках, а также качество зданий.
Например, при строительстве моста обращение к моделям прошлых проектам помогло бы избежать ошибок в проектировании. Инженеры могут принимать важные решения на основе данных, которых они раньше не имели в своем распоряжении.
Многие строительные площадки также используют искусственный интеллект для проработки сценариев «что, если» и планирования на случай непредвиденных обстоятельств. Это позволяет быть готовым к разным вариантам развития событий и выбрать оптимальное решение.
Роботы на стройплощадке вместо человека
Источник фото: https://i.ytimg.com/vi/QBFfzOHahek/maxresdefault.jpg
Стройка всегда была местом, где требовалась сила и физическая выносливость. Но теперь на первый план выходят совершенно другие скилы. Тяжелую работу берут на себя роботы и экзоскелеты. Уже существует несколько строительных роботов с искусственным интеллектом, способных выполнять широкий спектр задач, связанных с строительной площадкой. Они могут справляться с рутинными задачами, снизить стоимость проекта, повысить безопасность на стройке. Например, стартап Canvas создал робота с искусственным интеллектом, который может заняться отделкой стен при укладке гипсокартона.
Built Robotics создала экскаваторы-беспилотники, которые программируются с помощью геозон, оборудованы датчиками, камерами и радарами. Они могут работать круглосуточно и управляться дистанционно.Появились роботы-каменщики, роботы-сварщики, роботы по заливке бетона.
Они помогают увеличить рабочую силу на объектах, снизить затраты на оплату труда и обеспечить выполнение проекта в срок. Многие из них еще не нашли массового распространения, но час “ умной техники” придет. Прорабов, маляров и штукатуров на стройках уже через пять-десять лет смогут заменить роботы. Следить за выполнением работ и контролировать рабочих на объекте преимущественно будет система машинного зрения.
В качестве одного из самых фантастических проектов, который может быть реализован уже в 2024 году, можно привести строительство гигантской 180-метровой плотины в Китае. Ее собираются возводить без непосредственного участия человека, с использованием роботов, 3D-печати и искусственный интеллект, который возьмет на себя управление всем процессом возведения сооружения. Если план будет реализован, ГЭС будет производить столько электроэнергии, что ее хватит для обеспечения 50 миллионов домохозяйств.
Если отвлечься от глобальных перемен, которые ждут в будущем, то на сейчас самое широкое распространение на стройплощадках получили беспилотники. Дроны используются для съемки сверху, что позволяет получить более полное представление о площадке на различных этапах строительного проекта. Они могут использовать искусственный интеллект, чтобы сопоставлять чертежи с аэрофотосъемкой земли. Нейронные сети помогают проверять изображения и сравнивать их с другими несоответствиями конструкции. Так обнаруживают любые потенциальные риски для здания до того, как они произойдут, экономя время и деньги.
Wearable-технологии и носимые устройства
Источник фото: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/736x/86/93/28/86932853abaefde45aceb3f5df283691.jpg
Носимые устройства — разные гаджеты, такие как умные часы, умные костюмы с датчиками, каски. Они помогают представлять большие объемы данных о рабочих площадках. Искусственный интеллект в строительстве собирает и анализирует всю информацию, проводит анализ рисков. В странах СНГ уже проводили цифровое дублирование деятельности рабочих.
Строители разных специальностей носили умные костюмы с датчиками, позволяющими отслеживать все их действия.“Умный костюм” может сообщить бригадиру о том, что сотрудник нарушает правила безопасности. А сенсорные датчики отслеживают показатели жизнедеятельности человека и сигнализируют в случае опасности.
Такие технологии уже используются в странах СНГ. Например, в Москве при строительстве экспериментального учебного корпуса школы применили технологии с носимыми устройствами и высокоточной видеоаналитикой на базе искусственного интеллекта. Каждому сотруднику был присвоен идентификационный маркер, с помощью которого ПО отслеживало количество сотрудников на строительной площадке и фиксировало нарушения техники безопасности.
Для проверки качества монтажа строительных лесов и автоматической фиксации выявленных нарушений на каждый конструктивный элемент вспомогательных сооружений нанесли соответствующий фидуциальный маркер, а полный перечень видов строительных лесов был занесен в ПО.
По всему периметру строительной площадки были размещены статичные ip-камеры, которые вели мониторинг сооружения строительных лесов и регистрировали действия находящихся на объекте сотрудников. Также, для считывания цифровых маркеров были установлены экшен-камеры на касках рабочих.
Распознавание потока изображений, получаемых с камер видеонаблюдения, происходило в режиме реального времени. При отклонении полученных данных от нормативных супервайзеру приходило сообщение.
Buildots — технологическая компания из Тель-Авива, которая создала носимую систему машинного обучения, способную выявлять несоответствия между моделями BIM и незавершенным строительством. Камера 360-градусного обзора, установленная на шлеме пользователя, делает снимки участка и сравнивает результаты с виртуальной моделью, хранящейся в BIM. Затем ИИ, специализирующийся на визуальном анализе, просматривает изображения в поисках отклонений от расписания, неправильных установок и частично выполненных задач, отображая исчерпывающий отчет в приложении компании.
Еще одна многообещающая технология — умные очки. Они используют дополненную реальность для наложения слоев данных и графики на пространство. Бесшовная интеграция смарт-очков с компьютерными системами на базе ИИ ждет уже в ближайшие годы. Представьте, что вы идете по строительной площадке, надев интеллектуальную гарнитуру, подключенную к 360-градусной камере с искусственным интеллектом. Изображение BIM-модели накладывается на существующую картинку, а искусственный интеллект автоматически выявляет несоответствия в режиме реального времени.
«Умное» окружение: Интернет вещей (IoT)
Источник фото: https://deps.ua/images/catalog/categories/telecommunication-equipment/1644/4.jpg
Все чаще строительные площадки оснащаются камерами, устройствами IoT и датчиками, которые отслеживают многие аспекты строительных работ. Системы с искусственным интеллектом могут наблюдать за происходящим круглосуточно, получать данные от датчиков и управлять подключенными устройствами, исходя из проводимого анализа. Они способны обнаруживать опасность и своевременно предупреждать строительную бригаду.
Например, в блоке А повышено содержание вредных веществ в воздухе, часть блока В заболочена из-за появления темного пятна в этой области, а четыре землекопа не используются. Вся эта информация моментально оказывается у менеджера участка для оперативного принятия решений.
Искусственный интеллект позволяет различным датчикам на рабочих местах собирать всевозможную информацию: биологические показатели сотрудников, геолокацию, уровень насыщенности воздуха вредными веществами. Датчики могут отслеживать множество различных условий. Сенсорные инструменты объединяются с ИИ для интеллектуального мониторинга строительных площадок. Искусственный интеллект в строительстве способен анализировать данные в режиме реального времени и прогнозировать с высокой степенью достоверности возможные проблемы, задержки или сбои.
Технология проверки оборудования с искусственным интеллектом помогает проверять инструменты и время от времени загружать их текущие фотографии. Модели машинного обучения анализируют эти изображения и обнаруживают любое ухудшение качества, чтобы предотвратить дальнейшие расходы. Это позволяет предотвратить возможные аварии.
Обучение при помощи AR-технологий
Источник фото: https://www.conexpoconagg.com/getmedia/aefb031b-5914-4df9-952f-7d12d27a934d/Untitled_design_-_2021-05-18T142841-308-1576621.aspx
Еще одно достижение с применением ИИ — обучение сотрудников при помощи виртуальной и дополненной реальности. Прежде чем отправляться на высоту или работать в условиях ограниченного пространства, работник проходит тренинг с помощью AR-девайсов. Он погружается в реальность, идентичную той, с которой придется работать в реальных условиях. Это способствует лучше подготовке и позволяет проработать сценарии для критических ситуаций, при этом оставаясь в безопасности.
Цифровое управление строительным процессом и объектом
Источник фото: https://www.tadviser.ru/images/f/f9/It_str_670.png
Управление проектом требует учета различных факторов в режиме реального времени. Неточная оценка затрат, чрезмерно оптимистичные сроки строительства, отсутствие анализа рисков и конструктивных альтернатив — одни из главных угроз для проекта.
Поэтому многие компании переходят на цифровое управление строительными проектами. Искусственный интеллект в строительстве автоматизирует рутинные, но важные задачи по управлению строительством. Помогает грамотно планировать задачи, чтобы предотвратить задержки, конфликты, сроки срывов сдачи.
Используя машинное обучение, организации могут выявлять и устранять потенциальные проблемы быстрее, чем люди. Руководители проектов предпочитают использовать машинное обучение для проверки огромных объемов данных. Они определяют возможные факторы риска в каждом проекте, предсказывают их воздействие. Искусственный интеллект помогает значительно упростить масштабные и сложные строительные проекты. В каких аспектах ИИ помогает в управлении строительством?
- Проверка проекта. Искусственный интеллект в строительстве сопоставляет и анализирует огромное количество неструктурированных данных, как внешних, так и внутренних. Например, тендерную документацию, стоимость материалов из разрозненных источников, анализирует опыт предыдущих проектов. При этом может генерировать более точные оценки, сокращая бюджеты и отклонения от сроков примерно на 10–20%. Экономия времени сотрудников при этом — 10–30 %.
- Закупки и строительство. На этапе строительства руководитель проекта должен обеспечить эффективное использование ресурсов, предвидеть потенциальные риски, согласовать затраты с субподрядчиками и поставщиками для оптимизации затрат. Искусственный интеллект предоставляет информацию в режиме реального времени. Она помогает при ведении переговоров с поставщиками, организации задач, прогнозировании рисков. Потенциальная экономия от анализа данных и сопутствующих технологий может составить до 10-15% от общих затрат на строительство.
- Операции и управление активами. Искусственный интеллект можно использовать для управления активами, вовлекая в широкий спектр задач, от анализа производительности труда до создания эффективных систем профилактического обслуживания, повышения доходов от активов и прогнозирования потребительского спроса. Это может дать увеличить жизненный цикл, дать экономию эксплуатационных расходов в размере 10–20 % и увеличить рентабельности инвестиций на 3–7 %.
- Предотвращение перерасхода средств. Многие проекты могут выйти за рамки бюджета. Искусственные нейронные сети используются в проектах для прогнозирования перерасхода. ИИ учитывает все возможные риски и проблемы на основе данных прошлых проектов. Искусственный интеллект прогнозирует расходы и перерасход бюджета на протяжении всего планирования строительства в зависимости от размера проекта, компетенции менеджеров проекта и типа контракта.
- Управление объектом в течение всего жизненного цикла. Данные BIM-модели можно использовать в течение всего жизненного цикла здания, ведь в ней хранится вся техническая информация об объекте, прогнозные данные. ИИ используют для мониторинга завершенных проектов. Так удается находить потенциально опасные места до отказа или неисправности.
Благодаря аналитике, системы дают рекомендации по профилактическому обслуживанию. Искусственный интеллект можно использовать для отслеживания развивающихся проблем и даже для их предотвращения проблем в тандеме с ПО для управления объектом недвижимости.
Модульная сборка и печать домов
Источник фото: https://i.ytimg.com/vi/hfNmfFkTpsg/maxresdefault.jpg
Использование 3D-печати в строительстве домов уже не фантастика. 3D-печать позволяет изготавливать как модули, так и целые дома. По своей сути, строительная 3D-печать больше всего похожа на монолитное строительство. Человеческие ресурсы в строительстве не задействованы: всю работу под контролем оператора выполняет “умная техника”, следуя заданной программе. Умная робототехника помогает строить дома за часы, а не за недели или годы. Печатают не только небольшие дома. Корпуса все чаще создают на фабриках, после чего компоненты здания отвозят на стройплощадку, где их собирают вместе.
“Умный дом”
Источник фото: https://novostroev.ru/upload/iblock/0e1/chto_takoe_umnyj_dom.jpg
Дом, который полностью управляется со смартфона, и свет, появляющийся по хлопку, уже давно стали реальностью. Раньше такие системы были распространены в частных домах, но теперь многоэтажные здания, крупные комплексы повсеместно используют умные технологии. Благодаря искусственному интеллекту, удается полностью автоматизировать процессы. Технологии умного дома контролируют все элементы конструкции, автоматизируя все процессы. Искусственный интеллект управляет освещением, видеонаблюдением, качеством воздуха, передают данные счетчиков, регулирует температуру в заднии, предупреждают об аварийных ситуациях и многое другое.
Когда-то считавшиеся предметом научной фантастики роботы и обучающиеся машины уже становятся реальностью. Да, повсеместное внедрение робототехники и систем искусственного интеллекта в строительстве не произойдет в одночасье.
Высокие первоначальные затраты — наиболее существенный фактор, препятствующий широкому внедрению технологии искусственного интеллекта в строительной отрасли.
Но ведущие компании уже переходят на новую ступень своего развития, понимая, что будущее — за технологиями. В строительной отрасли нельзя держаться за прошлое. Скорейшее освоение технологий — единственный путь к успешному ведению бизнеса. Оцифруйте уже сейчас свой бизнес: протестируйте все преимущества работы с цифровой облачной платформой по управлению строительными проектами PlanRadar. Используйте преимущества технологий для развития собственной компании!
Тестовая версия в течение 30 дней совершенно бесплатна!
