人工智能在施工管理和自動(dòng)化中的應(yīng)用

人工智能已成為當(dāng)今世界一股不可抗拒的力量，幾乎滲透到人類生活的方方面面。然而，建筑行業(yè)已成為人工智能最近蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域。隨著價(jià)值 10 萬(wàn)億美元的行業(yè)進(jìn)入更快節(jié)奏的數(shù)字化環(huán)境，人工智能的影響正在顛覆許多傳統(tǒng)方法。

規(guī)劃設(shè)計(jì)

每個(gè)建筑師都知道，設(shè)計(jì)從來(lái)都不是一個(gè)線性的過(guò)程。由于尺寸、規(guī)模、布局、可訪問(wèn)性和碳足跡等參數(shù)存在如此多的來(lái)回變化，人工智能有能力根據(jù)用戶的特定需求改變這些參數(shù)，從而創(chuàng)造出最大化設(shè)計(jì)潛力的結(jié)果。事實(shí)上，在對(duì) 2000 多名設(shè)計(jì)專業(yè)人士的調(diào)查中，55% 的人透露他們已經(jīng)接受人工智能或開(kāi)始嘗試人工智能。

最近的工具包括 Maket、 ARCHITECHTURES、Ark Design AI、Sidewalk Labs、Hypar、Finch等等。由于這些工具繼續(xù)使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)分析數(shù)千個(gè)計(jì)劃，因此可以在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段以最高效和最具成本效益的模式使用它們。

現(xiàn)場(chǎng)安全

由于建筑工人從事各種工作，例如處理重型機(jī)械、高空作業(yè)、接觸危險(xiǎn)材料等，確保每個(gè)人的安全都成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。作為一種解決方案，人工智能相機(jī)開(kāi)始發(fā)揮作用。這些攝像機(jī)能夠連續(xù)掃描現(xiàn)場(chǎng)并使用圖像識(shí)別算法來(lái)檢測(cè)潛在的安全隱患。

例如，Basic AI 公司使用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)識(shí)別工人何時(shí)忘記佩戴頭盔，并立即提醒現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)理。該技術(shù)還可以檢測(cè)不安全的腳手架和積水問(wèn)題，并分析過(guò)去項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，以識(shí)別模式并預(yù)測(cè)潛在的安全問(wèn)題。

維護(hù)

建筑工地的另一個(gè)潛在問(wèn)題是意外的機(jī)械故障。這些類型的故障可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的項(xiàng)目延誤和成本超支，而起重機(jī)和推土機(jī)等設(shè)備對(duì)施工過(guò)程至關(guān)重要。應(yīng)用人工智能驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)的公司的一個(gè)例子是卡特彼勒（Caterpillar）。該公司利用人工智能算法分析機(jī)器上安裝的傳感器的數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)設(shè)備何時(shí)可能出現(xiàn)故障或需要維護(hù)。

隨著溫度、振動(dòng)和聲音數(shù)據(jù)的收集，人工智能會(huì)分析機(jī)械的健康狀況以識(shí)別異常情況，例如發(fā)動(dòng)機(jī)中異常的振動(dòng)模式。因此，傳統(tǒng)的維護(hù)方法變得更加高效和可靠。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估旨在識(shí)別建設(shè)項(xiàng)目中的危險(xiǎn)因素。我們現(xiàn)在可以使用人工智能預(yù)測(cè)分析來(lái)幫助降低這些風(fēng)險(xiǎn)。像 Construction IQ 這樣的工具能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序并了解風(fēng)險(xiǎn)，例如如果不處理問(wèn)題則可能產(chǎn)生的后果。

Autodesk 等公司使用 Construction IQ 從 BIM 360 Field 等程序收集數(shù)據(jù)，BIM 360 Field 是一種基于云的施工現(xiàn)場(chǎng)管理軟件，可以使辦公室和現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)保持同步。然后，他們應(yīng)用分析技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可行的見(jiàn)解。每日風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估功能使用算法對(duì)數(shù)千個(gè)項(xiàng)目問(wèn)題進(jìn)行排序，如果涉及墜落、水災(zāi)或逾期安全檢查的風(fēng)險(xiǎn)，則將問(wèn)題歸類為“高風(fēng)險(xiǎn)”。

可持續(xù)發(fā)展

鑒于當(dāng)前的氣候危機(jī)和建筑材料的嚴(yán)重碳足跡，全球 38% 的能源消耗與建筑業(yè)相關(guān)。針對(duì)這一點(diǎn)，人工智能技術(shù)提供了新穎的方法，例如使用能源建模軟件來(lái)模擬建筑物的能源使用強(qiáng)度，使用智能電網(wǎng)技術(shù)來(lái)調(diào)整照明和暖通空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)其生命周期選擇可持續(xù)材料，以及管理廢物和回收材料以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。最大限度地延長(zhǎng)可持續(xù)建設(shè)周期。

示例公司包括 Pello，該公司利用人工智能驅(qū)動(dòng)的傳感器來(lái)監(jiān)控垃圾箱填充水平、跟蹤集裝箱位置并顯示污染情況； BuildingIQ，它使用名為預(yù)測(cè)能源優(yōu)化的基于云的軟件平臺(tái)，可以將 HVAC 能源消耗減少 10-25%； CarbonCure，它使用人工智能來(lái)分析混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，并在混合過(guò)程中將二氧化碳注入混凝土中，二氧化碳通過(guò)化學(xué)方式轉(zhuǎn)化為礦物質(zhì)。

自動(dòng)化

人工智能發(fā)揮作用的另一個(gè)重要方面是自動(dòng)駕駛車(chē)輛在建筑中的使用。在機(jī)器學(xué)習(xí)的幫助下，人工智能算法可以分析來(lái)自激光雷達(dá)和 GPS 傳感器的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建精細(xì)的建筑工地地圖并檢測(cè)障礙物，同時(shí)可以自主控制挖掘機(jī)和推土機(jī)等設(shè)備。例如，Built Robotics 提供配備 360° 智能攝像頭的全自動(dòng)挖掘機(jī)，而 Caterpillar 則自 1994 年起生產(chǎn)自動(dòng)采礦卡車(chē)和推土機(jī)。

盡管我們已經(jīng)得出了所有的好處，但將人工智能融入行業(yè)仍面臨著一些挑戰(zhàn)。主要擔(dān)憂包括人類工人的替代，這導(dǎo)致建筑工人失業(yè)，因?yàn)?2024 年 4 月，美國(guó)公司有近 65,000 人失業(yè)；人工智能的可靠性，因?yàn)樵摷夹g(shù)并非萬(wàn)無(wú)一失，并且有可能受到損害建筑工人的安全；最后是可能受到外部來(lái)源網(wǎng)絡(luò)攻擊的分析數(shù)據(jù)的隱私和安全級(jí)別。

考慮到這些問(wèn)題，將人工智能融入行業(yè)仍然提供了許多令人興奮的可能性，但它會(huì)帶我們走多遠(yuǎn)，或者它是否會(huì)完全取代人類勞動(dòng)力，當(dāng)然還有待討論。

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