Искусственный интеллект в строительной отрасли
Перейти к содержимому

Искусственный интеллект в строительной отрасли

  • автор:

Использование технологий искусственного интеллекта в цифровом строительстве

Артем Станишевский, коммерческий директор Платформы строительных сервисов

Насколько передовые инструменты применимы и эффективны в строительной отрасли: их использование — это необходимость, продиктованная осязаемым бизнес-эффектом, или желание следовать трендам? О перспективах широкого использования инструментов искусственного интеллекта в строительной отрасли рассказал Артем Станишевский, коммерческий директор Платформы строительных сервисов (ПСС).

Сегодня в сфере строительства уже задействуют передовые технологии:

  • BIM-технологии для создания цифровых двойников проектируемого объекта. BIM-модель позволяет эффективно выстроить взаимодействие между дисциплинами проекта, повысить качество проектных решений и исключить коллизии и передать на этап структурированный набор данных об объекте для его планирования и строительства.
  • Системы управления проектами позволяют повысить производительность проектных команд за счет автоматического планирования, анализа прогресса и прогнозирования;
  • Системы мониторинга конструкций дают достоверные данные о состоянии сооружений как на этапах строительства, так и в процессе эксплуатации, позволяя оперативно выявить деформации и предотвратить возможные разрушения.
  • Технологии видеоаналитики предупреждают о возможных нарушениях на строительной площадке в части соблюдения норм выполнения строительно-монтажных работ, правил охраны труда, противопожарной безопасности,
  • Умные устройства отслеживают состояние строительного оборудования, техники или персонала.

Преждевременно будет говорить, что внедрение ИИ-инструментов стало повсеместным трендом. Сейчас участники рынка скорее сфокусированы на автоматизации существующих бизнес-процессов: контроль расходов и доходов, управление договорами, управление портфелем проектов, снабжение строительных объектов, бизнес-планирование. Все чаще крупные компании уходят от «лоскутной» автоматизации участков в разрозненных системах, создавая информационное пространство на базе единой платформы. При этом в ИТ-системах накапливаются данные, которые в перспективе сможет использовать искусственный интеллект.

ИИ-технологии уже сейчас применяются для автоматического планирования и оптимизации процессов строительства, отслеживания местоположения и использования оборудования, мониторинга качества работы и безопасности на строительной площадке, а также в процессе проектирования. Так, например, мы используем ИИ-алгоритмы, чтобы выявлять риски при управлении сроками. Для обучения ИИ мы использовали миллионы событий и данные по тысячам проектов, накопленные за много лет работы с разными заказчиками.

При внедрении ИИ важно реалистично оценивать текущий уровень цифровизации и целесообразность использования новых инструментов с точки зрения эффектов для бизнеса. Основными ограничителями видятся: недостаток квалифицированных кадров, неподготовленность нормативной базы и консервативность отрасли могут замедлить внедрение ИИ-технологий. При этом эксперты сходятся во мнении, что постепенно ситуация будет меняться и сервисы на базе ИИ станут неотъемлемой частью ИТ-ландшафта строителей и девелоперов.

Как искусственный интеллект меняет строительную отрасль

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.

Применение ИИ стало самой топовой темой 2023 года. Только ленивый не попробовал общаться с ChatGTP и его “коллегами” или сгенерировать картинку с помощью нейросети. А бизнес, увидев, какие возможности автоматизации открывает перед собой ИИ, все активнее пытается внедрить его в свои процессы.

Строительные компании также подхватили этот тренд: многие только сейчас начинают понимать, что без технологий они останутся “в каменном веке”. Ведь несмотря на некоторую инертность стройки, где нужно переписать кучу правил и документов, прежде чем внедрить инновации, лидеры строительной отрасли уже давно работают над внедрением в свои процессы ИИ и машинного обучения.

Проблемы и прогнозы строительного сектора на 2024 год

С какими главными проблемами столкнется строительство и что можно сделать уже сейчас?

Проблемы и прогнозы строительного сектора на 2024 год

В 2024 году в строительной отрасли на ИИ обратят более пристальное внимание. Приложения, “усиленные” ИИ, могут включать в себя передовые инструменты управления проектами, анализировать риски и оптимизировать строительные процессы. Технологии, основанные на ИИ, помогут улучшить протоколы безопасности за счет мониторинга в режиме реального времени и анализа событий. А использование ИИ на этапах проектирования и планирования поможет более эффективно использовать ресурсы и принимать экономически эффективные решения.

По данным Deloitte, искусственный интеллект и передовые технологии анализа данных могут обеспечить экономию средств на строительных проектах на 10–15%. Они помогут упростить процесс проверки проекта. А команды смогут производить более точные оценки, тем самым «сокращая бюджеты и отклонения от сроков примерно на 10–20%. При этом время проектирования сократится на 10–30%.

Влияние искусственного интеллекта невероятно велико: к 2032 году стоимость искусственного интеллекта на строительном рынке по прогнозам составит 151,1 миллиарда долларов.

2024-й станет годом, когда мы уйдем от экспериментов с генеративным ИИ: начнется работа над применением технологий ИИ в рабочие процессы. В текущем году мы увидим ускорение инноваций, значительное количество инвестиций, новых идей в отрасли. Но это будет многолетний путь: как в целом ИИ отразится на стройке?

Оптимизация процессов проектирования

ИИ в генеративном дизайне

ИИ уже сейчас помогает в создании генеративного дизайна. Он способен анализировать тысячи чертежей, взяв их в качестве отправной точки, и далее формировать собственные концепции, опираясь на заложенные разработчиками знания. ИИ способен расширить границы традиционного дизайна, внедряя нестандартные концепции с элементами инноваций. Архитекторы выбирают оптимальный вариант, и на основе эскизов создается трехмерная модель.

Теперь ни один сложный и крупный проект не обходится без технологии BIM, которая позволяет создавать интерактивные трехмерные модели конструкций на каждом этапе строительного процесса. Это позволяет выявлять конфликты еще на этапе проектирования, уменьшает количество необходимых изменений на стройплощадке, снижает затраты и помогает соблюдать сроки. Синергия BIM и ИИ поможет в решении многих строительных проблем.

Строительные группы устанавливают взаимосвязи и последовательности в 3D-моделях, а инструменты искусственного интеллекта используются для создания различных симуляций графика реализации проектов, сложных инфраструктурных задач, требующих оптимизации различных параметров. С помощью ИИ можно изучить разные сценарии.

Команды также создают 5D-модели, добавляя к этим моделям информацию, касающуюся финансовых затрат. По мере развития инструментов искусственного интеллекта в 2024 году мы можем ожидать их более глубокой интеграции на этапах проектирования и планирования строительства, предоставляя более продвинутые возможности для моделирования. Взрывной рост переживает сфера AR, а интеграция с искусственным интеллектом и BIM открывает просто захватывающие возможности.

Технология “цифровых двойников” дает возможность предсказать развитие ситуации на объекте на десятилетия вперед. При внесении изменений в одну часть цифрового двойника можно отследить воздействие этих корректировок как на сам объект, так и на окружающую среду. Такой подход помогает выявить “подводные камни” и ошибки еще на этапе проектирования.

Расширенная реальность предоставляет возможность тестировать будущее строение в различных условиях до его постройки. Использование ИИ на этапах проектирования и планирования может привести к более эффективному использованию ресурсов и экономически эффективным решениям.

Управление строительными проектами в будущем

Скачайте полную версию бесплатно

Какую роль играет искусственный интеллект в строительстве

Согласно недавнему исследованию, проведенному компанией McKinsey & Company “Искусственный интеллект: следующий рубеж строительных технологий», сектор инжиниринга и строительства (E&C) стоит более 10 триллионов долларов в год. И хотя клиенты становятся все более искушенными, она остается крайне недооцифрованной.
Тем не менее компании, применяющие искусственный интеллект в своих проектах, способны генерировать на 50% больше прибыли.

Применение ИИ не подразумевает использование роботов для выкладки кирпичей или вождения грузовиков. Это касается использование алгоритмов, способных решать самые сложные задачи и повышать эффективность и производительность.

Строительные компании, которые начали принимать ИИ, как правило, используют его для таких целей, как:

  • Оптимизация графика проекта и расширенное планирование;
  • Распознавание изображений, которое помогает анализировать видеоданные для повышения безопасности на месте и обучения;
  • Усовершенствованный анализ данных с использованием датчиков позволяет получать решения в режиме реального времени, снижать затраты и обеспечивать профилактическое техническое обслуживание.

Как искусственный интеллект может быть применен в строительстве

Согласно вышеупомянутому отчету McKinsey&Company, есть пять способов применения ИИ в инженерии и строительстве зданий:

1. Обучение с подкреплением

Алгоритмы могут быть использованы для проведения пробных и ошибочных исследований без риска. Это помогает найти наилучший способ выполнения действия. Это идеально подходит, например, для планирования задач.

2. Прогнозирование и управление рисками

С помощью ИИ можно проводить тесты на жизнеспособность решений, а также на эффективность материалов. Например, Autodesk запустила BIM 360 Project IQ, программное обеспечение, которое использует подключенные данные и машинное обучение для прогнозирования и приоритизации проблем высокого риска и дает представление об основных проблемах, с которыми сталкиваются руководители строительства.

3. Заводское изготовление

ИИ может улучшить координацию цепочки поставок, контролируя ее затраты и денежный поток.

4. Машинное обучение

Примером этого является использование роботизированных рук, которые учатся на симуляциях, чтобы они могли изготавливать материал или эффективно выполнять задачи технического обслуживания. Индустрия AEC использует машинное обучение для генеративного проектирования, чтобы выявить и избежать столкновений между различными моделями, созданными командами на этапе планирования и проектирования.

5. Распознавание изображений

Когда ИИ применяется с дронами и 3D-изображениями, инженеры могут сравнить то, что разрабатывается, а также конечный продукт с первоначальными планами и проектами. Кроме того, можно определить риски безопасности на проектных площадках.

6. Искусственный интеллект и BIM

Искусственный интеллект, изображения беспилотных летательных аппаратов и собранные данные помогают создавать модели, которые можно сравнить с моделями, созданными с помощью BIM. Таким образом, создается возможность резко сократить время принятия решений. А получить информацию о 3D-моделях вы можете с помощью продукта Техэксперт SMART: Проектирование.

Искусственный интеллект на стройке. Мировая практика и российская перспектива

Использование ИИ сейчас модная тема в самых разных отраслях. Пока что внедрение ИИ в строительство находится на ранней стадии, тем не менее интерес есть. Развиваются такие направления, как использование роботов и дронов на стройке, предиктивная аналитика и др. О практике и перспективах применения ИИ в строительстве рассказывает Кирилл Поляков, сооснователь цифровой платформы для управления стройкой Pragmacore.

Мировая практика использования ИИ в строительстве

Уровень проникновения ИИ в строительной отрасли намного ниже, чем в наиболее передовых в технологическом направлении секторах (например, финансовом). Однако рост есть: по некоторым прогнозам, мировой рынок ИИ в строительстве в период с 2022 по 2031 год будет расти на 34% в год и расширится с чуть менее $500 млн в 2021-м до $8,6 млрд в 2031 году.

Одно из перспективных и довольно простых способов применения ИИ в строительстве — использование роботов и дронов. Уже довольно многие компании используют беспилотники для контроля за процессом строительства или создания 3D-моделей. Есть и другие варианты использования дронов в строительстве: так, швейцарская компания Tinamu стала применять беспилотники для более быстрой и точной оценки запасов строительных материалов. Такие беспилотники оснащены ИИ-системой, которая делает съемку запасов на складе или в другом месте, самостоятельно анализирует эти данные и выдает точный результат. Причем, в отличие от использования традиционных методов оценки запасов, беспилотники могут быстро и просто проводить такую оценку ежедневно.

А вот несколько примеров использования на стройке роботов. В Китае при строительстве дамбы на реке Янцзы роботы собирали эту конструкцию из крупных элементов. Еще один пример — робот, которого использовали в Швейцарии для строительства стены из камней неправильной формы. Такой робот ориентируется по созданной с помощью лидаров карте местности, разработчики обучают основанную на ИИ модель, в результате чего робот «учится» находить камни нужно формы и устанавливать их, строя стену. Пока что такого робота тестируют, а не полноценно применяют в строительстве, тем не менее это интересные разработки.

Еще одно перспективное направление — предиктивная аналитика. Это прогнозирование на основе big data с использованием ИИ. Системы предиктивной аналитики на основании больших массивов данных выдают вероятные сценарии по длительности стройки, стоимости, возможным рискам и т.д. Все это позволяет компаниям лучше планировать процесс и снижать издержки.

Также развиваются AR/VR-технологии на стройке. Например, такими разработками занимается американская компания Holobuilder — в 2021 году ее купила другая технологическая компания Faro Technologies. Holobuilder позволяет как отслеживать происходящее на строительной площадке в режиме реального времени, так и устраивать виртуальные туры для потенциальных покупателей.

ИИ на российских стройках

Уровень внедрения технологий ИИ в российской строительной отрасли пока низкий. Многие компании уже заинтересовались этим направлением, однако для полноценного использования ИИ нужна большая предварительная работа. Особенно если мы говорим не про точечные решения, такие как дроны на стройке, а про комплексный сбор и анализ данных.

В этом случае компаниям зачастую нужно масштабно перестроить принципы своей работы. Сначала сделать так, чтобы все процессы в работе были достаточно простыми, понятными и легко переводимыми в цифровой вид. Дальше — собственно цифровизация, в результате которой у вас должны быть базы данных, в которых в структурированном цифровом виде будет вся информация о работе компании.

Только на следующем этапе возможно переходить к применению ИИ для анализа этих данных, выстраивания сценариев и т.д. Сейчас многие российские строительные компании уже поняли, что им нужно провести такую цифровизацию. В основном пока они находятся на этапе создания баз данных, так что для полноценного внедрения ИИ должен против еще год – полтора.

Тем не менее некоторые решения на основе ИИ на российском рынке есть. Вот один из них — в прошлом году компания «Дом.РФ» сообщила о запуске основанного на ИИ инструмента, который помогает определить ликвидность будущих строительных объектов, их стоимость, возможные риски. В этом случае нейронные сети оценивают все эти параметры на основе широкого набора данных: динамики продаж Росреестра, стоимости строительных материалов, информации об инфраструктуре вокруг этой новостройки и др. В «Дом.РФ» говорят, что при использовании этого инструмента девелоперы смогут более эффективно выделять инвестиции и планировать строительство.

Новость, которая в этом году довольно активно обсуждалась, — использование девелопером «Самолет» робособак на стройке. Такие робособаки применяются прежде всего для сбора информации, построения 3D-моделей и т.д. Понятно, что такие примеры в большей мере привлекают внимание, чем действительно серьезно меняют строительство, тем не менее это тоже интересное направление использования ИИ. У «Самолета» есть и другие проекты с применением ИИ — например, система предиктивной аналитики.

В нашу платформу Pragmacore также добавлен модуль предиктивной аналитики. Основная его цель — делать более точные прогнозы по длительности строительства, а также избегать простоев. Такой инструмент анализирует десятки разных факторов — возможные изменения погоды, снижение числа работников на стройке, перебои с поставками материалов и др. — и выстраивает несколько сценариев, оценивая вероятность каждого из них. Соответственно руководство стройки может более точно оценить реальную длительность строительства и принимать решения исходя из этих данных.

Еще одна возможность, которую дает предиктивная аналитика, — оценка, какие работы вы можете осуществить прямо сейчас. С помощью ИИ-инструмента можно определять открытые и доступные фронты работ. Например, вы не можете выполнять какие-то работы из-за задержки поставок какого-то материала. Подобная система позволяет увидеть, для каких еще работ есть все необходимое — проектная документация, рабочие, материалы — и приступить к ним, не дожидаясь завершения предыдущего этапа.

Перспективы применения и развития ИИ на российских стройках

Искусственный интеллект может решить или по крайней мере смягчить некоторые хронические проблемы, свойственные для российского строительства. Одна из важнейших проблем — высокие избыточные расходы и простои. В некоторых случаях потери достигают миллионов рублей в день.

Такие избыточные расходы связаны с теми сложностями, которые уже были перечислены: часто не отлажены процессы, есть много непредвиденных обстоятельств, таких как изменение погоды или перебои с поставками. Применение ИИ позволяет более эффективно наладить работу и снизить избыточные расходы.

Пока что внедрение ИИ находится на раннем этапе, так что делать точные прогнозы по тому, когда такие инструменты начнут активно применяться российскими компаниями сложно. В случае с технологическими новинками часто есть накопительный эффект: сначала мы видим какие-то единичные проекты, но ни о каком полноценном рынке говорить нельзя. А в какой-то момент — когда в достаточной мере накопились знания и примеры практического применения, в сферу активнее пошли инвестиции — рост начинает идти по экспоненте. Однако прогнозировать, когда может начаться такой всплеск, невозможно.

Тем не менее с учетом того, что многие российские компании уже заинтересовались этой сферой и начали тестировать решения с использованием ИИ, в ближайшие год-два скорее всего будут появляться новые проекты в этом направлении. Более точные прогнозы можно будет дать, когда этап первоначального внедрения ИИ-инструментов и их тестирования пройдет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *