【專欄】人工智慧拯救建築業

當AI真正滲透入建築行業的各個部分，這似乎為當前各國所頭疼的建築工人不足的問題提供了一個解決之道，當老齡化「殺死」工人的過程中，AI為建築行業的發展提供了一個新的路徑，而這條路，似乎走的越來越順暢了。

隨著自動化的深入，人工智慧與自動化裝備將逐步接管施工現場，並帶來一個高度自治的建築業新時代。因為AI本身所具有的強大分析、整理及應用能力，其在建築業也必然「大有可為」，在建築行業勞動力不足的情況下，以AI簡化甚至替代部分勞動力，特為重視。

人工智慧和機器學習，實現智慧建築

機器學習和AI在建築中的潛在應用是巨大的。訊息請求、未解決的問題和變更，在行業中是標準的。機器學習就像一個智慧助手，可以仔細檢查大量數據。然後，它會提醒項目經理，有關需要他們注意的關鍵事項。多個應用程序，已經以這種方式使用AI。它的好處包括從平凡的垃圾郵件過濾到高級安全監控。

腳踏實地的空中情報

在過去的十年中，空拍機（無人機）迎來了自己發展的黃金時期，帶人們體驗「上帝視角」創造的驚喜，現在它們更是成了許多行業生產力革新的尖兵。空拍機，在建築領域的應用為其發展打開了新的一扇窗。一個易於使用的企業級航空情報平台，用於業界最強大的捕獲，過程和測量工具。現場數字化，與你的數據進行交互，以體驗現實生活中的數據。從土方工程，高牆測繪到現場勘測，它提供了跟踪，測量和計劃項目所需的所有工具，包括實地和辦公室。它也是分析工具，幾乎實時地做出厘米級的決策。標記，計劃疊加圖，2D和3D測量值，不論你在辦公室的那一天是什麼時候。輕鬆共享距離，表面積和體積測量值。加利福尼亞州的Skycatch公司。它提供數據驅動的見解，你無法管理無法衡量的內容。借助強大的人工智慧和機器學習算法，以當今最快的速度和最大的準確性提供數據。

在過去的三年裡，該公司，已經為日本的5000多個建築工地提供四軸飛行器。這些工地大多位於東京地區及周邊地區，由世界第二大建築公司小松經營，作為其智能建築項目的一部分。自從使用空拍機時，則只需15分鐘即可掃描並創建精確的地形三維（3D）地圖。 除了施工控場外，空拍機還可以利用它在建設工地上巡飛，收集視頻資料。據說空拍機的測繪工作，以及後期數據處理工作的用時，將會比傳統人工測繪減少整整3倍時間。

人工智慧改善BIM

建築訊息模型（Building Information Modeling；BIM）越來越成為建築行業中至關重要的過程。最近，BIM軟件公司已開始在BIM流程中使用人工智慧（AI）來改進，這些模型和BIM流程。4D BIM是將計劃數據，添加到項目的每個組件中的時間。這樣可以生成準確的程序，並具有可視化項目構建進度的功能。5D BIM是將成本數據添加到計劃中，並與進度表銜接時間。

AI輔助BIM。從模擬，模型和過去的項目中收集的數據，可幫助建築行業專家對每個新的建築項目進行創新。但是BIM軟件產生的訊息太多，人類專家們很難從中獲得最大的收益。使用AI來利用訊息可以使流程更加有效。將機器學習整合到BIM流程中可減少人為錯誤，並加快處理數據所需的時間。AI允許更快地探索構造解決方案的所有可能排列。它有助於快速生成設計備選方案，並從每次迭代中，了解有效的方法和無效的方法。此外，通過在BIM中使用AI，建築公司，可以完成以前，過於詳細而無法在早期計劃階段進行的工作。 借助AI輔助的BIM軟件，施工過程可以變得更具成本效益，更快，且更有利可圖。使用AI來轉換預構造，從而使建模，工程量估算和進度估算更加容易，快捷和便宜。

防止成本超支

儘管僱用了最好的項目團隊，但大多數大型項目仍超出預算。人工神經網絡用於項目，基於項目規模，合同類型和項目經理的能力水平等因素，來預測成本超支。預測模型使用歷史數據（例如計劃的開始和結束日期）來為將來的項目設想現實的時間表。人工智慧可以幫助員工遠程訪問，現實生活中的培訓材料，從而幫助他們快速增強技能和知識。這減少了將新資源用於項目的時間。結果，加快了項目交付。

人工智慧將解決勞動力短缺

勞動力短缺和提高行業低生產率的願望正迫使建築公司投資於AI和數據科學。麥肯錫（McKinsey）2017年的一份報告稱，建築公司可以通過數據的實時分析將生產力提高多達50％。建築公司開始使用AI和機器學習來更好地規劃工作中勞力和機械的分配。機器人不斷評估工作進度，以及工人和設備的位置，使項目經理可以立即知道，那些工作地點有足夠的工人和設備，按計劃完成項目，而那些可能落後於可以部署額外勞動力的位置。專家預計，借助AI技術，建築機器人將變得更加智能和自治。

減輕風險

每個建設項目都有一些風險，這些風險有多種形式，例如質量，安全性，時間和成本風險。項目越大，風險越大，因為有多個分包商在工作現場，並行從事不同行業。如今，總承包商可使用AI和機器學習解決方案，來監控作業現場的風險並確定其優先級，因此項目團隊可以將有限的時間和資源集中在最大的風險因素上。AI用於自動為問題分配優先級。分包商根據風險評分進行評級，因此施工經理可以與高風險團隊緊密合作以降低風險。

人工智慧將使工作現場更俱生產力

有一些公司開始提供自動駕駛建築機械，以比人類同行更有效地執行重複性任務，例如澆築混凝土，砌磚，焊接和拆除。自主或半自主推土機正在進行挖掘和準備工作，推土機可以在人工程序員的幫助下為確切的規格準備工作現場。這樣可以騰出人力來進行建築工作，並減少完成項目所需的總時間。項目經理還可以實時跟踪工作現場的工作。他們使用面部識別，現場攝像頭和類似技術來評估工人的生產力和對程序的符合性。

用於建築安全的人工智慧

建築工人在工作中傷亡的頻率是其他工人的五倍。據美國OSHA稱，建築行業私營部門死亡（不包括高速公路碰撞）的主要原因是跌倒，然後被物體撞擊，觸電致死以及夾在中間。總部位於波士頓，年銷售額達30億美元的總承包商正在開發一種算法，該算法可分析其工作現場的照片，並對照片進行掃描以查找安全隱患，例如未佩戴防護裝備的工人，並將圖像與其事故記錄相關聯。該公司表示，它可以潛在地計算項目的風險等級，以便在檢測到威脅加劇時可以舉行安全簡報。

後期人工智慧

建築物的建造完成後很長一段時間，建築物的管理人員就可以使用AI。建築物訊息模型或BIM存儲有關建築物結構的信息。AI可以用來監視發展中的問題，甚至可以提供預防問題的解決方案。

人工智慧在建築中的未來

機器人技術，人工智慧和物聯網可以將建築成本降低多達20％。工程師可以穿上虛擬實境護目鏡，並將迷你機器人送入正在建設的建築物中。這些機器人使用相機跟蹤工作進展。AI被用於規劃現代建築中的電氣和管道系統的布線。公司可使用AI來開發工作場所的安全系統。人工智慧被用於跟蹤現場工人，機器和物體的即時交互，並向主管提醒潛在的安全問題，施工錯誤和生產力問題。

儘管有大量失業預測，人工智慧不太可能取代人力資源。相反，它將改變建築行業的商業模式，減少昂貴的錯誤，減少工地傷害，並提高建築運營效率。

建築公司的領導者應根據人工智慧對公司獨特需求，產生最大影響的領域，確定投資的優先順序。早期的推動者將確定行業的方向，並在短期和長期內受益。

總之，AI對於建築產業的替代是一個過程。我們所強調的並非AI完全入侵，並取代傳統建築工人，這只是部分工藝和工序的優勢互補。當然，這也將是一個漸進式的替換過程：AI助力設計、建造和營運維護。這也正符合建築物的生命周期：設計、建造、管理。