شاید بتوان گفت هوش مصنوعی (Artificial intelligence) که بهاختصار AI نامیده میشود، تنها واژهای است که این روزها، با نوآوری خاص و جدیدی ما را به وجد میآورد. هوش مصنوعی به هر حوزهای که فکرش را بکنید، نفوذ کرده است. هوش مصنوعی با ورود به هر بخش، هوشمندی، نوآوری، خلاقیت و توسعه را با خود همراه دارد.
این روزها با خواندن خبرهای مختلف از دستاوردهای هوش مصنوعی در بخشهای مختلف از پزشکی گرفته تا اولین وکیل هوش مصنوعی شاید برای هرکدام از ما این سوال پیش بیاید که
در حوزه فعالیت تخصصی که در آن مشغول هستیم، هوش مصنوعی چه جایگاهی دارد؟
صنعت ساخت، یکی از صنایعی است که با رویکرد نسبتاً سنتی عمل میکند و نسبت به بسیاری از صنایع از عقبماندگی بالایی برخوردار است. تکنولوژی و نوآوری در این صنعت جایگاهی که باید دارا باشد را کسب نکرده و مورد غفلت و بیتوجهی واقع شده است. اما بااینوجود باید بگوییم جای نگرانی نیست، دلسرد نشوید، حتی صنعت ساخت که صنعتی عقبافتاده تلقی میگردد هم از نفوذ هوش مصنوعی در امان نمانده است. در این مقاله قصد داریم به استفاده از هوش مصنوعی در صنعت ساخت با استفاده از یادگیری ماشین (Machine Learning یا ML) و پردازش زبان طبیعی (natural language processing یا NLP) بپردازیم. هوش مصنوعی قطعاً میتواند شاهکلید حل بسیاری از مشکلات صنعت ساخت باشد.
شکل 1. ارتباط هوش مصنوعی (Artificial intelligence)، یادگیری ماشین (Machine Learning) و یادگیری عمیق (Deep Learning).
1. هوش مصنوعی در صنعت ساخت
هوش مصنوعی در مرحله برنامهریزی به صنعت ساخت کمک میکند تا بزرگترین چالشهای خود را با بستری مناسب برای دسترسی آنی به دادههای ضروری و مهم برای تکمیل پروژهها بهصورت ایمن، کارآمد و بهموقع حل کند. با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، تیم پروژه میتواند ریسکهای ایمنی و کیفیت را آنی پیشبینی نموده و پیشنهادها و برآوردهای دقیقی ارائه دهند. تیم پروژه با کمک این فناوریها قادر خواهد بود تا فرآیندهای اداری را کاهش داده و حداقل الزامات نگهداری پروژه را پیشبینی کنند.
شکل 2. هوش مصنوعی در صنعت ساخت.
به گفته خانم Pat Keaney سرپرست و مدیر محصول BIM 360 Enterprise Autodesk:
استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در آیندهای بسیار نزدیک در صنعت ساخت رایج خواهند شد.
منطق یادگیری ماشین بهگونهای برنامهریزیشده است که مانند انسانها عمل نماید. هوش مصنوعی در ساخت شامل فناوریهایی مانند یادگیری ماشین است که از برنامههای رایانهای برای جمعآوری اطلاعات از دادههای گذشته استفاده میکند، درحالیکه پردازش زبان طبیعی (NLP) به ایجاد مدلهایی کمک میکند که زبانشناسی انسان را تقلید کنند. هر دو از دادههای استخراج شده برای ایجاد الگوریتمهایی استفاده میکنند که خروجی را برای تکمیل وظایف خاص تولید میکنند و صنعت ساخت را بسیار کارآمدتر و بهینهتر میکنند.
2. رویکرد هوش مصنوعی برای برنامه ریزی پروژههای صنعت ساخت
خانم Pat Keaney معتقد است:
دانش زیادی در صنعت ساخت وجود دارد. اما مشکل این است که بیشتر این دانش در دستان سرپرستی قرار دارد که 30 یا 40 سال است که این کار را انجام میدهد. اگر بتوانیم آن دانش را به دست آوریم و آن را به یک برنامه کمکی تبدیل کنیم تا در اختیار یک فرد جوان، باهوش و تحصیلکرده دانشگاهی حوزه مدیریت ساخت قرار گیرد، می توانیم به آنها کمک کنیم تا موثرتر باشند. ما با AI میتوانیم صنعت را برای نسل بعدی راه اندازی کنیم و همچنین می توانیم کمبود نیروی کار را برطرف کنیم.
قابلیت و پتانسیل هوش مصنوعی برای بهحداقلرساندن ریسکها در سایت پروژه بینظیر است و کمک میکند که زمان اجرا و هزینههای اضافی پروژه کاهش چشمگیری داشته باشند. بسیاری از سازمانها در حال حاضر از هوش مصنوعی در کنترل پروژه، برآورد بودجه، زمانبندی و مدیریت پروژه در سایت پروژه بهره میگیرند.
حقیقت این است که هیچکس قصد ندارد بیش از حد هزینه کند، اما واقعیت این است که اکثر پروژههای بزرگ با وجودداشتن تیمهای شایسته، از بودجه تعیین شده پروژه، عبور خواهند کرد. این معمولاً به دلیل شرایط پیشبینی نشده؛ مانند تغییرات در محدوده اولیه پروژه، برآوردهای زمانی غیرقابلاعتماد، ارتباطات نامناسب، نقصهای طراحی، مشکلات اداری و غیره است.
به زبان ساده، با وجود ذینفعان مختلف در پروژه، جای زیادی برای خطای انسانی وجود دارد. از طرفی برآورد دقیق هزینه و زمان در پروژههای بزرگ، بدون در اختیار داشتن اطلاعات دادههای مناسب عملاً غیرممکن است. به این منظور، برخی از شرکتها استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی (Artificial Neural Networks یا ANN) را برای پیشبینی مواردی مانند افزایش هزینهها آغاز کردهاند. شبکههای عصبی مصنوعی زیرشاخههای هوش مصنوعی هستند که بر اساس مغز انسان مدل شدهاند. در صنعت ساخت، این شبکههای عصبی مصنوعی از دادههای تاریخی برای پیشبینی زمانبندیهای واقعی برای پروژههای بعدی بر اساس معیارهایی استفاده میکنند. بهعنوانمثال برخی از این معیارها عبارتند از:
- اندازه پروژه
- نوع قرارداد
- سطح شایستگی مدیران
3. مدل سازی اطلاعات ساخت (BIM) و هوش مصنوعی (AI)
متأسفانه یا خوشبختانه، در پروژههای صنعت ساخت، اکثر تجارب و درسآموختههای کسبشده در پروژه وابسته به انسانها است و فرآیند مناسبی جهت انتقال این اطلاعات به سازمان یا افراد دیگر در اکثر پروژهها یا سازمانها وجود ندارد. زمانی که کارمندان و سرپرستان مسنتر بازنشسته میشوند یا سازمانها را ترک میکنند، این اطلاعات انتقال پیدا نمیکند و همراه با افراد با خروجشان از پروژه یا سازمان اطلاعات نیز خارج خواهد شد.
هوش مصنوعی میتواند منبعی مشترک برای نسلهای جدید نیروی انسانی باشد تا از دادههایی که در فضای ابری بارگذاری شدهاند، استفاده کنند. از طرفی دادههای مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) بهگونهای سازماندهی شدهاند که آن را بهویژه برای هوش مصنوعی در زمان اجرای پروژه مفید میسازد و هر چه به اطلاعات ساختاریافتهتری دسترسی داشته باشد، هوشمندتر میشود.
هوش مصنوعی همچنین میتواند مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) را با شناسایی تداخلات، آنالیز کامل مدلها و شناسایی نقاط احتمالی شکست، تقویت کند. مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM) تأثیر قابلتوجهی بر هزینه و مدیریت زمان پروژههای معماری، مهندسی و ساخت دارد. BIM با کمک هوش مصنوعی این پتانسیل را دارد که میلیونها دلار برای پروژههای بزرگمقیاس صرفهجویی کند.
هوش مصنوعی این قدرت را دارد که با استفاده از مجموعهدادههای پروژههای گذشته، زمانبندی پروژه را کاراتر و به واقعیت نزدیکتر کند و همچنین ریسکهای بالقوه ایمنی را مشخص نماید.
4. مزایای استفاده از هوش مصنوعی در صنعت ساخت
صنعت ساخت میتواند از مزایای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین به روشهای مختلف بهرهمند شود. در ادامه به معرفی برخی از این مزایا که میتواند برای هر سازمان و پروژهای جذاب باشد، خواهیم پرداخت:
الف) کمک به فرایند طراحی و مناقصه
با انجام آنالیز دادههایی مانند اسناد مناقصه و قیمت کالا، یادگیری ماشین میتواند به پیمانکاران کمک کند تا برآوردهای بسیار دقیقتری تولید کنند. بر اساس پیشبینیهای اخیر شرکت دیلویت (شرکت Deloitte یک شرکت خدمات مالی و مدیریتی است که بهصورت نوین و مدرن در زمینههای مختلف مالی و مدیریت خدمات ارائه میدهد)، این موضوع میتواند انحرافات زمانی را تا 20% و زمان مهندسی را تا 30% کاهش دهد.
ب) پیشبینی ریسکهای ایمنی و کیفیت در سایت پروژه
با ارائه اطلاعات آنی، هوش مصنوعی میتواند بهپیش بینی ریسکهای سایت پروژه، قبل از تبدیلشدن به تهدید کمک کند. بهعنوانمثال، مدلها میتوانند رویدادهایی مانند طوفان و سایر ریسکهای ساخت پروژه را پیشبینی کنند. با پیادهسازی بینایی رایانهای (Computer vision)، میتوان از هوش مصنوعی برای آنالیز دادههای تصویری و ویدئویی استفاده کرد که تعاملات آنی نیروی انسانی، ماشینآلات و اشیاء را ردیابی میکند و به سرپرستان در مورد مسائل ایمنی احتمالی در هر نقطه از محل هشدار میدهد.
شکل 3. مدیریت ایمنی با استفاده از هوش مصنوعی
ج) کاهش فرایندهای اداری
هوش مصنوعی ممکن است با استفاده از الگوریتمهای تشخیص دستخط (Handwriting Recognition Algorithms) و پردازش زبان طبیعی (NLP)، برای بررسی سفارشها و سایر کارهای اداری به کاهش و خودکارسازی فرآیندهای اداری کمک کند. این نوع فناوریها به طور خاص میتوانند هزینههای ساخت را تا 15 درصد کاهش دهند.
د) ایجاد مدل پیشبینی زنجیره تأمین و نگهداری
با اضافهکردن حسگرها به سیستمها میتوان بر دادههای مربوط به عملیات، نظارت بهتری داشت. با این کار میتوان میزان تقاضا را پیشبینی کرد، تعمیر و نگهداری تجهیزات و غیره را در زمان مناسب پیشبینی نمود و تحلیل سلامتی فرآیندهای ایجاد شده، ماشینآلات و تجهیزات را انجام داد. این نوع ابتکارات مبتنی بر آنالیز میتواند به گروهها و اپراتورها کمک کند مشکلات را کاهش دهند و آنها را قبل از وقوع پیشبینی کنند.
5. چالشهای پذیرش هوش مصنوعی در پروژههای صنعت ساخت
برخلاف صنایع تولیدی، صنعت ساخت به طور مداوم در حال تغییر است. بنابراین هر فن آوری جدیدی که وارد این صنعت شود باید قبل از بکارگیری بهدقت مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته، در غیر این صورت ممکن است آسیبهای جبرانناپذیری را به همراه داشته باشد و وضعیت را بهجای بهبود، با مشکلات جدیتری روبرو نموده و حتی جان انسان را به خطر بیندازد. نگرانی در مورد ایمنی یکی از موانع اصلی پذیرش هوش مصنوعی در صنعت است. سایر عوامل شامل اتصال به اینترنت با سرعت پایین، هزینههای بالای ورود به این حوزه، کمبود متخصصان هوش مصنوعی آشنا به صنعت ساخت و چالشهای امنیتی است.
در پروژههای صنعت ساخت، هوش مصنوعی اغلب بر اطلاعات آنی دستگاهها و دستگاههایی مانند حسگرها و محرکها متکی است. سایت پروژههای ساخت مزایای آشکاری در این زمینه دارند، اما ارتباطات از راه دور و اتصال اینترنتی در محل گاهی غیرقابلاعتماد بوده یا اصلا وجود ندارند. ازآنجاییکه ماشینهایی مانند رباتها و سیستمهای نظارت بر سایت نیاز به اتصال پایدار و قابلاعتماد دارند، این موضوع چالشهایی را ایجاد مینماید.
برای اجرای موفقیتآمیز هوش مصنوعی در صنعت ساخت، کارشناسان باید با محققان و سایر متخصصان در زمینه هوش مصنوعی همکاری کنند تا نوآوریهای جدیدی را که نیازهای صنعت را برآورده میکند، ارائه دهند. این فرآیندها نیاز به اختصاص زمان و هزینه دارد.
جمعبندی به زودی؛ تحول مدیریت ساخت با هوش مصنوعی (AI)
هوش مصنوعی این روزها هر افسانهای که در واقعیت دور از ذهن بود را به واقعیت تبدیل کرده است. اما فراموش نکنیم که ورود هر فناوری به زندگی انسان با مزایا و معایبی همراه است. ورود هوش مصنوعی به صنعت ساخت نیز از این قاعده مستثنی نبوده و اگر در پیادهسازی آن بررسیها و آزمایشهای مناسب صورت نگیرد میتواند حتی جان انسان را به خطر بیندازد و مشکلات بسیار جدی ایجاد کند. از طرف دیگر پیادهسازی اصولی و استفاده مناسب از هوش مصنوعی در این صنعت راه را برای آیندهای هوشمند، پاک و پایدار هموار میکند. فراموش نکنیم یادگیری ماشین و رباتها هرگز به طور کامل جایگزین انسان نمیشوند، بلکه این فناوری این پتانسیل را دارد که صنعت ساخت را به طور کامل متحول کند.
[1] Elizabeth Rosselle. AI in Construction is paving a path to a more sustainable future - With human help. Construction Management Association of America (CMAA).
