建設における人工知能 (AI) は、ツールにテクノロジーを追加するだけではなく、データを使用して情報に基づいた意思決定を行い、コストの削減や安全性の向上などに役立ちます。AI の分析能力は人間の能力を超えていることが多く、人を圧倒するようなデータセットを調べる手段を提供します。建設業界にとって、ビッグデータと AI を使用すると競争力が高まります。

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• 建設における人工知能の例
• 建設における AI の利点

AI は、データを使用してプロセスについて学習し、情報に基づいた予測や選択を行うため、他のコンピューターベースのオプションとは一線を画しています。この学習能力は、基本的な計算のみを行うコンピューター プログラムと AI を区別するものです。自己教育を通じて、AI システムは、企業が利用すればするほど、企業とその運営についてより賢くなります。建設で AI を使用することによるメリットは、多くの場合、時間の経過とともに増加します。

AIの未来が到来しました。機械学習のアプリケーションはすでにいくつか存在し、近い将来に展開する準備ができているアプリケーションもあります。時間が経つにつれて、企業が建設プロジェクトや作業現場で AI を利用する方法が増えるにつれて、AI の業界用途が増えるでしょう。

1. ビルディング・インフォメーション・モデリング(BIM)

ビルディング インフォメーション モデリング (BIM) は、建築計画の 3 次元バージョンを構築するだけではありません。このタイプのモデリングでは、設計者、建築家、エンジニアなどからの情報を使用して、建設中の建物の仮想複製を生成します。

複数のチームが同じ建設プロジェクトに取り組む場合の懸念の1つは、設計が矛盾する可能性があることです。最も洗練された形式のBIMでは、すべてのユーザーが同じプロジェクトにアクセスして、チームのニーズに合わせて変更を加えることができます。この単一の建物設計により、変更や手直しの時間を短縮できます。AI と BIM が連携して複数の建物バージョンを作成し、さまざまな設計の中から最適な妥協点を見つけることができます。

最も複雑なBIMバージョンは、計画の情報と、材料費やタイムラインなどのプロジェクトデータを組み合わせます。このアプローチにより、あなたとあなたのチームは、プロジェクトのタイムライン、コストの見積もりを作成し、建物のサスティナビリティを予測することができます。プロセスの早い段階でこれらの要素に変更を加えることで、チームはコストやエネルギー効率などの最終構造をより適切に最適化できます。より正確なタイムラインとプロジェクトの見積もりにより、この AI アプリケーションを使用する人にとって投資する価値があります。

2. プロジェクト計画のためのビッグデータの活用

AIが得意とする分野は、大量の情報を使って建設業の変化を知ることです。ビッグデータとは、人間だけで整理するのにかなりの時間を必要とする膨大な量の情報を指します。AIを搭載したコンピューターは、この情報を分析し、そこから学習して、非常に正確なプロジェクト計画の意思決定を行うことができます。

人工ニューラル ネットワークを実装することで、AI システムは非常に正確なプロジェクト予算とスケジュールを作成できます。人工ニューラル ネットワークは、AI システムが提供されたデータに基づいて状況を学習するのに役立ちます。したがって、これらを建設で使用するシステムは、以前のプロジェクトから予算(材料費、インフレ率、人件費など)を取得して、将来の作業の予算やスケジュールがどのようなものであるべきかを予測できます。

AI 学習は、プロジェクトのコスト見積もりの計画に長年携わってきた人の経験に似ています。ただし、AI は、さまざまなプロジェクト シナリオを実行して、潜在的な変更注文、計画外の遅延、または供給の問題を考慮することで、人間の能力を超えることができます。これらの潜在的な問題を予算に組み込むことで、AI は建設チームが隠れたコストや超過を回避するのに役立ちます。

3. AI とサイト セキュリティの統合

高価な工具、建材、機器を使用する場合、サイトのセキュリティは不可欠です。AI を監視カメラと統合することで、カメラやモーション センサーのみを使用するよりもサイトの安全性を高めることができます。

AI システムはカメラをモニタし、人や状況を認識できます。現場のセキュリティのために、AI 対応システムは建設現場を一晩監視し、現場で許可されていない人間を追跡した場合に警報を鳴らすことができます。古いセキュリティ オプションでは、モーション センサーを使用してアラームをトリガーする場合がありますが、これらは風に吹き飛ばされた粉塵、野良犬、鳥によってつまずきる可能性があります。AI はカメラに映っている人物を認識し、その人物がセンサをトリガーしたかどうかを判断するのに役立ちます。これにより,システムは当局または現場管理者に警告することができます。

現場の安全性が高ければ、材料の損失や構造的な損傷の可能性が低くなります。破壊行為や盗難の心配が減るため、プロジェクトが予定通りに予算内で完了する可能性が高くなります。

AI システムは、休憩を取ったり、監視カメラから離れたりする必要はありません。携帯電話などのモバイル機器にアラートを送信することで、現場の作業員と直接つながっています。AI 顔認識により、AI システムは危険な建設現場の慣行を示す個人をモニタして警告を送信することもできます。より安全に作業するために慣行を再評価するよう促すことで、現場の個人は事故を回避できます。

4. 作業現場でのリアルタイムのトラフィックを追跡し、リダイレクトする

作業現場での交通コントロールは、安全に直接影響します。AI システムは、構造物やその他の機器との衝突の可能性をオペレーターに警告できます。AI は、人間が操作する機器、人、その他の障害物の周囲で自動運転車を誘導することもできます。

AI は、人々が現場内でどのように移動するかを時間の経過とともに学習し、スケジュールを最適化して労働者の混雑を軽減するのに役立ちます。交通フロー、流量をより適切にコントロールすることで、建設現場の人々はより効率的に移動し、作業の遅延、怪我、または必要な建設機械類の損傷を引き起こす可能性のある衝突を回避できます。

5. 自動運転車

自動運転機器やドローンなどの自動運転車は、建設現場で重要な役割をあそびえることができます。ドローンは現場の鳥瞰図を提供し、自動運転車はできるだけ多くの人間のオペレーターの必要性を解放します。AIシステムは、センサー、機器、カメラからのデータを使用して、自動運転土木工事用機械やその他の機器の安全な稼働を維持できます。自動運転自動車を可能にするのと同じシステムで、建設現場での自律走行機械も可能になります。

ドローンから収集された情報は、グラウンドレベルとは異なる視点からプロジェクトの進捗状況に関するソフトウェアデータを提供することで、AI システムが将来の建築プロジェクトを最適化するのに役立ちます。

6. オフサイト自律型プレハブ部品

多くの建設プロジェクトでは、建築プロセスを回転数するためにプレハブコンポーネントが使用されています。AIシステムは、人間の専門家が建設現場で熟練した作業を行う一方で、これらの部品の建設をオフサイトで監督できます。完成後、メーカーはオフサイトで生産されたコンポーネントを作業現場に出荷し、熟練労働者がそれらを組み立てます。電気、HVAC、配管、その他のサービスなどのこれらのプロジェクトの仕上げには、依然として人間の作業員が必要です。

AI が監視するオフサイト製造と人間の現場の専門知識を組み合わせることで、建設に必要な時間が短縮され、現場での追加労働力の必要性が減ります。

7. 予知保全

大型土木工事用機械、クレーン、発電装置などの建設機械は、運転を最適化するために定期的なメンテナンスが必要です。これらのシステムが常に期待どおりに機能するようにする1つの方法は、それらをレンタルすることです。これにより、適切にメンテナンスされた新品同様の機器を常に現場に提供できます。機器の正常な稼働を維持するもう 1 つの方法は、AI 対応の予知保全です。

予知保全では、設定された間隔で装置の整備を行う必要がある定期メンテナンスではなく、センサと装置の性能を使用して、装置の整備に最適な時間を決定します。AI は、機器の性能とセンサ データに関する重要な情報を機械の動作に関連付け、メンテナンスのタイミングをよりスマートに予測します。予防メンテナンスにより、機械の効率的な稼働を維持し、貴重な作業時間を奪う部品交換や修理のコストを最小限に抑えることができます。

建設プロジェクトに AI を統合すると、他のハイテク ソリューションを使用するのと同じ利点がいくつかありますが、ほとんどのテクノロジーが提供するよりも強化された計画が得られます。長期計画を作成する場合でも、複数の設計オプションを視覚化する場合でも、AI は建設ビジネスにタスクを完了するためのより迅速かつ正確な方法を提供します。

1. コスト超過の削減

AI を使用すると、過去のプロジェクトとそれに関連するコストを分析できます。AI のアルゴリズムは、材料や人件費を含む将来のプロジェクトのコストをより適切に予測するために、長年にわたる労働力、材料、プロジェクト範囲の増加を考慮します。最初からより正確な価格設定を行うことで、企業は隠れたコスト、インフレ、労働賃金の上昇によって引き起こされる問題を回避できます。より正確で情報に基づいたプロジェクト見積もりから始めると、プロジェクト予算を超える可能性が低くなります。

AIは、天候、サプライチェーンの問題、その他の原因によるプロジェクトの遅延の可能性を予測することで、コスト超過を減らすこともできます。これらの遅延に対する計画をプロジェクト概算に統合することで、作業の低コストと高コストをより正確に得ることができます。この範囲により、計画が容易になり、予算を超える可能性が減少します。

2. 作業現場の安全性の向上

AI が作業者の操作を監視すると、危険な行動を発見した場合にアラートを送信できます。これを行うために、システムは、監視ビデオや写真から情報を取得し、特定の現場で最も危険な状態を示す兆候を学習する場合があります。AI はレポートを編集して現場管理者に送信し、現場管理者はこれらの懸念に対処するために安全ブリーフィングを調整できます。

たとえば、転落は建設現場での死亡原因のトップ です。AI はサイトの防犯カメラからの映像を分析し、その情報を安全でない行為の画像と比較できます。次に、システムは、収集されたデータに基づいて、作業員が転倒や同様の危険から身を守っていない問題を発見した場合に、スーパーバイザに通知します。

作業現場の安全を確保するためには、機械や動き回る人員を慎重に調整することも必要です。AI は、ビデオやセンサーを使用して安全な移動について学習し、経路を最適化して、商品、人、機器のフロー、流量を最大化できます。これにより、現場の安全と生産性の両方が向上し、建設作業員にメリットがあります。

3. 現場の生産性の向上

建設プロジェクトは、安全で生産性の低い現場よりも当初の予算とスケジュールに近い状態で完了する傾向があります。AI は、労働者の安全を守るために使用するのと同じテクノロジーを使用して、労働者も作業に集中できるようにすることで、最も厳格な現場管理者よりも生産性を高めるのに役立ちます。AI はダウンタイムを削減することで、高レベルの生産性を維持し、プロジェクト コストを削減するのに役立ちます。

自動建設機械類や自動プロセスを制御することで、AI は熟練した人間の作業者の単調な作業の一部を引き継ぐことができます。労働者を最も得意な仕事に割り当て、残りの自動化操作を AI にコントロールさせることで、すべてが可能な限り最も効率的かつ合理化された方法で行われます。

AI はまた、収集した情報を受け取り、追加の監視のために人間のオペレータに送信します。オペレータは、作業現場から離れた場所で作業し、モバイルデバイスやコンピュータで生産性に関する最新情報を入手できます。また、その情報を使用して現場の作業員と話をし、作業上の問題に対処したり、必要に応じてガイダンスを提供したりできます。現場管理者は習慣パターンを追跡し、よりターゲットを絞った情報に基づいた現場計画とトレーニングプログラムを作成できます。

4. 建物設計の最適化

建物は、設計段階で複数の反復を経ることができます。美観、エネルギー効率、コストの最適なバランスを見つけるために、AI は以前の建築計画のデータに基づいて複数のシナリオを実行できます。AI が作成する計画は、プロジェクト マネージャーに設計の 3 次元のウォークスルーを提供できます。建築家や設計者は、建物を仮想的に歩き回ることで、潜在的な問題を特定したり、変更を加える場所を選択したりできます。

プロセスの早い段階で問題を見つけたり、変更を加える必要がある変更を特定したりすることで、それらの変更を行うコストを削減できます。建設中まで変更指示を依頼するのを待つと、プロジェクトの遅延やコストの増大を招く可能性があります。

AI は、建設作業員が物理的な構造を変更したり、新しいコンポーネントを追加したりしたときに、計画をリアルタイムで更新するなど、他の建築設計プログラムでは実行できないことを行うことができます。この入力により、AI は建物の運用を分析し、設計チームが他の問題に集中している間に問題を探すことができます。

5. 人手不足問題への対応

労働力不足は、需要の増加と、建設業界への意欲的または熟練した人材の不足に起因しています。2021 年の予測では、増大する労働需要を満たすために、この部門は 2 年間でさらに 100 万人の労働者 を雇用する必要があることが示されています。この問題を軽減するために、多くの建設会社がハイテク ソリューションを模索してきました。AI は、最適な自動化機器や車両のオプションを予測し、現場で調整するのに役立ちます。

AIは、監視とより慎重な現場管理を通じて生産性を向上させることで、建設会社の労働者をより有効に活用します。AIの安全チェックを受ける自動運転車は、複数の人間のオペレーターの必要性を減らし、業界の労働力不足の負担を軽減することもできます。

6. より良いスケジュールの作成

現場のスケジュールを改善することで、現場にいる人々の生産性を最適化し、ベンダー、下請け業者、作業員が一度に現場に集まることによる遅延を防ぐことができます。AI は、スケジュールを調整して効率を最大化することで、コストのかかる作業の遅延を防ぐことができます。作業者は、他の人と一緒に作業する必要がないため、より安全に仕事をより良く行うことができます。

AI が支援できるもう 1 つのスケジュールは、機器のレンタルです。機械のレンタルを選択することで、必要なときに建設機械類をより簡単に現場に運ぶことができます。建設会社は、レンタルした機械の年間保管や維持について心配する必要はありません。このオプションを最大限に活用するために、AI システムは以前の作業データを使用して、サイト管理者が特定の建設機械類、工具、または機器をレンタルする必要がある正確な期間を決定できます。必要な時間だけ機材をレンタルすることで、建設作業員は、コストとコミットメントを低く抑えながら、最高のパフォーマンスの製品を使用できるというメリットを得ることができます。

7. サプライチェーンの合理化

サプライチェーンには複数の情報源があり、システムを最大限に活用するために分析する必要があります。AIは、ベンダーと供給の入手可能性に関するデータを使用して、プロジェクトの資材調達を合理化できます。たとえば、AI は需要と供給に関する情報を分析し、建設プロジェクトに資材を注文された品する最適なタイミングを選択して、遅延を減らしたり、コスト削減を活用したりできるため、予算やスケジュールが限られている場合に特に便利な機能です。

AI は、最も必要なときに建設現場への資材到着を調整するために、いつ注文するかを予測することもできます。この二次アプリケーションは、サプライチェーンを最適化し、建設資材のための余分な保管スペースがない現場や、資材を必要とするプロジェクトの部分が始まるまで資材の現場への到着を遅らせるジャストインタイム構築の慣行で作業したい現場に最適です。このオプションを使用すると、作業員は注文変更に適応しやすくなり、建設段階で遅延が発生した場合に柔軟に対応できます。

8. 機器のメンテナンスにかかる費用を節約

AI 対応の予知保全による機器メンテナンスにより、施設やチームのコストを節約できます。機器が故障したり、非効率的に動作し始めるまで待つと、作業現場で時間とリソース(人件費、給与費、燃料費を含む)が浪費されます。故障した機器を修理するために、メンテナンス作業員が現場に向かう必要があります。1日で修理を完了できない場合、現場管理者は交換用機械を注文された品になることがあります。

予知保全では、現場でのすべての機械の整備を可能な限り最も効率的な方法で実施することができます。どのような機器も、不必要な整備を受けたり、故障するまで待ってから維持管理を受けたりすることはありません。不要なメンテナンスを回避することで、修理を担当する人から他の作業を余儀なくされます。予知保全では、修理の必要が生じるまで、機器が定期整備よりも長く稼働し、貴重な建設機械類や装置を現場に長期間置いておくことができます。

9. セキュリティと安全性の向上による作業現場の保護

AI システムにより、現場のセキュリティと安全性を向上させることができます。これらのシステムは、日中は監視カメラを使用して安全上の問題を監視し、夜間は同じビューを使用して現場を犯罪行為から保護します。AI システムは、人間の監督者やセキュリティ担当者を強化することでセキュリティを向上できます。

AI は、承認された安全対策を使用していない個人をマネージャーに警告し、誰かが怪我をする前に従業員の行動を迅速に方向転換します。AIは、お気に入りをあそびにしたり、偏見を抱いたりすることはできないため、現場全体の従業員を管理および懲戒するための公正かつ効果的な方法を提供します。

より安全で安全な建設現場は、積極的な安全記録を示せる請負業者に利益をもたらします。安全な現場では、ツール、工具や機器の盗難、破壊行為、物的損害、怪我など、プロジェクトの時間と材料を浪費する可能性のあるコストのかかる問題が発生する可能性が低くなります。

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建設現場用の機器、ツール、アタッチメントをレンタルすると、投資する前にテクノロジを試す機会が得られ、コストパフォーマンスが最も高くなり、次のプロジェクトに必要なトレーニングと作業を明確に把握できます。機器のメンテナンスも含めています。

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