الذكاء الاصطناعي + البناء، المستقبل الجديد للصناعات التقليدية
الكاتب：Eve Cole
وقت التحديث：2024-11-22 17:48:01
في عصر اليوم، يتم دمج التكنولوجيا الرقمية والصناعات التقليدية بشكل متزايد، وسيقود البناء الذكي تحديث وترقية مجالات البناء والبنية التحتية. يشير البناء الذكي إلى دمج الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء ونماذج معلومات البناء في عملية تشييد المباني لتحسين سلامة وجودة واستدامة مشاريع البناء، ولتقليل التكاليف وزيادة الكفاءة طوال عملية مشروع البناء بأكملها. في السنوات الأخيرة، واجهت صناعة البناء التقليدية العديد من التحديات بسبب متطلبات التصميم والبناء المعقدة بشكل متزايد لمشاريع البناء. يمكن للحلول الذكية أن تساعد عملية البناء التقليدية على تحقيق تحسينات شاملة في الكفاءة والجودة. ويمكن القول أن اعتماد حلول البناء الذكية ليس خيارًا فحسب، بل ضرورة أيضًا - لتحسين الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز التنمية البيئية والاقتصادية المستدامة للبيئة المبنية. 1. البناء الذكي يجعل المباني أكثر أمانًا وكفاءة واستدامة لقد ضخ البناء الذكي زخمًا جديدًا للتطور التكنولوجي في صناعة البناء والتشييد وسيفتح أيضًا فصلاً جديدًا في تطوير الابتكار والكفاءة والسلامة في صناعة البناء والتشييد. تعمل تكنولوجيا البناء الذكية على دفع صناعة البناء التقليدية إلى عملية بناء أكثر تقدمًا تعتمد على التكنولوجيا، والتي قد تغير تمامًا طريقة تصميم المباني وإنشائها وصيانتها. في الواقع، تم تطبيق تكنولوجيا نمذجة معلومات البناء منذ فترة طويلة في مجال البناء التقليدي، أي من خلال إنشاء نماذج افتراضية ثلاثية الأبعاد لبناء جميع المعلومات الأساسية للمبنى، وبالتالي تحسين حلول التخطيط والتصميم، وتعزيز العمل الجماعي في المشاريع المختلفة، وتعزيز المزيد عملية بناء منسقة وفعالة. تهدف تقنية تكامل إنترنت الأشياء إلى تثبيت أجهزة وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء في مواقع البناء لجمع البيانات في الوقت الفعلي لتعزيز الصيانة التنبؤية وتقليل وقت التوقف عن العمل وتحسين الكفاءة العامة. كما تزود هذه التكنولوجيا التوسع التكنولوجي للبناء الذكي بأنظمة للحفاظ على الطاقة وإدارة النفايات وسلامة البناء. لقد أدى ظهور الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي إلى تغيير مشهد صناعة البناء التقليدية. وتشمل التقنيات الرئيسية: أتمتة مهام المشروع، والتنبؤ بالمخاطر المحتملة، وما إلى ذلك. سواء كانت مركبة نقل مواد مستقلة أو روبوتًا لوضع الطوب، أصبحت روبوتات البناء تستخدم على نطاق واسع بشكل متزايد في مجال البناء الذكي، مما يقلل من المخاطر الناجمة عن المهام كثيفة العمالة في صناعة البناء التقليدية. كما تستخدم على نطاق واسع في مجال البناء الذكي تكنولوجيا الطائرات بدون طيار. يمكنه التقاط صور جوية في الوقت الفعلي وجمع صور لتقدم مشروع البناء في أي وقت لرصد وتحديد المخاطر المحتملة لسلامة البناء. ترتقي تقنية التوأم الرقمي بالبناء الذكي إلى مستوى جديد. من خلال إنشاء نسخ رقمية من المباني المادية، يمكن لفرق المشروع توفير عملية صنع القرار العلمي والحلول الرقمية لعمليات البناء على أساس المراقبة في الوقت الحقيقي، واختبار السيناريو، وما إلى ذلك. ويأتي التطور السريع للتقنيات ذات الصلة من استكشاف الناس المستمر لاستدامة المباني، وخاصة في سياق الاستجابة لتحديات تغير المناخ العالمي، ويستخدم البناء الذكي التقنيات الخضراء والمواد المستدامة، مثل المباني الخضراء، والتصاميم الموفرة للطاقة، والمباني الجديدة، وما إلى ذلك، تم تطبيقها في طليعة الممارسة المعمارية. باختصار، يمهد التكامل الديناميكي لتطورات البناء الذكي والتقنيات ذات الصلة الطريق لممارسات بناء أكثر أمانًا وكفاءة واستدامة. لقد أدى التطوير المبتكر لتكنولوجيا البناء الذكي إلى تغيير أساليب البناء التقليدية وجلب سلسلة من الفوائد، مثل تعزيز السلامة وتحسين كفاءة البناء وتحسين الاستدامة. فيما يتعلق بالسلامة، يستخدم البناء الذكي أجهزة استشعار مختلفة وأجهزة إنترنت الأشياء لإجراء الكشف عن المخاطر في الوقت الفعلي وتحليل البيانات الضخمة لتقليل الحوادث في مواقع البناء. على سبيل المثال، يمكن للأجهزة الذكية القابلة للارتداء مراقبة الحالة البدنية للعاملين في الخطوط الأمامية وإرسال التنبيهات في حالات الطوارئ لضمان السلامة الشخصية لعمال البناء وسلامة البناء. ومن حيث الكفاءة، يعمل البناء الذكي على تقصير مدة المشروع بشكل فعال بمساعدة الأدوات الرقمية مثل نماذج معلومات البناء وبرامج الذكاء الاصطناعي. يمكن لوظيفة التصور الرقمي لنموذج المعلومات تحسين كفاءة التصميم المبكر بشكل شامل وتجنب انحرافات التصميم. في مرحلة التشغيل والصيانة، يمكن للنموذج أن يستمر بمعلومات عملية البناء إلى مرحلة التشغيل، مما يوفر ضمانًا علميًا لإدارة المعلومات لدورة حياة المبنى بأكملها. تعمل تقنية التوأم الرقمي على توحيد حالة وعمليات العالم الافتراضي والعالم المادي في نظام المعلومات الرقمي من خلال تحديثات البيانات في الوقت الفعلي، وبالتالي تحسين كفاءة ردود الفعل على المعلومات في الوقت الفعلي في العالم الافتراضي. ومن حيث الاستدامة، قدم البناء الذكي مساهمات مهمة في حماية البيئة من خلال مجموعة متنوعة من الابتكارات التكنولوجية. يمكن لتقنيات مثل معدات توفير الطاقة ومواد البناء الخضراء وأنظمة إدارة النفايات الآلية أن تقلل بشكل كبير من التأثير البيئي، وتحمي الموارد الطبيعية بشكل فعال وتقلل من آثار الكربون عن طريق تقليل استهلاك الطاقة، وتقليل انبعاثات النفايات، وتحسين كفاءة استخدام الموارد. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تطبيق التقنيات المبتكرة مثل تكنولوجيا الطباعة المعمارية ثلاثية الأبعاد والبناء الجاهز قد أدى أيضًا إلى تقليل هدر الموارد بشكل فعال وتحسين استخدام المواد. في رأي المؤلف، بالمقارنة مع البناء التقليدي، تتمتع حلول البناء الذكية بمزايا تقنية واضحة وهي القوة الدافعة الأساسية للتطوير والتحول المستقبلي لصناعة البناء والتشييد. 2. إن قيمة التطبيق وفعالية البناء الذكي تسلط الضوء على أن البناء الذكي هو شيء جديد، على الرغم من عدم وجود العديد من الحالات الناجحة، إلا أن كل حالة نموذجية. ومن خلال إجراء دراسات الحالة، يمكننا الحصول على لمحة عن قيمة التطبيق وفعاليته. الحافة: تعتبر "الحافة" الواقعة في أمستردام بهولندا واحدة من الحالات الناجحة للهندسة المعمارية المستدامة في العالم، وقد حصلت على شهادة من طريقة تقييم المباني الخضراء المشهورة عالميًا - وقد تم تسجيلها بواسطة طريقة التقييم البيئي التابعة لمعهد أبحاث البناء البريطاني 98.4% تقييم عالي. ويرجع ذلك أساسًا إلى نعمة التكنولوجيا الذكية المتكاملة للدورة الكاملة للمبنى. تم تجهيز "الحافة" بهيكل عام لشبكة مستشعرات إنترنت الأشياء، والتي يمكنها تنظيم الإضاءة ودرجة الحرارة وما إلى ذلك بذكاء بناءً على التعليقات الواردة من البيانات المقابلة، وتحسين استخدام الطاقة، وضبط تكاليف استخدام الطاقة في مساحة العمل. الميزة الأساسية الأخرى لـ Edge هي تطوير تطبيق هاتف ذكي خاص بالمبنى. يعمل التطبيق كمساعد شخصي للمستخدمين، حيث يشارك المعلومات ويقدم الحلول بشأن مساحات العمل وجداول العمل. على سبيل المثال، يمكن لـ "Edge" تخطيط الموقع الأمثل لمدخل المرآب تحت الأرض للمستخدمين استنادًا إلى ساعة الذروة الصباحية، وتوجيه المستخدمين لركن سياراتهم في مكان وقوف السيارات الأقرب إلى منطقة العمل. لا تقوم "Edge" بإعداد مناطق مكتبية ثابتة للموظفين، ولكنها تتبنى نهجًا أكثر مرونة - حيث يخصص البرنامج مساحات عمل بناءً على جداول الموظفين اليومية، ويمكن أن يوفر مكاتب جلوس، ومكاتب وقوف، ومساحات عمل مستقلة، وقاعات مؤتمرات، وشرفة أماكن للجلوس وخيارات أخرى. عندما يكون لدى الموظفين احتياجات خاصة لمساحة العمل، سيقوم التطبيق بضبط بيئة المساحة بذكاء من خلال أجهزة استشعار إنترنت الأشياء لتحقيق الضوء ودرجة الحرارة التي يشعر بها الموظفون بالرضا. إن مفهوم التصميم المعماري المستدام لـ The Edge يجعله واحدًا من أكثر المباني الصديقة للبيئة لتحقيق نتائج متميزة في تقليل بصمتها الكربونية. وتدعو "Edge" أيضًا إلى طريقة جديدة للعمل ومفهوم يستخدم تكنولوجيا المعلومات الجديدة لإعادة تشكيل طبيعة العمل ومساحة العمل. وفيما يتعلق بتحسين كفاءة استخدام الطاقة، فإن الطاقة المولدة من الألواح الشمسية "الحافة" لا تتجاوز الطاقة التي يستخدمها المبنى فحسب، بل يمكنها أيضًا نقل الطاقة المتبقية في الاتجاه المعاكس. إن عرض هذا المبنى يتجاوز المفهوم الأساسي لحماية البيئة منخفضة الكربون ويعتبر ممارسة ناجحة في دورة حياة البناء الذكي بأكملها، لذلك، توفر "Edge" حالة عملية ناجحة للابتكار المستدام في مرحلة التشغيل والصيانة البناء الذكي. Bosco Verticale: تم تصميم "الغابة العمودية" التي تم بناؤها في ميلانو بإيطاليا من قبل المصمم الإيطالي ستيفانو بويري، وهي تحاول إعادة تعريف الحياة الحضرية من خلال دمج مفاهيم التصميم المعماري الجديدة وتكنولوجيا البناء الذكية. وتعد "الغابة العمودية" نظاما بيئيا تكافليا للمباني والنباتات، حيث يوجد على واجهاتها أكثر من 20 ألف نوع من النباتات، بما في ذلك الأشجار والشجيرات والنباتات المعمرة. يتم التخطيط بعناية لاختيار أنواع النباتات وتخطيطها، كما يتم ترتيب النباتات وتباعدها بشكل معقول وفقًا لاتجاه المبنى وارتفاعه لخلق أفضل الظروف المناخية. وللحفاظ على استدامة النظام البيئي للغابات العمودية، قام فريق التصميم بتطوير نظام ري متطور باستخدام المياه المعاد تدويرها من المبنى. يساعد هذا التصميم على تخفيف تأثير الجزيرة الحرارية الحضرية وتحسين المناخ المحلي وتوفير الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، توفر النباتات مرشحًا طبيعيًا لأشعة الشمس وتمتص ثاني أكسيد الكربون والجسيمات القابلة للتنفس، مما يساعد على خلق بيئة معيشية أكثر صحة. يعد "Vertical Forest" في جوهره نظامًا ذكيًا لأتمتة المنزل يعمل على تحسين راحة المنزل واستدامته - التحكم في الإضاءة ودرجة الحرارة والتهوية بناءً على الاحتياجات المحددة للمقيمين والظروف الجوية الحالية. "الغابة العمودية" توضح فعالية البناء الذكي في خلق بيئة مستدامة وتحسين نوعية الحياة. إنه أكثر من مجرد مبنى، ولكنه أشبه بنظام بيئي متطور، حيث يشرح كيفية دمج المباني مع مختلف التقنيات والبيئات الطبيعية، ويحاول إظهار نمط حياة مدن المستقبل. 3. لا يزال البناء الذكي يواجه العديد من التحديات والقيود . وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن البناء الذكي له العديد من المزايا، إلا أن هناك أيضًا العديد من التحديات والقيود. إحدى المشاكل البارزة هي أن تكلفة الاستثمار الأولية للبناء الذكي كبيرة نسبيًا، مما يعني مخاطر كبيرة على الشركات الصغيرة والمتوسطة. وفي الوقت نفسه، تتطلب عملية البناء الذكي إدخال عدد كبير من المعدات المتطورة والبرمجيات الذكية، مما يشكل تحديات أمام الموظفين. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤدي تكاليف الصيانة الدورية وتحديثات البرامج والأجهزة إلى زيادة تكلفة الاستثمار الأصلية ونفقات التشغيل والصيانة. وتشكل الظروف الفنية أيضًا تحديًا كبيرًا. ويعتمد تطوير الرقمنة في عمليات البناء بشكل كبير على إنشاء بنية تحتية سليمة للشبكة. قد يؤدي أي فشل غير نظامي أو خرق للأمن السيبراني إلى خسائر كبيرة. لذلك، أصبح ضمان التشغيل المستمر للنظام وسلامة البيانات وأمن النظام من أكثر المهام تحديًا. وتعتمد تكنولوجيا البناء الذكية على البث المستقر عبر الإنترنت، والذي أصبح عائقا رئيسيا في المناطق ذات البنية التحتية المتخلفة نسبيا. ولذلك، فإن التطور غير المتكافئ بين المناطق يحد من التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا البناء الذكي ويحد من إمكانية تطبيقها على المستوى العالمي. صعوبة أخرى تأتي من داخل صناعة البناء التقليدية. صناعة البناء هي صناعة كثيفة العمالة، ويشعر العديد من عمال البناء بالقلق من أن التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا البناء الذكية، وخاصة استخدام الروبوتات الذكية، سيؤثر على وظائفهم. سيؤدي الاستبعاد من داخل صناعة البناء إلى إبطاء الترويج الإضافي لتكنولوجيا البناء الذكية ويؤدي إلى تأخر في تحسين تقنيات الإرشاد ذات الصلة. وأخيرا، فإن ما إذا كانت المعايير والقوانين التنظيمية التقليدية قادرة على التكيف مع تكنولوجيا البناء الذكية يشكل أيضا تحديا حقيقيا. ويتطلب البناء الذكي استخدام تقنيات مثل الطائرات بدون طيار والروبوتات، ولكن المعايير واللوائح التنظيمية الحالية قد لا تغطي هذه التقنيات الجديدة بشكل كامل. في عملية تعزيز البناء الذكي، سيتم مواجهة تحديات مختلفة، لكن اتجاه التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا لن يتغير. ولذلك، ينبغي لنا أن نفكر بنشاط في كيفية الاستجابة للتكيف مع احتياجات التنمية المستقبلية. نظرًا للاختلافات في إنشاء البنية التحتية في المناطق المختلفة، يمكننا أولاً تحديد أولويات المشروع، والتركيز على تطوير مشاريع البناء الذكية ذات الإمكانات الاستثمارية، وتقديم العروض التوضيحية والخبرة للمشاريع اللاحقة. عندما يتعلق الأمر بالبرمجيات وتطبيقات التكنولوجيا ذات الصلة، فمن المستحسن استكشاف البرامج مفتوحة المصدر والبدائل منخفضة التكلفة لتقليل التكاليف الأولية. وفي الوقت نفسه، للتحكم بفعالية في تكاليف المشروع الإضافية، يمكنك التفكير في الاستعانة بمصادر خارجية للمشاريع غير الأساسية للبناء الذكي لأطراف ثالثة، وبالتالي توفير بدائل فعالة من حيث التكلفة لمشاريع الدورة الكاملة. وفيما يتعلق بالمقاومة من داخل الصناعة، يعتقد المؤلف أنه على الرغم من أن صناعة البناء الذكية لديها طلب أقل على العمال التقليديين، إلا أنها لا تزال بحاجة إلى عدد كبير من المواهب المركبة عالية الجودة ذات المهارات التقنية ذات الصلة. لذلك، يجب علينا أولاً التواصل بشكل فعال مع الممارسين، وتفسير أسباب تطور الصناعة وتغيراتها، وتوفير التدريب الضروري والشامل على المهارات الجديدة حتى يتمكنوا من التكيف تدريجياً مع تأثير التقنيات الجديدة على الصناعات التقليدية. ثانيا، تستطيع الشركات معالجة فجوات المهارات ونقص المواهب من خلال الشراكة مع الجامعات أو الاتحادات الصناعية لتطوير التدريب. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تشجيع الشركات على إجراء التدريب الداخلي والتعليم المستمر لضمان وجود عدد كاف من المواهب المهنية لدعم التحول السلس لصناعة البناء والتشييد. وبالإضافة إلى ذلك، يتعين على الإدارات المعنية مراجعة القوانين واللوائح للتكيف مع التطور التكنولوجي، وخاصة تحسين اللوائح المتعلقة بحماية البيانات والمعلومات المتعلقة بالبناء الذكي، لضمان السلامة العامة وتعزيز التنمية الصحية للتكنولوجيا. ويمكن استكشاف صياغة معايير تنظيمية جديدة لتقنيات البناء الذكية، بما في ذلك المواصفات التشغيلية ومتطلبات السلامة وتحديد المسؤوليات للتقنيات الجديدة مثل الطائرات بدون طيار والروبوتات والمعدات غير المأهولة. وفي الوقت نفسه، يتعين على الإدارات الحكومية والمنظمات الصناعية ذات الصلة إجراء تعاون متعمق ووضع معايير تنظيمية مفصلة وعملية تعتمد على الخبرة الدولية والظروف الفعلية المحلية. على سبيل المثال، يمكن صياغة معايير تقييم بيئي صارمة تتطلب تقييمًا تفصيليًا للتأثير البيئي قبل بدء المشروع، ويمكن أيضًا وضع لوائح محددة لسلامة البناء، مثل النص على أن مواقع البناء يجب أن تكون مجهزة بمعدات المراقبة البيئية وتدابير التحكم في ضوضاء البناء؛ التأكد من أن المعدات الروبوتية الذكية تلبي متطلبات حماية البيئة والسلامة أثناء عملية البناء. وينبغي أيضًا وضع معايير ومواصفات السلامة الشاملة وتحسينها، بحيث تغطي جميع جوانب التصميم الفني والبناء والصيانة، لضمان السلامة طوال دورة حياة تطبيقات التكنولوجيا بأكملها. باختصار، البناء الذكي هو الاتجاه الأساسي للتحول في صناعة البناء والتشييد وسيصبح قوة دافعة رئيسية للتنمية الفعالة والمستدامة لمختلف مشاريع البناء في المستقبل. ومن منظور أوسع، يمكن أن يؤدي تطوير تكنولوجيا البناء الذكي إلى زيادة تغيير البيئة الحضرية ووضع الأساس لبناء مدينة ذكية شاملة ومستدامة حقًا.
