人工智能在建築行業的應用

人工智能正透過改善項目規劃、監控及執行方式,重塑建築行業。從人工智能驅動的排程與安全分析,到自主機械及數碼孿生技術,建築團隊能以前所未有的方式優化表現。本文探討人工智能的主要應用,並介紹全球頂尖的人工智能工具,助力建築更快、更安全、更高效。

現代建築項目越來越多採用人工智能(AI)來簡化工作流程、提升安全性及提高生產力。行業調查顯示對人工智能的濃厚興趣——例如,78% 的建築/工程/建造領袖預期未來幾年人工智能將提升生產力和設計水平——但實際採用仍處於起步階段。

領先企業已經部署了人工智能驅動的分析、實時項目管理平台及連接工地系統,以優化規劃和執行。實際應用中,這意味著利用機器學習和計算機視覺自動化複雜任務,如排程、工地監控和質量控制,最終令建築項目更快、更安全及更具成本效益。

人工智能驅動的規劃與設計

生成式設計工具利用算法從基本限制條件中探索數千種建築及結構方案,為建築師和工程師快速提供多種替代方案。例如,大林組的「AiCorb」平台能從草圖生成整個立面設計,企業亦使用類似人工智能工具優化樓層平面圖及機電佈局。

建築信息模型(BIM)

數碼模型由人工智能自動分析及調整,提高準確度。

  • 實時設計調整
  • 整合3D打印功能
  • 返工率降低高達20%

數碼孿生

基於雲端的模擬技術,於施工前識別問題。

  • 提前模擬施工順序
  • 碰撞檢測
  • 安全問題識別
人工智能驅動的規劃與設計
人工智能驅動的設計優化及數碼孿生可視化
關鍵見解:Autodesk報告指出,建築領袖中人工智能的主要應用包括提升生產力(44%)及生成最佳設計方案(36%)。

智能項目管理與排程

在管理方面,人工智能猶如超強助理。先進系統分析歷史及實時項目數據,預測延誤、優化排程及提前標示風險

自主排程

人工智能「代理」工具自動管理複雜排程,隨實時條件變化調整日期和資源。

情景模擬

生成算法模擬數百萬種排程方案,推薦最快或最具成本效益的計劃。

領先平台

  • ALICE Technologies – 讓承包商快速測試「假設」情景,調整人手、交付時間等輸入,立即查看排程和成本影響。
  • Foresight – 在Primavera或MS Project基礎上加入人工智能洞察,深入分析里程碑質量及延誤預測。
智能項目管理與排程
人工智能驅動的排程及資源優化儀表板
行業趨勢:Deloitte指出,許多承包商正在試點自主排程系統,讓項目團隊預見中斷並迅速應對,幫助企業應對不確定性及勞動力短缺。

工地監控與安全

人工智能令工地更智能、更安全。計算機視覺系統分析來自攝影機和無人機的圖像及視頻,實時監控進度並識別危險。

安全應用

個人防護裝備檢測

頭盔及背心檢測算法即時發現未佩戴防護裝備的工人。

危險識別

基於視覺的分析在數秒內識別多種危險,提升合規性並降低事故率。

風險地圖繪製

物聯網感應器及穿戴設備繪製工人動線及設備使用情況,揭示事故多發區域。

主要平台

  • Smartvid.io – 自動標記高風險行為,並為活動分配「安全分數」,以便主動干預。
  • OpenSpace – 利用工人安全帽上的360°攝影機,建立可導航的工地數碼孿生,方便虛擬檢查。
  • Kwant.ai – 結合定位及生物識別數據,繪製工人動線,揭示潛在事故區域。
工地監控與安全
人工智能驅動的工地安全監控及實時危險檢測
安全效益:透過自動化合規檢查及根據歷史數據預測事故多發情況,人工智能工具有助保障建築團隊安全,同時維持項目進度。

工地機械人與自動化

建築業是最早採用機械人及自主機械的行業之一。重型設備配備人工智能,可在最少人為指導下操作。

重型設備自動化

傳統方法

人工操作

  • 需熟練操作員
  • 受限於工作時間
  • 勞動成本較高
  • 操作員疲勞風險
人工智能驅動自動化

自主操作

  • 只需最少人為指導
  • 可24/7運作
  • 減少對勞動力依賴
  • 提升安全性及精確度

自動化案例

  • Built Robotics – 為挖掘機、推土機和平地機加裝感應器、GPS及車載人工智能,實現自主土方及平整作業。
  • 卡特彼勒自主運輸卡車 – 自駕車隊在礦場及採石場已行駛超過1.45億公里。
  • Dusty Robotics – 人工智能控制的打印機以毫米精度鋪設地板標記及管道路徑,節省數小時手工工作。
  • 專用機械人 – 綁紮鋼筋及砌磚機械人學習工地佈局,持續運作。
生產力提升 20-25%
工地機械人與自動化
自主建築設備及人工智能驅動機械人實景
效率提升:人工智能驅動的自動化正穩步處理重複、危險或高精度工作,讓人工作隊專注監督及技術性工作。

進度追蹤與質量控制

保持項目按計劃進行是人工智能的另一重要用途。現有平台可自動通過比對實際與計劃,記錄進度。

進度監控工具

Buildots

360°攝影機捕捉每日工地視圖。人工智能將圖像與BIM及排程比對,標示缺失安裝或延誤。

OpenSpace Vision Engine

快速將視頻巡查轉換為完整標記、帶日期的建築進度視覺記錄。

Doxel

自主無人機及地面機械人配備LiDAR每日掃描。深度學習量化80多個建築階段的實際進度與計劃對比。

質量控制效益

  • 人工智能影像識別比人工檢查更快發現裂縫、錯位及材料缺陷。
  • 持續監控大幅減少昂貴返工及賬單爭議。
  • 管理者實時獲得客觀進度數據,提升透明度及控制力。
進度追蹤與質量控制
人工智能驅動的進度追蹤及質量檢查系統

供應鏈、估算與文件管理

人工智能通過自動化耗時的手工任務,簡化前期建設及後勤工作。

主要應用

自動計量

Togal.AI利用深度學習,數秒內將PDF圖紙轉換為數量明細,縮短投標準備數週時間。

採購優化

Scalera.ai自動識別材料需求並匹配供應商,減少手工數據輸入,防止延誤。

合同審核

Document Crunch應用自然語言處理掃描合同,立即標示風險條款或缺失條款。

供應鏈估算與文件管理
人工智能驅動的供應鏈及文件自動化
競爭優勢:人工智能減少重複工作,加快估算、採購及合規決策,幫助企業準備準確投標,避免成本超支。

預測性維護與資產管理

為機械及結構配備物聯網感應器,產生大量運行數據,人工智能可分析這些數據以防止昂貴停機。

維護策略

1

數據收集

物聯網感應器通過振動、溫度及運行指標實時監控設備健康。

2

人工智能分析

機器學習模型預測磨損、故障及維護需求,提前發現問題。

3

主動警報

設備需維修時,管理者會收到通知,防止意外故障。

4

優化運營

延長設備壽命,減少停機時間,確保項目按期完成。

技術整合

連接基礎設施:正如Deloitte所述,物聯網設備加上5G正在改變資產追蹤及維護——實時設備數據有助於發現潛在故障,並優化工地資源使用。

除機械外,人工智能與物聯網的結合亦用於建築診斷:人工智能可分析新建築的能源或水務感應器數據,及早發現問題,進一步閉合建築施工與長期性能的循環。

預測性維護與資產管理
物聯網感應器及人工智能驅動的預測性維護系統

建築業人工智能的未來

人工智能在建築中涵蓋整個項目生命周期——從設計與規劃(人工智能驅動的佈局及排程優化)到現場操作(計算機視覺安全、無人機、機械人)及後端流程(智能估算、自動合同)。

實際影響

排程優化

自動化系統通過預測及防止中斷,減少延誤和返工。

安全提升

計算機視覺安全工具通過實時危險檢測降低事故發生。

成本降低

自動化及預測分析減少返工,防止昂貴超支。

未來展望

行業展望:專家預測人工智能即將達到「臨界點」——隨著基礎設施及流程成熟,廣泛應用人工智能可能在相對短時間內實現。隨著持續創新及投資,人工智能將在未來數年重塑建築業,令其更智能、更快速、更安全。
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Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注分享人工智能的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的經驗,Rosie Ha 將帶來易明、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是協助大家有效運用 AI,提高生產力並擴展創意潛能。

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