AI 在建筑行业中的应用：优势和机遇

人工智能 (AI) 具有彻底革新建筑行业的潜力。在后勤部门，AI 可以帮助建筑企业更快、更有效地创建计划和设计、安排项目、管理供应商、分配资源和监控成本。在工地，AI 则可以帮助确保工人的安全并提高他们的生产力，例如通过使用机器人设备。在本文中，我们将探讨 AI 如何实现上述以及其他优势，并解释为什么建筑企业越来越热衷于采用这项技术。

什么是 AI？

AI 是一种模仿人类智能的技术。这种技术可以实时分析海量数据，使用机器学习 (ML) 发现模式，提供洞察，准确预测结果并推荐提高效率的方法。建筑和工程企业已经开始利用这些功能，更高效地管理项目并降低风险。

关键要点

• AI 预计将能够改善施工过程的每个阶段：施工前、施工中和施工后的维护。
• 建筑企业开始使用 AI 来降低成本，加强工地的安全保障，改善质量控制，提高工人的生产力，并延长机械的使用寿命。
• 建筑行业采用 AI 的速度很慢，但这种情况已经开始不同了。

建筑 AI 详解

AI 可以在整个建筑项目中发挥作用，包括施工前和施工后维护。企业可以借助 AI 的处理能力和预测性洞察来帮助改进设计、构建和维护。例如，AI 聊天机器人可以帮助企业在完成基本任务方面节省五分钟，而 AI 预测分析则可以针对项目进度表提出重要调整，帮助企业节省 500 万美元。

直至近期，建筑行业对 AI 的采用一直停滞不前。其中一个原因是因为建筑项目很复杂，涉及众多合作伙伴、专家和供应商，这可能会使推出新技术变得复杂。企业是否愿意采用 AI，具体取决于其部署新技术的财务能力、管理和员工技能，以及对创新的渴望。

如今，建筑和工程企业正在考虑使用 AI 来帮助控制不断上升的成本，预测供应链中断，找到合格的员工并提高生产力。

建筑 AI 的优势

AI 在建筑行业的潜在优势主要来自于自动化，能够更快、更准确地完成重复性任务，帮助企业降本增效，在某些情况下甚至还可以加强员工的安全保障。以下是项目团队能够利用 AI 取得成功的主要方式。

• 提高安全性
  建筑企业使用 AI 预测安全风险，类似于天气报告中预测风暴的方式。例如，AI 算法可以跟踪工地设备的健康状况、检测问题并提醒维护，有助于保障工人安全并避免项目延误。通过利用计算机视觉设备，AI 可以分析现场摄像机的视频，从中发现危险条件或不安全的做法，例如没有穿上防护装备或安全地操作机器。
• 增强规划和设计
  AI 可帮助企业更快、更准确地制定项目计划。举个例子，AI 工具可以通过实时分析过去和当前项目组合，评估多个计划方案，详细说明所需资源和成本，为决策提供信息。AI 也可以用类似的方式来增强设计迭代，快速生成各种设计和成本估计。项目团队可以根据成本、能效、建筑结构强度等关键标准生成不同的替代设计方案。由 AI 驱动的 3D 模型除了可以分析这些因素之外，还可以分析机械、电气和管道计划以及项目工作顺序，从而帮助提高工作质量，同时节省资金。
• 降低成本
  与 AI 相比，传统的成本估算和监控方法非常缓慢，无法跟上成本波动的速度。AI 工具快速而精准，可以利用过去和当前的数据（例如项目规模和合同类型）来创建目标估值，为实时监控和在项目进行过程中调整奠定基础。这种预测分析可以帮助团队在面临不断上涨的劳动力、材料和合规成本时，仍然能够将成本控制在预算范围内。
• 提高工作效率
  AI 驱动的项目计划和排程、建材采购、安全等方面的改进有助于提高工作效率。例如，AI 工具可以减少在选择建材和报价方面所花费的时间，有助于确保工地获得供应品，让员工可以继续专注于手头工作。AI 还可以帮助企业更高效地分配资源，识别哪些团队何时需要什么机械，确保项目准时按计划推进。AI 预测性维护工具有助于维护机械设备，降低停机或事故影响生产力的可能性。配备了 AI 技术的新款机器人系统也可以为企业提供帮助。举个例子，如果使用半自动推土机推平工地，工人就可以腾出手来执行其他任务。
• 质量控制
  AI 可帮助企业在施工开始前就开始保持质量。AI 软件可以分析设计和 3D 构建模型，标记潜在问题并降低返工的可能性。在施工现场，AI 机器人可以更精确、更一致地处理砌砖和焊接等任务。AI 传感器和相机（有的内置在无人机中）可以监控工地，以保证施工符合质量标准。建筑无人机甚至可以使用 AI 软件，将蓝图与建筑工地俯视图进行比较，并识别不一致之处。
• 预测性维护
  施工设备或机械中的智能传感器会向 AI 系统发送实时数据，以预测维护需求。迪拜的哈利法塔采用 AI 驱动的维护系统来监视 57 台电梯、8 台自动扶梯和遍布 163 层的其他机械。通过检测机器故障的细微迹象（振动、压力或温度超过正常水平），此类系统可以预测工地起重机或推土机何时需要维修或更换，有时甚至还可以比标准维护计划更早发现问题。这种主动方法可增强基于状态的维护，因为后者只有在机器出现更明显的磨损时才能发现问题。
• 能源效率
  企业将能源效率作为优先事项，从而减轻建筑行业对环境的影响并遵守法规。跟踪能源使用需要大量数据。例如，暖通空调系统必须考虑到天气条件、室内温度、空气质量、房间大小和形状以及太阳能电池的使用。AI 算法可以实时分析这些数据，以预测能源需求，优化能源使用并降低成本。AI 的速度和力量能够使困难的事情变得更加可行，例如将可再生能源连接到电网，或使能源审计成为设计的标准部分。这是一项重要的贡献，根据 2024 年联合国发布的一份报告显示，建筑和工程建设领域占全球碳排放量的五分之一以上。
• 项目管理优化
  AI 能够以各种重要的方式优化项目管理。首先，AI 有助于使计划排程工作变得更快、更容易。AI 算法可以使用项目企划书的信息来制定基准计划，只需要几个小时，即可完成这些原本需要几天的工作。这有助于缩短准备时间，让团队可以更快开始按计划执行任务。AI 还可以更精确地分配设备、人力和其他资源；根据项目复杂性和技术挑战等因素预测成本超支；预测潜在的延迟，例如建材延迟交付；并在供应商无法供货时找到替代方案。
• 高级分析
  建筑业主和承包商可以使用基于 AI 的数据分析来改进计划、安全性和质量控制，预测项目交付日期并降低成本。基于蓝图或建筑信息模型 (BIM)，AI 驱动的工具可以更准确地估算直接成本（例如材料、人力和设备）以及间接成本（例如设备维护和保险）。
• 可持续发展
  建筑企业可以借助 AI 来减少浪费和碳排放。通过使用 3D 打印机，可以更高效地制造墙壁、地板等结构元素，从而减少建材浪费。利用现有混凝土结构中的传感器信息，设计师可以使用 AI 软件调整混凝土混合物，构建更持久、碳排放更低的结构。同样的，回收砖块不需要经过窑炉烧制，碳排放量比传统砖块少 90%。虽然可持续建材通常价格更高，但 AI 工具可以更准确地预测数量和成本，让相关方案更容易被采纳。

AI 在建筑行业中的使用场景

建筑企业在施工过程中的所有阶段都可以使用 AI：施工前、施工中和施工后维护。每个阶段都需要更快、更深入的数据分析。

• 预构建
  AI 有助于从各个方面改进项目预构建：设计开发、承包商选择、风险分析、计划、许可及其他活动。AI 算法可以生成更细粒度的可行性研究，分析财务数据、市场数据和环境影响，帮助企业判断项目是否可行。AI 还可以分析建材的持久性和成本，帮助项目团队做出正确的选择。
  
  在设计方面，AI 图像识别功能可查看蓝图和图纸，以识别门、窗和墙壁等结构元素并估算成本。以前，这些任务都是手动完成的，容易出错，因此很难生成准确的成本预算。当然，项目经理也必须仔细检查任何 AI 生成的预算。AI 技术固然好用，但它并不完美。
• 建设
  在项目建设阶段，基于 AI 的预测分析可帮助团队在问题发生之前预测问题，例如供应链堵塞可能会影响建材准时交付。得益于 AI 预测性维护，团队可以更好地预测施工设备和系统何时需要维护，减少停机时间和潜在的危险故障。
  
  AI 驱动的无人机则通过航拍检查施工现场和发现不安全的状况。通过 AI，团队可以实时跟踪施工进度，从而确保项目按计划和预算推进。通过分析 BIM 模型，AI 可以推荐更高效的作业顺序，以避免延误并提高工作效率。如果工程建筑的各个利益相关方都能够使用中央项目平台，AI 就可以通过实时提供相关数据，帮助改善沟通和协作。
• 施工后（维护）
  基于 AI 的预测性维护可帮助建筑企业更准确地预测施工机械和系统的运行状况。该技术有助于检测问题、安排维护并控制维修成本。AI 软件可以全天候跟踪建筑能源的使用情况（包括恒温器、照明、电梯等）并实时推荐改进方案，从而降低成本和碳排放。AI 算法还可以支持施工后分析，从已完成的施工作业中获得洞察并优化未来的项目。

建筑 AI 的未来

根据 Mordor Intelligence 的预测结果显示，到了 2029 年，AI 工程建设市场将达到 118.5 亿美元，复合年增长率达 24.31%。建筑企业希望 AI 能够从各个方面为建筑行业赋能：规划和设计、项目调度、资源分配、工人安全、能源效率、可持续发展等。

举个例子，自从 AI 功能被添加到 BIM 解决方案之后，项目团队就可以利用更细粒度的可视化视图，比以往更高效地完成设计、构建和维修作业。机器人可以提供自主操作设备，提高施工现场的生产力和安全性。尽管机器人可能有助于解决劳动力短缺问题，但行业观察者却认为机器人只能增强人类智慧，而不是取而代之。未来，AI 将会融入施工应用程序中，经理和员工无需参加 AI 培训，即可使用 AI 更好地完成工作。

建筑 AI 的常见问题解答

AI 在建筑行业中有哪些使用场景？
建筑专业人员可以使用 AI 来规划、设计、安排和管理多个项目，更快、更准确地完成工作，成本和风险也更低。

AI 会取代建筑行业的员工吗？
不会。虽然 AI 可以提高项目生命周期中每个阶段的效率和成本效益，但该技术无法取代施工现场或后勤部门的员工。人类的经验和判断在决策过程中稳占一席之地，比如人工审核 AI 生成的报告，并识别任何错误、不一致或 AI 可能无法全面了解情况的领域。

AI 如何影响建筑业？
AI 将会影响建筑业的几乎每个方面，有助于提高项目效率，帮助团队预测和应对供应链中断，最终降低项目成本并提高盈利能力。

AI 如何用于工程估算？
建筑企业可以使用 AI 来帮助他们更快、更准确地预测项目时间表并估算所需资源和成本，从而赢得投标并保护利润率。