مقاله تحلیلی: کاربرد اینترنت اشیا در ساخت‌ و ساز

امروزه صنعت ساخت‌وساز به مرحله‌ای رسیده است که امکان استفاده بی‌وقفه از اطلاعات در هر زمان میسر شده است. دستگاه و سنسورهای اینترنت اشیا پیوسته در حال جمع‌آوری داده‌های محل کار به شکل هرچه کارآمدتر، مقرون‌به‌صرفه تر و مؤثرتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، هستند.

اکنون صنعت ساخت‌وساز آماده است تا تغییرات اساسی را تجربه کند که منجر به افزایش بهره‌وری، ایمنی، بهبود فرآیندها و استفاده از ابزارهای جدید می‌شود. اینترنت اشیا (IoT) به‌واسطه سنسورهای ساده و کم توان امکان برقراری ارتباط به شکل مقرون‌به‌صرفه را فراهم می‌کند. همچنان که IoT در حال گسترش است، اثرات آن بر تحول صنعت ساخت‌وساز هم چشمگیرتر می‌شود. IoT این امکان را به همه ذینفعان یک پروژه می‌دهد که در لحظه بدانند در هر مرحله از پروژه از فاز برنامه‌ریزی گرفته تا ساخت چه اتفاقی در حال رخ دادن است. از دیگر کاربردهای IoT استفاده از آن در فاز بهره‌برداری برای اطلاع از عملکرد ساختمان است.

درحالی‌که صنعت ساخت‌وساز به‌کندی در حال تغییر است، اما شرکت‌هایی که برای غلبه بر نگرانی‌های معمول کار و ساده‌سازی فرآیندها روی به تکنولوژی‌های جدید می‌آورند؛ از مزایای افزایش راندمان و بهبود پاسخگویی به تقاضای در حال افزایش صنعت ساختمان بهره‌مند خواهند شد.

افزایش بهره‌وری، کاهش حاشیه‌ها و افزایش رقابت از دلایل بارزی هستند که نشان می‌دهند شرکت‌های ساختمانی باید روی به تکنولوژی IoT و دیجیتالی شدن آورند. امروزه که داده‌ها به یک فاکتور مهم در تجارت تبدیل شده‌اند، تصمیمات آگاهانه هم فقط بر مبنای داده‌ها اتخاذ می‌شوند.

به‌طورکلی بهره‌وری، نگه‌داری، ایمنی و امنیت از عوامل مهم پذیرش تکنولوژی IoT در صنعت ساختمان هستند.

بهره‌وری

صنعت ساخت‌وساز به‌شدت تحت تأثیر ضرب‌الاجل‌ها و اهداف است. عقب‌ماندگی از برنامه زمان‌بندی در یک پروژه منجر هزینه‌های مضاعف می‌شود بنابراین باید تا حد امکان فعالیت‌ها مطابق با برنامه انجام شوند. IoT به‌واسطه کارایی و ایجاد آمادگی بیشتر منجر به افزایش بهره‌وری می‌شود. IoT زمان بیشتری را به تعامل با صاحبان پروژه اختصاص می‌دهد و ایده‌های جدیدی برای بهبود تحویل پروژه و رضایت مشتری ارائه می‌کند.

برای اینکه پروژه به‌طور یکنواخت پیش رود باید مواد و مصالح کافی همیشه در دسترس باشد. بااین‌حال تأمین دیرهنگام مصالح را می‌توان ناشی از زمان‌بندی ضعیف به دلیل خطای انسانی دانست. تأمین مصالح را می‌توان به‌واسطه IoT و سنسورهای مناسب بهبود بخشید. با استفاده از این تکنولوژی تعیین مقادیر مورد نیاز و ثبت سفارش به‌صورت خودکار انجام و یا هشدارهایی در رابطه با مقدار مصالح مورد نیاز اعلام می‌شود.

نگه‌داری

عدم مدیریت درست مصرف سوخت و انرژی، هدر رفت این منابع را به همراه خواهد داشت که خود هزینه‌های کلی پروژه را تحت تأثیر قرار خواهد داد.

با دسترسی بی‌وقفه و بی‌درنگ به اطلاعات می‌توان از وضعیت هر دارایی مطلع شد و همچنین مراحل نگه‌داری و سوخت‌گیری را زمان‌بندی و تجهیزات بلااستفاده را خاموش کرد. علاوه بر این از سنسورها می‌توان در جهت جلوگیری از بروز مشکلات و راضی نگه‌داشتن مشتریان استفاده کرد. از سنسورها می‌توان برای کنترل شرایط مصالح همچون دما یا رطوبت محل نگه‌داری، خسارت‌های احتمالی و تاریخ انقضا استفاده کرد.

ایمنی و امنیت

دو مورد از چالش‌برانگیزترین مسائل در محل اجرای پروژه، دزدی و ایمنی است. سازمان‌های امنیتی نمی‌توانند به‌خوبی امنیت پروژه‌های بزرگ را کنترل کنند. با استفاده از اینترنت اشیا به‌راحتی می‌توان موقعیت هرگونه مصالح و تجهیزات را در هرلحظه پیگیری کرد. ازاین‌رو دیگر نیازی نیست کار بررسی کارگاه به یک سازمان امنیتی واگذار شود.

با استفاده از IoT می‌توان یک نقشه دیجیتالی از محل پروژه در هر زمان داشت که در آن به‌طور پیوسته خطرات مربوط به عملیات مختلف آپدیت می‌شود. این نقشه هنگام نزدیک شدن کارگران با هر نوع خطر یا ورود آن‌ها به یک محیط خطرناک یک پیام هشدار صادر می‌کند. به‌عنوان‌مثال می‌توان به اهمیت کنترل کیفیت هوا در فضاهای بسته اشاره کرد که به لحاظ تأمین ایمنی محیط کار اهمیت زیادی دارد. IoT علاوه بر اینکه می‌تواند از قرار گرفتن افراد در شرایط خطرناک جلوگیری کند، قادر است این شرایط را قبل یا هنگام وقوع شناسایی کند. داده‌های IoT این امکان را به کارگران می‌دهد که پیش‌بینی بهتری از شرایط داشته باشند و همچنین از موقعیت‌هایی که منجر به حوادث ناشی از کاهش ایمنی می‌شوند، جلوگیری کنند.

استفاده طولانی‌مدت از تجهیزات و ماشین‌آلات موجب آزردگی کارگران می‌شود که به‌نوبه خود باعث برهم زدن تمرکز و کاهش بهره‌وری آن‌ها می‌شود. IoT قادر است علائمی همچون نبض غیرعادی، ارتفاع و موقعیت مکانی افراد را کنترل کند.

در زیر به خلاصه‌ای از برخی کاربردهای تکنولوژی IoT که خروجی ساخت‌وساز را بهبود می‌بخشند، اشاره می‌کنیم.

پهپادها و وسایل نقلیه خودکار

پهپادها و وسایل نقلیه خودکار روزبه‌روز عمومیت بیشتری پیدا می‌کنند. پهپادها کنترل و نظارت پروژه‌های بسیار بزرگ را بدون دخالت مستقیم نیروی انسانی ممکن ساخته‌اند. از کامیون‌ها و بیل مکانیکی‌های خودکار نیز به‌صورت آزمایشی در پروژه‌های مختلفی که امکان به خطر افتادن جان کارگران زیاد است، استفاده شده است. در ردیابی دستی شرایط و موقعیت تجهیزات مهم علاوه بر احتمال خطای انسانی با مشکل صرف زمان زیاد برای انجام این کار هم روبرو هستیم. جای گذاری ردیاب در این تجهیزات اقدام خوبی در جهت تسهیل کار مدیر پروژه یا مدیر ساخت است. ردیابی تجهیزات به این شیوه کنترل هزینه‌ها و تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه را برای شرکت‌ها ممکن می‌سازد. استفاده از پهپادها در تهیه نقشه‌های دقیق و عکس‌های هوایی از محل پروژه و همچنین پیگیری از راه دورِ پیشرفت پروژه؛ کاهش هزینه و زمان را به دنبال دارد. تصاویر هوایی دید تازه‌ای به مدیران پروژه می‌دهند و همچنین ممکن است نشان‌دهنده مواردی باشند که در حالت عادی از چشم ما پنهان می‌مانند.

ردیابی در زمان واقعی و داده‌های ابری به شرکت‌های ساختمانی این امکان را می‌دهد که احتمال سرقت را کاهش و بهره‌وری را افزایش دهند و همچنین به کنترل هزینه‌های بپردازند. مزیت IoT در این است که سیستم‌های وایرلس و هوشمند گزینه مقرون‌به‌صرفه‌ای حتی برای کوچک‌ترین شرکت‌ها و کوتاه‌مدت‌ترین پروژه‌ها محسوب می‌شوند.

عمل‌آوری بتن

یکی دیگر از ترندهای جالب‌توجه در صنعت ساخت‌وساز، کاربرد اینترنت اشیا در عمل‌آوری بتن است. سنسورها در مرحله بتن‌ریزی درون بتن تعبیه می‌شوند تا بعد از آن مدیر ساخت بتواند علاوه برای کنترل فرآیند عمل‌آوری، در خصوص زمان‌بندی مراحل بعدی برنامه‌ریزی کند. برآورد مقاومت فشاری بتن به‌واسطه سنسورها امکان بهینه‌سازی برخی از عملیات ساخت‌وساز مثل زمان بداشتن قالب‌ها، آماده‌سازی یک پل یا جاده برای تردد افراد و وسایل نقلیه، زمان پیش تنیدگی کابل‌های پیش‌تنیده فراهم می‌کند. یکی از مهم‌ترین کارها در ساخت‌وساز مدیریت هزینه نیروی انسانی و قالب‌بندی است. آگاهی از بلوغِ بتن امکان زمان‌بندی، مدیریت قالب‌بندی و بهینه‌سازی نیروی کار را فراهم می‌کند و همین باعث سودآوری در پروژه می‌شود.

مدیریت ضایعات و پایش سلامت سازه

 مدیریت ضایعات یکی از موارد مهمی است که باید در کارگاه‌های نوین ساخت‌وساز موردتوجه قرار گیرد. این موضوع به‌خصوص امروزه که بحث ردپای کرین بیش‌ازپیش افزایش‌یافته است، اهمیت می‌یابد. ضروری است که تاوَن محل کار از زباله‌ها و نخاله‌ها تمیز شود تا فضای کافی برای کار کردن فراهم شود و خطرات کاهش یابد. میزان ضایعات باید در زمان مشخصی کنترل و سپس حذف شود. برای دفعه ضایعات باید رویکردهای مناسبی اتخاذ و اجرا شود. با استفاده از ردیاب‌های IoT می‌توان به‌راحتی روند دفع ضایعات را کاهش داد. IoT همچنین در پایش سلامت سازه به‌منظور تشخیص لرزش‌ها، ترک‌ها و شرایط المان‌های مهم سازه کاربرد دارد.

تکنولوژی‌های پوشیدنی

ازجمله تأثیرات IoT بر تکنولوژی‌های پوشیدنی، هوشمند شدن آن‌ها است. با امکان نصب سنسورها روی هر ماشین یا وسیله می‌توان سطح عملکرد،‌ شرایط عملیات،‌ حالت فیزیکی یا داده‌های دیگر را کنترل کرد. اتصال اینترنت به هر شیء بی‌جانی قابلیت‌های جدیدی را به آن اضافه می‌کند. تکنولوژی‌های پوشیدنی از طریق اتصال به اینترنت اطلاعات بیشتری در اختیار می‌گذارند. به‌طور مثال می‌توان به سیستم HUD در عینک‌های هوشمند متصل به واقعیت افزوده (AR)، واقعیت مجازی (VR) و واقعیت ترکیبی (MR) در عینک گوگل و مایکروسافت هولو لنز اشاره کرد. در حال حاضر از این تکنولوژی‌ها در برنامه‌ریزی و مدل‌سازی استفاده می‌شود. مشتریان قبل از خرید می‌توانند از عینک‌های هوشمند برای درک و مشاهده سه‌بعدی فضا و امکانات درون آن استفاده کنند. کارمندان نیز می‌توانند با استفاده از عینک‌های هوشمند دستورالعمل کار را هنگام انجام کارهای خاص در کارگاه مشاهده و عملکرد آن را بهبود بخشند.

بهینه‌سازی بیم و همانند دیجیتال

درخواست اطلاعات و تغییر دستور کار دو اتفاق رایج در صنعت ساخت‌وساز هستند. یادگیری ماشین مثل یک دستیار هوشمند است که می‌تواند کوهی از داده‌ها را به‌دقت بررسی کند و به مدیر پروژه در خصوص موارد حساسی که توجه آن‌ها را می‌طلبد، هشدار دهد. مدل‌سازی اطلاعات ساختمان یا بیم موجب بهینه‌سازی روند طراحی، پیش‌بینی سرریز هزینه، کاهش ریسک به‌واسطه شناسایی بزرگ‌ترین عوامل خطر در کارگاه،‌ بهینه‌سازی تخصیص نیروی کار و ساخت‌وساز خارج از کارگاه می‌شود.

از جریان مداوم داده‌های زمان واقعی حاصل از سنسورهای اینترنت اشیا به همراه داده‌های ثبت‌شده از سایر پروژه‌ها نه‌تنها می‌توان برای نظارت بر پروژه فعلی که برای تشکیل یک مجموعه داده رو به افزایش استفاده کرد. از این مجموعه داده در یادگیری ماشین برای آنالیز پیش‌گویانه که هوشمند سازی هر چه بیشتر ساخت‌وساز را به همراه دارد، استفاده می‌شود.

از فناوری تشخیص نوری کاراکتر یا OCR برای سرچ سریع در نقشه‌ها و تبدیل اسناد و عکس‌ها به داده‌های قابل‌ویرایش و قابل سرچ استفاده می‌شود. از داده‌ها می‌توان برای انجام بهتر و سریع‌تر کارها و تغییر فرآیندها به‌واسطه آنالیز داده‌ها استفاده کرد. کاربرد همانندهای دیجیتال در ساخت‌وساز در حقیقت به معنای دسترسی همیشگی به مدل‌های ساخته‌شده و طراحی‌شده است که به‌طور مداوم همگام‌سازی می‌شوند. این قابلیت به شرکت‌های ساخت‌وساز این امکان را می‌دهد که به‌طور پیوسته پیشرفت برنامه زمان‌بندی را در مدل چهار بعدی بیم کنترل کنند. همانند دیجیتال در اصل به معنای اتصال یک آیتم در دنیای واقعی به معادل آن در مدل دیجیتالی است که به‌طور پیوسته با استفاده از داده‌های حاصل از سنسورها آپدیت می‌شود.

نتیجه‌گیری

باوجود پیش‌بینی‌های اعلام شده مبنی بر خالی ماندن فرصت‌های شغلی در ساخت‌وساز، بسیار بعید است که IoT بتواند جایگزین نیروی انسانی در این صنعت شود. بااین‌حال این تکنولوژی باعث تغییر مدل‌های کسب‌وکار در صنعت ساخت‌وساز، کاهش خطاهای هزینه‌بر،‌ کاهش صدمات در محیط کار و بهره‌وری بیشتر ساختمان می‌شود. بهترین روشی که شرکت‌های ساختمانی در استفاده از این تکنولوژی‌های می‌توانند اتخاذ کنند این است که روی حوزه‌ای که IoT می‌تواند بیشترین تأثیر را داشته باشد، سرمایه‌گذاری کنند.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.