Det är ingen hemlighet att chefer, entreprenörer och företagsledare inom arkitekt-, ingenjörs- och byggbranschen (AEC) står inför en ökad press att producera snabbare, åstadkomma mer med mindre och minska avfallet – samtidigt som de går med vinst.
De flesta ledare i branschen, som redan är överväldigade av allt från bristen på kvalificerad arbetskraft till en ökad efterfrågan på hållbara byggnader och infrastruktur, har förmodligen inte hunnit fundera på hur artificiell intelligens (AI) skulle kunna gynna deras företag. Här visar två experter hur teknologin kan tillämpas på byggande och vad man skulle kunna använda den till i framtiden.
Grunderna i AI
Det finns ett enkelt skäl till att byggbranschen inte har infört AI i särskilt hög grad: man förstår helt enkelt inte teknologin tillräckligt bra.
Det är svårt att införa banbrytande verktyg när man inte förstår dem. Det säger Mehdi Nourbakhsh, vd på YegaTech – ett konsultföretag i San Francisco som specialiserar sig på att lära yrkesverksamma inom AEC hur de kan använda AI-teknologi för att skapa tillväxt i sina företag. ”Historiskt sett har AI synts i många Hollywood-filmer, till exempel Terminator och Ex Machina”, säger Mehdi. ”Det har skapat ett falskt narrativ och en rädsla för att AI ska ta över och börja styra våra samhällen.”
I sin bok Augment It: How Architecture, Engineering and Construction Leaders Leverage Data and Artificial Intelligence to Build a Sustainable Future försöker Mehdi överrösta allt oväsen kring AI och göra teknologin mer lättillgänglig. Han beskriver såväl möjligheter som begränsningar och brister med AI, så att de som arbetar i byggbranschen kan identifiera, planera och genomföra lyckade AI-projekt.
Komma igång med AI
Byggprojekt blir allt mer komplexa och kunderna allt mer krävande. Enligt Mehdi finns det här en potential för att utnyttja den teknologi som forskarna använder för att designa datorsystem, och som efterliknar den mänskliga intelligensen, för att snabbt gå igenom olika scenarier, få omedelbar feedback om design och hjälpa branschledare att fatta beslut.
När de har lärt sig vad AI kan användas till bör företagen hitta enklare projekt att experimentera med och provköra teknologin i. Därefter kan man bestämma sig för en bredare AI-strategi. ”Enligt min erfarenhet kommer den strategi som man lägger upp innan man kör sitt första projekt att förändras avsevärt under projektets gång. Därför är det bättre att experimentera först, och sedan definiera en strategi”, säger Mehdi.
Mehdi liknar byggbranschen vid en grupp kunniga superhjältar som driver igenom design- och byggprojekt. Han noterar att nu när många i branschen är på väg att gå i pension kan det vara läge att tänka strategiskt kring nya sätt att närma sig branschens utmaningar. Han tror att AI-teknologin – om den byggs på rätt sätt – kan samla in och bevara värdefulla ”superhjältekunskaper”, och till och med förbättra dem inför framtida projekt.
”Människan är väldigt bra på att fatta beslut utifrån begränsade observationer, värdera enligt sunt förnuft och konceptualisera, abstrahera och avgränsa idéer”, säger Mehdi. ”AI-systemens styrka ligger i att bearbeta miljarder datakällor som webbsidor, bilder och ljudvågor.”
Det är genom en kombination av mänsklig intelligens och AI som magi uppstår, tillägger Mehdi. Medan människor kan fokusera på den övergripande, mer kreativa sidan av processen kan AI-systemen ta sig an det enformiga slitgörat.
Utnyttja teknologin
AI är underutnyttjat i byggsektorn eftersom branschen är beroende av tung arbetskraft, säger Ravi Bhatia, affärsutvecklingschef på Skanska USA Civil i East Elmhurst, New York. Få inser att AI kan användas för att ta itu med några av sektorns största utmaningar för närvarande. ”Byggarbete ses till stor del som en interaktiv process mellan människor, som kräver ständiga signaler och input eftersom miljön är oförutsägbar och inte lämpar sig för lärande genom repetition och prediktiva beteenden”, säger Ravi.
”Verksamheten är mycket dynamisk, så ett system av algoritmer skulle inte fungera för att förutsäga beteenden”, fortsätter han. ”Projektplatserna är så unika i sin oförutsägbarhet att de bara kan navigeras med hjälp av människans unika hjärna.”
Byggföretagen kan börja med att uppgradera sin utrustning och sitt mekaniska stöd med algoritmer av AI-typ, förklarar Ravi, vilket kan förbättra säkerheten och miljön på projektplatserna.
”Med ytterligare forskning och utveckling skulle systemen kunna anpassas till kvalitetskontroll och kvalitetssäkring – i båda fallen handlar det om prediktiva (återkommande) och inlärda beteenden som man kan simulera externa miljöer för”, säger Ravi. ”Det är områden som passar utmärkt för utveckling av algoritmer och AI-tillämpningar.”
Från smärtpunkt till vinst
Mehdi noterar i sin bok att byggbranschen så sakteliga håller på att införa verktyg som byggnadsinformationsmodellering (BIM), informationssystem för projektledning, drönare samt virtuell och förstärkt verklighet. Datatekniken och algoritmerna blir allt bättre, och digitaliseringen och datatillgången allt större. Det innebär att läget nu är idealiskt för byggföretagen att investera i AI-teknologi, och till och med utveckla egna lösningar.
I sitt arbete som företagskonsult inom bygg- och tillverkningsbranschen under de senaste tio åren började Mehdi lägga märke till mönster som kunde förutsäga om olika projekt skulle lyckas eller misslyckas. ”Jag ville dela med mig av mina lärdomar från de här projekten och hjälpa designers och byggexperter att slippa göra om andras misstag”, säger han. ”Jag hoppas att vi genom att slå våra kloka huvuden och händer ihop kan få branschen att förändras snabbare.”
Mehdi berättar till exempel om ConXtech, ett byggteknologiföretag som bygger såväl små som stora byggnader på en bråkdel av tiden jämfört med traditionella stålkonstruktioner. Företaget använder ett begränsat antal stålbalkar, pelarsektioner och egenutvecklade fästanordningar som man kallar för kragar. När företaget ville öka sin försäljning utan att investera allt för mycket i affärsutveckling vände man sig till AI.
”Under projektets undersökningsfas såg vi att kvarhållningen av personal, ineffektiva kostnadsberäkningar och anbudsprocesser samt byggprojektens långa livscykler var tre faktorer som satte stor press på växande byggföretag som ConXtech”, säger Mehdi.
”Vi började utveckla en AI-lösning som automatiserade arbetsflöden för kostnadsberäkningar och anbud, och kunde då minska behandlingstiden från två till fyra veckor ner till en eller två dagar”, tillägger han. ”Vi har testat lösningen i ett projekt, och nu jobbar teamet på ConXtech med att skaffa finansiering för att skala upp den här funktionen.”
Tecken på att ett projekt lämpar sig för AI
Ravi Bhatia på Skanska föreslår att man fokuserar på den utrustning som används för att utföra en viss arbetsfunktion för att ta reda på var man kan införa AI.
”Ett projekt behöver ha en serie förutsägbara och repetitiva funktioner, till exempel platsgjutning av betong, formning, armering, montering av en viss typ av stödmur – kanske till och med tunga schaktningsarbeten – där utrustningen och processen är relativt enhetliga och konsekventa”, säger Ravi.
Han rekommenderar också att man utvärderar vilka dagliga uppgifter som AI kan ta över genom att rikta in sig på det man själv gillar att göra och överlåta resten.
”Jag hjälper chefer inom design och bygg att kartlägga vilka av deras projekt som ger dem energi och vilka som stjäl den”, säger han. ”Istället för att automatisera hela projektet med AI kan vi fokusera på att automatisera de mindre delar som tömmer oss på energi. Så får man mänskliga system och AI-system att fungera tillsammans.”
Att bygga en AI-lösning är både konst och vetenskap, fortsätter han. Ha därför ett öppet sinne när du söker efter rätt möjligheter för ditt företag. Mehdi beskriver i sin bok hur ett företag använde en kombination av mänskligt arbete och AI-arbete för att minska sina koldioxidutsläpp.
”Designteamen på Perkins and Will har vanligtvis två veckor på sig i den schematiska designfasen för att fatta beslut om de större byggnadsvariablerna som har en direkt inverkan på den miljömässiga hållbarheten. Medan designen utvecklas måste de snabbt mäta hur varje designbeslut påverkar byggnadens ljusinsläpp och totala energiförbrukning”, säger Mehdi.
Att köra energisimuleringar för olika designalternativ är tidskrävande, och därför jobbar designers ofta instinktivt istället för att utnyttja simuleringsdata. Men forskningsgruppen på Perkins and Will har utvecklat ett AI-system som kan förutsäga en byggnads energiförbrukning på millisekunder.
”Med den här teknologin kan designers jämföra många olika designalternativ och ta fram det mest energieffektiva valet för kunden”, säger Mehdi.
Mot framtiden
En anledning till att AI är så underutnyttjat i byggsektorn är enligt Mehdi att det finns en klyfta mellan de yrkesverksamma inom respektive område.
”Ett sätt att överbrygga den här klyftan är att göra vår bransch mer attraktiv för de yngre generationerna, och hjälpa dem att förstå AEC-problem”, säger Mehdi. ”Ett annat sätt är att hjälpa AEC-experterna att lära sig mer om data och AI, så att de ser hur relevant det är för deras dagliga arbete.”
AI är förstås ingen universallösning. Inom AI-utvecklingen ser Ravi Bhatia såväl potential som stora utmaningar.
”AI är klart svårare att införa inom tunga väg- och anläggningsprojekt och infrastruktur”, säger han. ”Till dess att vi kan standardisera arbetet ytterligare kommer utvecklingen att gå långsammare inom tung konstruktion, men inom vertikal konstruktion kommer man att börja använda AI snabbare.”
”Jag ser fler möjligheter för nya höghus. Golvplattor tenderar att vara likadana, vilket ger möjlighet till repetition och skalning”, säger Ravi. ”Den modulära konstruktionen har börjat sudda ut gränserna mellan tillverkning och byggande, vilket ger en tydlig väg för ökad användning av AI i byggbranschen.”
