کتاب هوش مصنوعی در صنعت ساخت اثر جواد مجروحی و محسن خاکی ناشر دانش بنیاد

پیشگفتار

     براساس اسناد سازمان ملل متحدد، تخمین زده می شود که تا سال 2050، جمعیت جهان به 9.8 میلیارد نفر می رسد و به منظور پاسخگویی به نیازهای صنعت ساخت و پایداری در پی افزایش سریع جمعیت، بنظر می رسد که پذیرش مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM  ) این امکان را فراهم کند تا فرآیندهای ساخت به طور کارآمدتر تکمیل شود و داده های مهم جمع آوری گردد. مدل سازی اطلاعات ساختمان فرآیندی است که در صنعت ساخت برای مدیریت یک پروژه در کل چرخه عمر آن استفاده می شود. در عصر حاضر، در حالی که بیشتر بحث ها حول محور هوش مصنوعی است، فناوری های دیگری مانندBIM  نیز مکمل آن هستند. در حالی که سیستم‌های هوشمند مصنوعی تقریباً در همه خانواده‌ها راه پیدا کرده اند، صنعت ساخت  هنوز از مزایای هوش مصنوعی بطور کامل بهره‌مند نشده و در مورد نوآوری‌های فناوری تا حدودی راکد بوده است و نتوانسته از پتانسیل عظیم آنها استفاده کند. به طور مشابه، همچنین باید از سیستم‌های تعبیه‌شده با کمک هوش مصنوعی، که می‌توانند هر چیزی از گره‌های حسگر گرفته تا وسایل نقلیه و ماشین‌های خودکار باشند، بهتر استفاده کند. این سیستم‌ها نه تنها پروژه‌های ساخت را بهبود بخشیده و تسریع می‌کنند، بلکه داده‌های بیشتری را برای اطمینان از مدل‌های اطلاعات دقیق ساخت فراهم می‌کنند. پیاده‌سازی پلتفرم مدل سازی اطلاعات ساختمان با نرم‌افزار دیجیتال اش امکان ساخت سریع‌تر، مدیریت بهتر هزینه‌ها و ایمنی ساختمان را فراهم می‌آورد. اصطلاح BIM  در اواخر دهه 1970 مطرح شد، اما در دهه 2000 بکارگیری و اجرای آن شروع گردید.  اگرچه کشورهای مختلف نرخ اجرای BIM متفاوتی دارند، از زمان ظهور آن در ابتدای قرن، مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) فرآیند طراحی، ساخت و بهره برداری را از زمان شروع به کار تا نگهداری و تعمیر ساده کرده است. نرم افزارهای BIM  که به عنوان یک ابزار طراحی سه بعدی قدرتمند عمل می کنند، به کاربران خود اجازه می دهند تا محصول نهایی را تجسم کنند و تغییراتی را که با مدل یکپارچه می شود، انجام دهند. علاوه بر این،BIM  به طور قابل توجهی ارتباط بین بخش های، معماری، مهندسی، و ساخت و همچنین سایر بخش ها را بهبود می بخشد. رابطه بین هوش مصنوعی و BIM یک رابطه مکمل است. BIM یک پایگاه داده عالی برای هوش مصنوعی فراهم می کند. در عین حال، هوش مصنوعی می‌تواند به پیش‌بینی‌های دقیق و تصمیم‌گیری آگاهانه کمک کند و کارایی گردش کار باورنکردنی را به ارمغان بیاورد. هوش مصنوعی (AI) توانایی یک ماشین برای تقلید از شناخت و رفتار انسان است. همچنین، می تواند دانش را درونی کند و از اطلاعات جدید برای بهبود خود استفاده کند. هر چه ماشین اطلاعات بیشتری جذب کند، هوشمندتر می شود. هوش مصنوعی توانایی تفسیر داده های دریافتی، تصمیم گیری و تنظیمات و همچنین ارائه راه های جدید برای انجام کارها را دارد. از آنجایی که BIM منبعی ارزشمند و سخاوتمندانه از داده ها است، هوش مصنوعی می تواند تا حد زیادی از آن بهره مند شود. به نوبه خود، هوش مصنوعی می تواند BIM را تقویت کرده و آن را به سطح کاملاً جدیدی برساند. BIM به کمک هوش مصنوعی در همه مکان‌هایی که محاسبات و تخمین‌های انسانی کوتاهی می‌کنند و باعث شکست‌ها و حوادث پرهزینه می‌شود می درخشد. هوش مصنوعی همچنین به احتمال زیاد نقشی حیاتی در ایجاد ربات‌های ساختمانی ایفا خواهد کرد ، سیستم‌های تعبیه‌شده که به طور خاص برای کمک به کارگران ساختمانی با کار دستی روزمره طراحی شده‌اند و یا در نظارت های میدانی نقش آفرین خواهند بود. به نظر می رسد که تقریباً هر مرحله از فرآیند، دارای پتانسیل دیجیتالی شدن و خودکار شدن است و نیاز به مداخله انسانی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. اما در حالی که به راحتی می تواند اکثر حجم کار را به خود اختصاص دهد، هوش مصنوعی افراد را بیکار نمی کند. در عوض، موارد جدیدی تولید خواهد کرد. در این کتاب که در دو بخش تدوین شده است، در فصل نخست به بخشی از مفاهیم و تعاریف وکاربرد های هوش مصنوعی در صنعت ساخت پرداخته شده و در فصل دوم به کاربرد و نقش هوش مصنوعی در بکارگیری مدل سازی اطلاعات ساختمان بر اساس پژوهش های صورت گرفته ی این موضوع نوپا اما کارآمد و پویا  پرداخته شده است. امید است پژوهش گران گرامی با توجه به اهمیت و ضرورت روز افزون کاربرد هوش مصنوعی و مدل سازی اطلاعات ساخت در صنعت ساخت، نسبت به توسعه و تحقیق در این خصوص اهتمام بیشتری معمول نمایند.

فهرست مطالب

 فصل 1 :   هوش مصنوعی و کاربرد آن در صنعت ساخت   1

1.1    مقدمه    2

2.1    مفاهیم و تعاریف    5

1.2.1   هوش مصنوعی    5

2.2.1    تعریف هوش مصنوعی    6

3.2.1    اهداف هوش مصنوعی    7

4.2.1    تاریخچه هوش مصنوعی    8

5.2.1     اهمیت هوش مصنوعی    12

6.2.1    مزایای هوش مصنوعی    13

7.2.1     سطوح مختلف هوش مصنوعی    16

8.2.1    یادگیری ماشین و یادگیری عمیق    21

9.2.1    دسته بندی سیستم‌های هوش مصنوعی    24

10.2.1    کاربرد هوش مصنوعی در کسب و کارهای مختلف    28

11.2.1    تکامل ، طبقه بندی و فنون هوش مصنوعی    36

3.1    مروری بر پژوهش ها    45

1.3.1    نقش هوش مصنوعی در مهندسی و مدیریت ساخت    46

2.3.1    کاربرد هوش مصنوعی در مدیریت پروژه وساخت    91

3.3.1    کاربرد هوش مصنوعی در اجرای مدل کنترل پیش بینی  در ساختمان    98

4.3.1    استفاده از هوش مصنوعی در تأمین سطوح آسایش در ساختمان    98

5.3.1    سیستم تخلیه آتش سیار برای ساختمان های عمومی بزرگ بر اساس هوش مصنوعی و اینترنت اشیا   99

6.3.1   کاربرد هوش مصنوعی در مدیریت و بهره وری انرژی ساختمان های هوشمند    100

7.3.1    کاربرد هوش مصنوعی در پیش بینی تأخیردرپروژه    114

8.3.1    کابرد هوش مصنوعی در مدیریت ایمنی صنعت ساختمان    116

9.3.1    کاربرد هوش مصنوعی در صنعت حمل و نقل    122

4.1     جمع بندی فصل اول    140

 فصل 2 :  کاربرد و نقش هوش مصنوعی در مدل سازی اطلاعات ساختمان   143

۲.۱   مقدمه    144

2.2    ضرورت و اهداف کاربرد و نقش AI در BIM    146

3.2    مروری بر پژوهش های صورت گرفته    149

1.3.2    مرور پژوهش آماری هوش مصنوعی در تحقیق مدل سازی ساختمان    149

2.3.2    نقش مدل سازی اطلاعات ساختمان و هوش مصنوعی در طراحی و ساخت    160

۲.3.۳    ساخت سیستم اطلاعات طراحی معماری هوشمند با کمک AI ,BIM    166

4.3.2   کاربرد هوش مصنوعی در مدل سازی اطلاعات ساختمان های موجود با رویکرد بررسی لرزه ای    173

5.3.2  کاربرد و اعمال هوش مصنوعی در مدل سازی اطلاعات ساختمان با محوریت سازه های رسانه ای    194

6.3.2    کاربرد و اعمال هوش مصنوعی درتولید خود کار مدل سازی اطلاعات ساختمان    204

7.3.2   کاربرد هوش مصنوعی در ایمنی ساخت با کمک مدل سازی اطلاعات ساختمان    220

8.3.2    ادغام هوش مصنوعی و مدل سازی اطلاعات ساختمان در تشخیص نقص در خطوط راه آهن 224

4.2    جمع بندی فصل2    227

منابع     231