نقلة نوعية في مجال الإنشاءات

في البناء اليوم، يتم استخدام 30 في المائة فقط من الوقت للإنتاج الفعلي. وتذهب 30 في المائة أخرى إلى الخدمات اللوجستية وحركة المرور. والرقم الأعلى، 40 في المائة، يذهب إلى الانتظار.

يقول أولي سيبانين، أستاذ الممارسة في جامعة آلتو، إن الرقم الأكثر إثارة للقلق هو نسبة 30 في المائة التي تُستخدم في العمل الإنتاجي.

"يمكن رفع وقت العمل الإنتاجي إلى 50-60 في المائة. فقد أنشأنا نظامًا يمكّن العمال من تقليل الوقت الذي يقضونه في البحث عن المواد أو الأدوات".

تكمن الفكرة في تقديم الوعي الظرفي في الوقت الفعلي لكل شخص في موقع البناء. عندما كان سيبانين يعمل في السابق كمستشار لحل النزاعات في مجال البناء، تساءل عن كيفية الحصول على نظرة عامة على موقع البناء ككل.

"لا أحد لديه الصورة الكبيرة. الوعي الظرفي في الوقت الحقيقي موجود في مجالات أخرى، كالمستشفيات والمكاتب على سبيل المثال، فلماذا لا يوجد في مجال البناء؟"

وسرعان ما أدرك سيبانن أن هذا الموضوع يستحق البحث في جامعة آلتو.

بدأ المشروع البحثي iCONS (موقع البناء الذكي) في أكتوبر 2016. ويتبعه مشروعان آخران يتعمّقان أكثر في العالم الرقمي، وهما ReCap (التقاط الواقع) وDiCtion (تدفقات البناء الرقمية).

"ترتبط مشاريع المتابعة بـ iCONS. نحتاج أولاً إلى البيانات، ثم نحتاج إلى تحليل تلك البيانات، ثم نحتاج إلى التصرف بناءً على تحليل البيانات. وبهذه الطريقة يمكننا وضع خطط مفصلة والتنبؤ بسير العمل بدقة."

وتشمل الجامعات الأخرى المشاركة في المشروع جامعة تيانجين من الصين وجامعة ستانفورد من كاليفورنيا وجامعة يونيكامب من البرازيل. كما أن معهد التخنيون للتكنولوجيا من إسرائيل شريك تكنولوجي إلى جانب جامعة تيانجين وشركة تريمبل، وهي شركة تقف وراء حلول برمجيات Tekla لنمذجة معلومات البناء المتقدمة والهندسة الإنشائية. وهناك العديد من شركات الإنشاءات إما أعضاء في الاتحاد أو أعضاء في الاتحاد كمراقبين.

الفكرة الرئيسية من iCONS هي أنه إذا كان لدى الجميع إمكانية الوصول إلى البيانات التي توضح مكان وجود الأشخاص والمواد والأدوات، فإن ذلك يوفر الكثير من الوقت والجهد الضائع في الموقع.

على سبيل المثال، بدلاً من البحث إلى ما لا نهاية، يمكن للعامل ببساطة أن يتحقق على هاتفه من مكان مثقاب المطرقة أو مكان عنصر معين مسبقة الصب.

"نقوم ببساطة بوضع علامة RFID على الأدوات والمواد والعمال. وهذا يتيح لنا الحصول على معلومات عن الوضع بأكمله في الوقت الفعلي."

في مجال التصنيع المسبق، تفتح التكنولوجيا الجديدة العديد من الأبواب. يمكن وضع علامة RFID على بلاطة موجودة بالفعل في المصنع، بحيث يعرف موقع البناء في الوقت الفعلي عند إرسالها. يمكن لكل من المصنع والموقع مراقبة كيفية ووقت وصول تلك البلاطة المعينة إلى الموقع. وبعد التركيب، يمكن إزالة العلامة وفحص المنتج كما تم تركيبه.

هذا مجرد مثال بسيط. عندما يتم تمكين الوعي الظرفي ومراقبة التقدم في موقع البناء، يمكن الاستفادة من البيانات المجمعة بواسطة الذكاء الاصطناعي.

وهذا يعني الاتصال التلقائي بين موقع البناء ومصنع الخرسانة مسبقة الصب. فكلاهما لديه إمكانية الوصول إلى نفس التوأم الرقمي للمشروع، والذي يتم تحديثه تلقائيًا وفقًا للتغييرات التي يتم إجراؤها.

"في المستقبل، يمكن أن يشهد البناؤون تحسينًا تلقائيًا مستمرًا للجدول الزمني. من المؤكد أن منتجي الخرسانة مسبقة الصب الذين يقدمون حلولاً جديدة هم في الطليعة بالتأكيد".

ويضيفلاسي راجالا، مدير منطقة الأعمال في سويكو، أنه لا يمكن مراقبة المباني أو الأجزاء رقميًا فحسب، بل يمكن مراقبة الآلات أيضًا.

"يستطيع الموردون الحصول على بيانات حول كيفية استخدام الآلات الموردة. وهذا تحسن كبير ويساعد في تصميم الآلات التي تلبي احتياجات العملاء. وعندما تحدث مشكلة، يستطيع المورد تحليل الوضع في الوقت الفعلي."

يعد مشروع iCONS مثالاً على التقدم الكبير في مجال البناء. يقول كبير المستشارين لاسي يارفينن من Elematic إن الطموح الرئيسي في الصناعة بأكملها هو جعل موقع البناء يتقن كل شيء: التصنيع المسبق، والخدمات اللوجستية، وسير العمل بأكمله.

"من وجهة نظرنا، يجب أن يتحكم موقع البناء في عملية الخرسانة المسبقة الصب من خلال طلب ما هو مطلوب بالضبط ليتم تسليمه بالضبط عند الحاجة إليه. وقد قمنا ببناء نظام متكامل مع شركة Trimble يتيح ذلك".

نظام EliPlan هو حل لتخطيط الموارد مصمم خصيصًا للمصانع مسبقة الصب. فهو يجلب تلقائيًا بيانات دقيقة مباشرةً من نموذج معلومات البناء (BIM) إلى خط الإنتاج. وهذا يساعد المصنع على تحسين استخدام الموارد وتقليل الهدر.

يقول يارفينن إن نموذج نمذجة معلومات المباني وحده هو أداة رائعة ويجب استخدامه بشكل أكبر بكثير. خاصة في المشاريع الكبيرة، يجب على الشركات دائماً إتاحة "نموذج رئيسي" لجميع الأطراف، خاصة في المشاريع الكبيرة.

غالبًا ما يضع مقدمو الخدمات حاليًا نماذجهم الخاصة بناءً على أي معلومات متاحة. وغالباً ما تكون هذه المعلومات محدودة وغير دقيقة.

"يجب إتاحة نموذج نمذجة معلومات المباني لكل مزود في البداية. بعد ذلك، يمكن لمقدمي الخدمات حساب الكميات الدقيقة للموارد اللازمة بسهولة. ويمكن بعد ذلك تعديل نموذج نمذجة معلومات المباني على طول الطريق واستخدامه كمصدر مركزي للمعلومات طوال دورة حياة المبنى بأكملها."

وتتابع رجالة أنه يجب مراعاة دورة الحياة بأكملها بشكل أكبر.

"اليوم، حتى لو تم استخدام الأدوات الرقمية في البناء، فغالباً ما يتم نسيانها عند انتهاء المشروع."

يقول سيبانن إن نظام iCONS لم يتم تسويقه تجارياً بعد، ولكن هذا الاهتمام يتزايد. ويتمثل أحد التحديات الرئيسية في أن مواقع البناء دائمًا ما تكون في موقع جديد.

"في مجالات أخرى من الصناعة مثل تصنيع السيارات أو أحواض بناء السفن، لا يتغير الموقع أبدًا. فمن الأسهل الحصول على البيانات. أما في مجال البناء، فنحن نتخذ الخطوات الأولى نحو حلول فعالة جديدة".

مهما بدا الأمر بسيطًا، إلا أنه خطوة كبيرة إلى الأمام إذا كان كل شخص في موقع البناء قادرًا على التحقق من مكان كل شيء.

"يمكن للعمال العمل بكفاءة أكبر بكثير ويمكن للإدارة مراقبة الوضع في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، إذا كان بإمكانك أن ترى أن الأدوات والمواد والعمال في نفس المكان، فيمكنك أن تفترض أن العمل جارٍ."

يدور مشروع ICONS حول تحديد موقع الأشياء. أما مشروع المتابعة ReCap فهو يتعلق بالقدرة على رصد ليس فقط الوضع، ولكن أيضا التقدم المحرز في المشروع.

تتمثل فرضية iCONS في أنه إذا كان لدى الجميع إمكانية الوصول إلى البيانات التي توضح مكان وجود الأشخاص والمواد والأدوات، فإن ذلك يوفر الكثير من الوقت والجهد الضائع في الموقع.

في الإنشاءات الحالية، تحصل الشركة على تقرير مرحلي عادةً مرة أو مرتين شهرياً. توفر ReCap المعلومات في الوقت الفعلي.

"على سبيل المثال، يمكننا تزويد رافعة أو طائرة بدون طيار بكاميرا تلتقط صوراً للمبنى. يمكن إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للمبنى ومقارنته بنموذج نمذجة معلومات المباني في الوقت الفعلي. وهذا يجعل من الممكن الاستجابة على الفور إذا كان هناك خطأ ما"، يوضح سيبانن.

يرى المشروع البحثي الثالث، وهو مشروع DiCtion، فرصًا كبيرة في إسناد المهام والخدمات اللوجستية والحد من النفايات. يمكن للذكاء الاصطناعي التحكم في سير العمل وتحسينه من خلال تحليل البيانات.

يمكن التحكم في طلبات المواد والتصنيع المسبق تلقائيًا. يمكن تحديث نموذج BIM تلقائيًا. السماء هي الحد الأقصى عندما يتعلق الأمر بإمكانيات الحلول الرقمية، ولكن التقدم بطيء.

"نحن بحاجة إلى المزيد من الأبحاث والشركات الاستشرافية لتطوير التطبيقات بشكل أكبر. فللمرة الأولى على الإطلاق، أصبحنا قادرين على جمع البيانات لتحليلها. فقبل الرقمنة، كانت جميع البيانات مخبأة في ملفات وأوراق، وكان من المستحيل معالجتها."

يرى لاسي يارفينن أن سلسلة الإنتاج بأكملها، من التصنيع المسبق إلى الخدمات اللوجستية إلى موقع البناء، ستعمل بكفاءة أكبر بكثير في المستقبل.

"الأمر كله يتعلق بالوصول إلى البيانات ومعالجتها. ليس فقط البيانات من الشركات المعنية، ولكن من البيئة المحيطة أيضًا، على سبيل المثال، حركة المرور."

يشير سيبانن إلى أن هناك أداة مهمة أخرى تعمل بشكل جيد للغاية مع التكنولوجيا الجديدة وهي وقت الاستهلاك. وهو متوسط الوقت بين بدء إنتاج وحدة واحدة وبدء إنتاج الوحدة التالية، عندما يتم ضبط بدء الإنتاج ليتناسب مع معدل طلب العميل.

"تكمن فكرة التكرارات في تقليل الوقت الضائع. ويحتاج ذلك إلى بيانات في الوقت الحقيقي لأن كل شيء يجب أن يعمل كالساعة."

الأمثلة مثيرة للإعجاب. تمكنت شركة BMW في ألمانيا وشركة Skanska في النرويج من تقليل وقت البناء بنسبة 50% من خلال التخطيط والتنفيذ السريع.

غالبًا ما يُنظر إلى أعمال البناء على أنها صناعة بطيئة التغير. يدرك جارفينن وسيبانين هذه الوصمة ويشجعان الجميع على التطلع إلى الأمام. فالتكنولوجيا الجديدة تفيد العمل بأكمله.

ويختتم يارفينن حديثه قائلاً: "من مصلحة الجميع تقليل الهدر في الوقت والمال والمواد".