Trang chủ » 6 ứng dụng của Computer Vision giúp giải quyết các thách thức trong lĩnh vực xây dựng

6 ứng dụng của Computer Vision giúp giải quyết các thách thức trong lĩnh vực xây dựng

computer vision xây dựng

Trong những năm gần đây, thị giác máy tính Computer Vision đang có tác động mạnh mẽ tới cách thức hoạt động của các doanh nghiệp. Từ bán lẻ đến kho bãi, từ sản xuất đến quy hoạch đô thị, công nghệ này cho phép đo lường và phân tích các đối tượng trong cuộc sống thực và tạo ra mức dữ liệu hữu ích giúp chúng ta tối ưu hóa từng lĩnh vực hoạt động của mình. Ngay cả trong lĩnh vực xây dựng, Computer Vision cũng đang dần trở nên phổ biến.

Computer Vision trong xây dựng

Xây dựng là một lĩnh vực có tính truyền thống cao, nơi các doanh nghiệp thường cùng nhau chi 1,000 tỷ đô la hàng năm cho các hoạt động liên quan. Đó là một lĩnh vực thường yêu cầu mọi nguồn lực và thiết bị làm việc tối đa, đòi hỏi máy móc mạnh mẽ và công nghệ phải uy tín, do đó, rất ít khi ta thấy có sự áp dụng sự đổi mới hiện đại. Ngoài ra, do tính chất truyền thống, hạn chế về khả năng đổi mới nên lĩnh vực xây dựng cũng thường xuyên ‘sống chung’ với những thách thức. Các công trình xây dựng thường gặp phải các vấn đề về theo dõi tiến độ, năng suất thấp, tuân thủ an toàn và lãng phí.

“Nhìn vào các công trình xây dựng ngày nay, chúng ta không thấy quá nhiều sự khác biệt trong quá trình thực hiện công trình so với 50 năm trước”

Mặc dù vậy, với sự tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ quản lý người máy, AI, Computer Vision… ngành Xây dựng đang bắt đầu quá trình tự đổi mới, trước hết là việc giải quyết các vấn đề bằng cách áp dụng công nghệ thị giác máy tính tại các công trường. 

Ngày nay, thị giác máy tính Computer Vision, một trong những ứng dụng hot nhất của trí tuệ nhân tạo AI đang ngày đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. 

Ứng dụng của Thị giác Máy tính Computer Vision trong xây dựng là gì?

Giám sát Tiến độ tại Công trường

Đối với ngành xây dựng, việc đưa ra các đánh giá tiến độ chính xác và cập nhật liên tục thường là một quá trình vất vả đối với các nhà quản lý dự án để vì việc giám sát nơi làm việc được thực hiện thủ công và vật lý. Việc xem xét không chính xác xảy do thường xuyên có sai lệch so với tiến trình dự kiến và các yếu tố liên quan đế con người khác. Do đó, vấn đề này hạn chế khả năng của các doanh nghiệp trong việc thực hiện các bước giảm thiểu và ngăn chặn kịp thời. Điều này cũng sẽ dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng về tài chính và cả uy tín cho doanh nghiệp. 

“Các dự án quy mô lớn trung bình chậm hoàn thành 20 tháng và vượt ngân sách 80%”.

Với dữ liệu từ Thị giác máy tính, công việc giờ sẽ dễ dàng hơn. Thay vì có mặt trực tiếp tại công trình xây dựng, giờ đây bạn có thể giám sát từ xa. Điều này giúp bạn loại bỏ việc kiểm tra thủ công tốn thời gian và công sức. Hơn nữa, công nghệ cung cấp đánh giá chính xác hơn về tiến độ dự án và cung cấp khả năng hiển thị theo thời gian thực về chất lượng và sự tiến triển của dự án. Điều này giúp phát hiện và sửa chữa những khiếm khuyết và sai sót ngay lập tức, qua đó giảm thiểu sự chậm trễ trong dự án của bạn.

Nhìn chung, giám sát từ xa theo thời gian thực sẽ cung cấp cho nhà xây dựng độ chính xác tốt hơn về tiến độ dự án. Như vậy, bất kể khi nào cần thiết, bạn có thể hành động ngay lập tức để đưa các dự án trở lại đúng quy trình và đạt được kiểm soát chi phí tốt hơn.

Quản lý công nhân

Theo khảo sát thị trường xây dựng quốc tế (ICMS) của Turner và Townsend năm 2018, tình trạng thiếu lao động đang trở thành vấn đề nhức nhối đối với ngành xây dựng trên toàn cầu. Hơn nữa, ICMS năm 2019 cũng lưu ý rằng 2/3 trong số 64 thị trường toàn cầu được khảo sát đang đối mặt với tình trạng lao động thiếu kỹ năng .

Ngành xây dựng hiện đang đối mặt với sự thiếu hụt nhân lực đáng kể trên toàn cầu. Vì vậy, điều quan trọng là phải sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực. Hơn nữa, sự phối hợp không hiệu quả của lực lượng lao động và đơn vị giám sát thi công cũng có thể dẫn đến hao hụt chi phí đáng kể.

Ngoài việc giám sát nơi làm việc, Computer Vision cũng có thể giám sát sự hiện diện của công nhân thông qua khả năng nhận dạng khuôn mặt. Công nghệ này cho phép bạn giám sát năng suất và xác định “thời gian chết” của công nhân. Kết quả là, nhà xây dựng có thể hiệu quả quy trình làm việc bằng cách loại bỏ thời gian chết và nâng cao năng suất, do đó tận dụng tốt hơn nguồn nhân lực. Theo thời gian, các thuật toán từ dữ liệu Machine Learning/Deep Learning sẽ có thể cung cấp các kế hoạch tối ưu trong việc điều phối nhân lực và phân công nhiệm vụ.

Đảm bảo Tuân thủ An toàn

Tất cả công nhân xây dựng được đào tạo thực hành các biện pháp an toàn và trang bị thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE).  Tuy nhiên, rất khó để cho các nhà giám sát thực thi việc tuân thủ an toàn 24/7 nếu chỉ giám sát thủ công. Ngoài ra, công nhân xây dựng thường đối mặt với nguy cơ tai nạn và thương tật cao hơn do tính chất đặc thù của công việc. Do đó, điều quan trọng là phải đảm bảo tuân thủ an toàn tại công trường xây d

Thị giác máy tính có thể được sử dụng để xác định xem có bất kỳ vi phạm nào đối với PPE hoặc tuân thủ an toàn khác hay không. Tại bất kỳ thời điểm nào, hệ thống sẽ có thể xác định xem người lao động có đang trang bị PPE hay không, chẳng hạn như mũ bảo hiểm, giày dép và thiết bị bảo hộ khác. Nếu có bất kỳ vi phạm an toàn nào, nó ngay lập tức phát tín hiệu và gửi cảnh báo đến người giám sát. Thanh tra an toàn cũng có thể thực hiện các hành động cần thiết ngay lập tức trước khi bất kỳ sự cố nào xảy ra.

Giảm lãng phí vật liệu

Quản lý vật liệu là một khía cạnh quan trọng của quản lý dự án vì chúng chiếm phần lớn chi phí đầu vào trong xây dựng. Việc quản lý vật liệu được sử dụng trong một dự án không đúng cách có thể dẫn đến chi phí cao mặc dù hoàn toàn có thể tránh được. Ví dụ, xi măng thường bị lãng phí tại các công trường do bảo quản và xử lý kém. Cụ thể, người lao động có xu hướng chỉ sử dụng những vật liệu gần khu vực làm việc của mình và những vật liệu dư thừa được lưu trữ ở các tầng khác sẽ bị lãng phí.

Có một cách để bạn giảm thiểu sự lãng phí vật liệu này bằng Computer Vision. Công nghệ này có thể giúp bạn theo dõi các nguyên vật liệu được lưu trữ tại chỗ nào trong công trường.  Điều này không chỉ giúp bạn cải thiện hiệu suất dự án bằng cách xác định các vật liệu chưa được sử dụng mà còn giúp bạn giảm lãng phí vật liệu và giúp kiểm soát chi phí tốt hơn theo thời gian.

Xây dựng công trình xanh

Các tòa nhà là một nguồn nhiệt và bức xạ khổng lồ khi để thải ra một lượng carbon lớn tới mức bằng 20 máy bay phản lực chở khách thải vào không khí trong một năm. Các thuật toán AI với nguồn dữ liệu được hỗ trợ bởi thị giác máy tính đang giúp các kiến ​​trúc sư và kỹ sư phát triển các thiết kế tiết kiệm năng lượng và để lại ít khí thải carbon nhất có thể.

Xây dựng Mô hình thông tin xây dựng (BIM)

Nhờ bộ dữ liệu khổng lồ có sẵn cho việc xây dựng tòa nhà làm cho việc xây dựng Mô hình thông tin xây dựng (BIM) rõ ràng và hiệu quả hơn để thực hiện các dự án xây dựng lớn. Xây dựng mô hình BIM là một khái niệm trong đó sử dụng thiết kế chung để bố trí ‘kế hoạch’ và xây dựng dự án cho các đơn vị (nhóm) thi công khác nhau. Tóm lại, Computer Vision từ chương trình AI kết hợp với BIM tính toán giải pháp hiệu quả nhất cho nhóm đặt nền móng, nhóm điện và hệ thống ống nước, nhóm kỹ thuật cơ khí, v.v. để tòa nhà được xây dựng đồng bộ, tránh các nhiệm vụ chồng chéo cũng như nâng cao hiệu suất xây dựng.

Computer Vision ứng dụng trong xây dựng
Với Computer Vision, ngành xây dựng có thể đạt các bước phát triển đáng kể với nhiều ứng dụng đa dạng

[CASE STUDY] Xe tự hành kết hợp hệ thống cảm biến hoạt động trong công trình xây dựng của VTI Solutions

Các đơn vị thi công tại một công trường đang tìm kiếm các giải pháp tối ưu hóa các hoạt động xây dựng. Cụ thể, khách hàng tìm kiếm một hệ thống xây dựng vận hành tự động (automatic) hoặc tự quản (autonomous) cho máy móc và thiết bị xây dựng trong việc hỗ trợ một loạt các hoạt động như bốc xếp và vận chuyển (xe ben), san lấp mặt bằng, đầm nén và định hình, chủ yếu cho công việc đắp đất ở quy mô lớn.

Bên cạnh đó, nhà xây dựng còn muốn các giải pháp automatic/autonomous này được xây dựng dựa trên nền tảng mở, với khả năng như sau:

  • Hoạt động trong phạm vi công trường xây dựng, theo một quy nhất quán
  • Có khả năng thu thập các dữ liệu về năng lực xây dựng, số lượng đơn vị nguyên vật liệu,..
  • Hỗ trợ (hoặc tự động) quản lý quy trình và tự quản kiểm soát chất lượng

Đối với các yêu cầu này, VTI Solutions đã thiết lập lộ trình/ kế hoạch triển khai từng bước xây dựng một giải pháp sử dụng trong các công trường – hệ thống xe tự hành (automatic/autonomous driving construction system). Giống như các Drone thường được sử dụng tại công trường, các xe tự hành cũng được trang bị các camera thu nhận hình ảnh/video, và đặc biệt là một hệ thống cảm biến LIDAR và HD hiện đại của Computer Vision. Giải pháp này của VTI Solutions có các chức năng như sau

  • Hệ thống quản lý đội/đơn vị xây dựng 
  • Xác định tiến độ và giám sát khu vực cần thi công trong ngày và số lượng đơn vị thi công
  • Lập kế hoạch tuyến đường / theo dõi vị trí
  • Quản lý tài xế
  • Hỗ trợ các máy móc thi công hạng nặng (tự động và tự quản)
  • Hệ thống định vị thiết bị hạng nặng tự động
  • Quản lý hoạt động của nhiều đơn vị trong khu vực xác định
  • Hệ thống mô phỏng vận hành tự động / tự quản đưa ra các lệnh vận hành cho thiết bị xây dựng tự động theo hướng dẫn
  • Trực quan hóa các quy trình và thành phẩm bằng bản đồ mô phỏng 3D

Với sự kết hợp khả năng từ thị giác máy tính, các hệ thống xe tự hành với các cảm biến giúp cho việc tự xác định khoảng cách giữa các xe để tránh va chạm, xác định từng bước để tự hành, theo dõi hoạt động của công nhân… Điều này cho phép lập kế hoạch tuyến đường, theo dõi vị trí, qua đó giúp xác định tiến độ và giám sát khu vực cần thi công, đảm bảo giảm thời gian chết và nâng cao năng suất hoạt động xây dựng.

Bên cạnh đó, xe tự hành cũng có thể giải quyết tình trạng thiếu thông tin chi tiết về hoạt động xây dựng, khả năng phối hợp chưa tối ưu và hoạt động kém hiệu quả theo thời gian thực với khả năng trực quan hóa các quy trình bằng việc lập bản đồ mô phỏng 3D. Hơn nữa, nó cũng giảm thiểu khả năng lỗi đầu vào và thời gian chờ đợi, đây cũng là những vấn đề thường gặp trong ngành xây dựng.

Với sự hỗ trợ từ Computer Vision tích hợp trên các xe tự hành, hoạt động xây dựng tại công trường hứa hẹn sẽ được tối ưu hóa, nâng cao năng suất làm việc và giảm thiểu các chi phí liên quan.

Lựa chọn VTI Solutions cho các giải pháp Computer Vision

Ngành xây dựng thường phải đối mặt với rất nhiều thách thức trong bối cảnh 4.0 hiện nay. Để tối ưu hóa hoạt động và giảm thiểu các chi phí, việc lựa chọn áp dụng các giải pháp Computer Vision vào việc thực hiện và giám sát các hoạt động tại công trình xây dựng đang ngày càng trở nên phổ biến. Với đặc thù “kén đổi mới” của lĩnh vực xây dựng, các công ty cần tìm các đối tác cung cấp giải pháp uy tín để được hỗ trợ trong quá trình áp dụng công nghệ vào trong hoạt động sản xuất.

Với đội ngũ kỹ thuật cao cùng nhiều năm kinh nghiệm là đối tác của các doanh nghiệp Nhật Bản và thấu hiểu những băn khoăn của khách hàng, VTI Solutions tự tin là đối tác phù hợp của bạn trong quá trình áp dụng các giải pháp Computer Vision. Hãy liên hệ với chúng tôi để tìm cho mình một giải pháp tối ưu và đáp ứng các nhu cầu hoạt động một cách hoàn hảo