O potencial e as possibilidades da IA para o site externo
Jennifer Castenson é redatora colaboradora da Forbes.com
A IA está em toda parte. Muitos setores incorporaram a IA aos negócios como de costume, com novas estruturas organizacionais e novas dependências para serem mais eficientes e automatizarem tarefas repetitivas.
A construção fora do local não ficará imune à onipresença da IA. A tecnologia oferece benefícios exclusivos para o processo de construção fora do local.
Gerenciamento de mudanças
Brent McPhail é um especialista externo e fundador da Brave Structures, que transformou anos de experiência na fabricação de automóveis em moradias industriais.
Enquanto a produção automatizada é capaz de montar uma fábrica, produzir um milhão de caminhões e, em seguida, desmontar a fábrica com base em um conjunto de variáveis estáticas, os projetos de habitação são todos únicos, o que leva a desafios na padronização de processos e na obtenção de economias de escala.
"Que volume de construção de casas em fábricas teríamos que atingir para usar robôs como especialistas", questionou McPhail. "Não é possível ter robôs específicos para construir apenas uma estrutura. Construir a estrutura não é um grande desafio, mas sim colocar o MEP. Se você quiser que um robô construa a estrutura e depois continue a embainhá-la, coloque o MEP, então você terá o ROI. Todo o valor agregado é onde ele causa um grande impacto."
Portanto, os desafios que precisam ser enfrentados no setor habitacional são diferentes dos desafios da fabricação automotiva, que é onde o offsite pode se beneficiar da IA. A IA pode ajudar a observar e aprender padrões para, por fim, ter um nível mais alto de controle, eficiência e produção.
"Por exemplo, a IA pode rastrear onde as pessoas estão nas instalações e criar um mapa de calor do tempo que as pessoas passam", disse ele. "Ao rastrear o tempo e o espaço em que as pessoas estão em diferentes áreas, a IA pode nos informar que um funcionário precisa ficar em sua estação em vez de ficar indo e voltando, criando eficiências no processo."
Renderização conceitual do vilarejo da competição Gateway Decathlon desenvolvida com o uso do software de design generativo de IA com Bobby Vance.
Aliviando o trabalho
A construção fora do local pode ser mais complexa do que a construção convencional, o que exige soluções mais avançadas do que as máquinas tradicionais de função única, como equipamentos CNC, acrescentou McPhail. Nesse contexto, a IA pode otimizar os processos de configuração e troca de sistemas robóticos.
Com a aprendizagem e a programação adaptativas, a IA ajuda os robôs a aprender com tarefas anteriores e a aplicar esse conhecimento a tarefas novas e semelhantes. Por exemplo, se um robô foi ensinado a apertar parafusos, a IA pode ajudá-lo a generalizar essa tarefa para pregos, rebites ou até mesmo soldagem, com base nos materiais e nos requisitos do projeto atual.
A IA pode gerenciar e otimizar o processo de troca de ferramentas, selecionando as ferramentas apropriadas com base na tarefa e no material específicos para usar sempre a ferramenta mais eficiente para o trabalho. Além disso, a IA pode prever a sequência ideal de tarefas para um determinado projeto de construção, de modo que o trabalho seja executado na ordem mais eficiente.
Sem as ferramentas de IA, pode haver atalhos no cronograma, fazendo o trabalho no local paralelamente ao trabalho fora do local.
"A dificuldade com isso é não saber como produzir as peças para que elas sejam montadas de forma ideal no local", disse Bobby Vance, gerente de competições do Gateway Decathlon, uma competição internacional para usar metodologias externas para realizar mais com moradias. "A IA pode otimizar a forma como as peças são fabricadas e entregues. Se houver um atraso, ela pode determinar o que precisa ser ajustado para que as coisas continuem funcionando sem problemas. O cronograma é muito importante, pois, se houver um excesso ou uma calmaria, muitos construtores vão à falência porque não podem suportar o investimento em equipamentos."
Ao automatizar grande parte da programação e da configuração necessárias para os sistemas robóticos, a IA reduz a carga sobre os técnicos e acelera a implantação de robôs em novos projetos. Isso reduz o custo geral do uso da robótica na construção fora do local e melhora o retorno do investimento.
Projeto com engenharia de valor
O design generativo pode criar instantaneamente várias opções de design com base em determinados critérios e apoiar os arquitetos na compreensão das possibilidades de um determinado lote de terreno com seus padrões climáticos específicos, disse Joseph Burak, fundador e estrategista-chefe da TRANSiT Strategy & Analytic. Os parâmetros de projeto também podem levar em consideração os custos indiretos, a logística de transporte, os equipamentos e a quantidade de mão de obra necessária no local.
Ao usar uma ferramenta de IA para analisar as especificações do projeto, você pode executar um milhão de simulações para prever os insumos, o custo, os materiais e a mão de obra, explica ele. A IA pode somar os widgets, os pregos e, em seguida, analisar o elemento do projeto e dizer como modificar a estrutura para economizar "x" por cento de dólares, fazendo tudo isso em questão de minutos.
Além disso, a IA pode processar especificações de projeto, decolagens e estimativas em minutos, reduzindo horas ou dias de trabalho para os profissionais.
"O ideal é que você possa refinar as opções à medida que lhe dá mais lógica e mais parâmetros para ser uma ferramenta de design interativa", disse Vance. "Há tantas decisões a serem coordenadas por trás da parede, mas o que eu vejo é a parede e a única coisa que me importa é a aparência da parede. Ainda assim, preciso tomar rapidamente, em tempo real, decisões estéticas que tenham impacto estrutural e nos sistemas."
A IA pode sintetizar automaticamente esse processo para determinar quando algo está fora da faixa de tolerância e fornecer um novo conjunto de parâmetros a serem considerados. Além disso, a IA pode analisar rapidamente todos os dados por trás da seleção de materiais, o que pode levar muito tempo para o designer fazer.
"Ele pode ajudar na aquisição de materiais em termos de custo e disponibilidade", disse ele, enfatizando a análise de custos. "Não se pode ignorar o custo. A IA pode analisar o custo da disponibilidade em tempo real. Ela pode analisar as diferentes métricas do pedido de algo em massa para ver se há um desconto."
A IA pode ajudar a identificar restrições de fabricação no momento do design para informar aos arquitetos e engenheiros como fazer escolhas diferentes para ter o menor impacto na fabricação, disse McPhail, usando a terminologia "Design for Manufacture and Assembly - Refine for Automation".
Eficiência na fabricação
Com a atual escassez de mão de obra, as ferramentas acionadas por IA podem aumentar a produtividade fornecendo aos trabalhadores orientação em tempo real, instruções em realidade aumentada e verificações automatizadas de controle de qualidade. A IA também pode identificar lacunas de habilidades e recomendar programas de treinamento direcionados, ajudando a melhorar a qualificação da força de trabalho com mais eficiência.
McPhail explica que cada projeto de construção externa é um floco de neve, o que dificulta o uso de métricas tradicionais de fabricação, como a Eficácia Geral dos Equipamentos e a Eficácia Geral da Mão de Obra.
"A IA pode superar esses desafios analisando insumos complexos de fabricação, inclusive o desempenho da máquina, a eficiência da mão de obra e variáveis específicas do projeto, e organizando-os em insights significativos", disse ele. "Os sistemas orientados por IA podem se ajustar dinamicamente com base no contexto específico de cada projeto, detectando gargalos de máquinas e mão de obra com maior precisão."
Os processos de pré-fabricação e montagem exigem um sequenciamento específico das operações de fabricação com o equipamento e o espaço da fábrica, de modo que a IA pode ser usada para encontrar o processo mais eficaz para a construção, disse Burak. Além disso, a IA definirá o processo de montagem no local, identificando o uso mais eficiente das ferramentas nesse local para ser mais eficaz.
"No lado do gerenciamento de projetos, a IA pode encontrar o caminho mais eficiente, minimizar os atrasos do projeto criando vários cronogramas para a mesma construção para descobrir qual simulação e modelo melhor se adequam a essa construção específica", disse ele. "A maioria das empreiteiras tem um sistema e adota a mentalidade de que, se não estiver quebrado, não conserte, mas a IA ajudará a encontrar um caminho crítico mais eficiente que pode resultar em economia de tempo ou de custos."
A IA também melhora o processo em termos de eficiência de tempo e recursos. McPhail diz que os sistemas orientados por IA podem analisar as programações de produção e as tarefas em lote para maximizar o uso do material, como manter as peças cortadas para uso posterior em outras partes do projeto.
"Os recursos de antecipação permitem que a IA preveja as necessidades futuras de material e otimize os padrões de corte em tempo real, garantindo que os materiais sejam usados da forma mais eficiente possível", disse ele. "Os algoritmos de otimização de corte podem determinar a melhor maneira de cortar materiais para minimizar o desperdício, ajustando-se automaticamente às mudanças no design ou na disponibilidade de materiais. Essa abordagem não apenas reduz o desperdício de material, mas também diminui os custos e melhora a sustentabilidade geral no processo de construção."
Controle de qualidade
O olho humano é incrível, mas com a assistência da IA, o controle de qualidade pode ser aprimorado para detectar o que o olho humano não consegue.
Os sistemas de visão alimentados por IA, equipados com tecnologias de visão computacional e aprendizado de máquina, podem automatizar o processo de controle de qualidade usando câmeras e sensores de alta resolução para monitorar e inspecionar continuamente os componentes à medida que são produzidos. Isso melhora a precisão e a confiabilidade do controle de qualidade e também acelera o processo de inspeção.
A construção externa envolve uma grande variedade de materiais, cada um com propriedades e requisitos de controle de qualidade diferentes. Garantir uma qualidade consistente entre esses diversos materiais é mais desafiador do que na fabricação de automóveis, onde os materiais são mais padronizados, disse McPhail.
Conformidade regulatória complexa
O olho humano é incrível, mas com a assistência da IA, o controle de qualidade pode ser aprimorado para detectar o que o olho humano não consegue.
Os sistemas de visão alimentados por IA, equipados com tecnologias de visão computacional e aprendizado de máquina, podem automatizar o processo de controle de qualidade usando câmeras e sensores de alta resolução para monitorar e inspecionar continuamente os componentes à medida que são produzidos. Isso melhora a precisão e a confiabilidade do controle de qualidade e também acelera o processo de inspeção.
A construção externa envolve uma grande variedade de materiais, cada um com propriedades e requisitos de controle de qualidade diferentes. Garantir uma qualidade consistente entre esses diversos materiais é mais desafiador do que na fabricação de automóveis, onde os materiais são mais padronizados, disse McPhail.
Desafios de logística e transporte
O transporte de grandes componentes modulares da fábrica para o local da construção envolve desafios logísticos significativos, incluindo planejamento de rotas, aprovações regulatórias e o risco de danos durante o trânsito.
"Com o offsite, você está construindo algo em algum lugar e ele tem que chegar a outro lugar", disse Vance. "Se você planeja que o produto tenha tantas peças, como ele pode ser embalado de forma eficiente em um navio de transporte, considerando a logística e uma perspectiva de tamanho e peso, e como essas informações são incorporadas aos parâmetros do projeto."
A IA pode otimizar a logística analisando rotas de transporte, prevendo possíveis obstáculos e planejando os caminhos de entrega mais seguros e eficientes. A IA também pode monitorar as condições climáticas e ajustar os planos de transporte em tempo real para reduzir os riscos e para que os componentes cheguem intactos e dentro do prazo.
Limitações de IA em locais externos
Em todos os novos conceitos, há riscos e limitações.
Tyler Pullen, consultor técnico sênior do Terner Housing Innovation Labs, ressalta que o setor de construção tem se baseado em processos orientados por relacionamentos e fluxos de informações e tomada de decisões estruturalmente fragmentados, que oferecem poucas oportunidades para promover a melhoria contínua em nível individual, organizacional ou setorial.
"Em resumo: é humano e é sistêmico", diz ele. "Isso não significa que não há chance de a IA e ferramentas semelhantes desempenharem um papel, significa apenas que o caminho para o impacto em escala é estrangulado por muitos dos mesmos problemas que convergiram para nossas crises habitacionais e climáticas."
Algumas empresas estão superando essas caracterizações. Por exemplo, a BuildCheck.AI pode automatizar verificações de conformidade durante a revisão de planos para jurisdições locais e está iniciando alguns projetos-piloto na Califórnia. Além disso, a Symbium usa ferramentas adjacentes à IA, como modelos de linguagem de grande porte, para interpretar as restrições tangíveis que, de outra forma, estariam embutidas em centenas e centenas de páginas de texto de código de construção e zoneamento.
"Aplicativos como esses são interessantes porque podem fazer um trabalho melhor do que o nosso, com muitas ressalvas e riscos relacionados, ao interpretar nossos próprios códigos locais e métricas de conformidade, além de abordar um desafio muitas vezes pouco enfatizado de departamentos locais de planejamento e construção com falta de pessoal e sobrecarga de trabalho em todo o país", disse Pullen.
Também há a possibilidade de ferramentas de escrita de IA, como o ChatGPT, simplificarem a carga de trabalho de documentação de um projeto, como a elaboração de documentos de escopo e contratos relacionados entre subcontratados, propostas de financiamento e relatórios administrativos de métricas, como horas de trabalho e uso de equipamentos, para informar e revisar os cronogramas de retirada.
"A utilidade da IA provavelmente será limitada pelos mesmos gargalos existentes que criam esses pontos problemáticos, mas a capacidade das ferramentas de IA de gerenciar, entender e operacionalizar informações complexas e ortogonais pode, no entanto, encontrar um lugar em um setor em que isso é basicamente tudo o que fazemos, o tempo todo", disse Pullen.
A IA é ideal para você?
Determinar se o aproveitamento desses recursos de IA é adequado para você deve ser um processo completo com várias partes interessadas. Burak recomenda começar com uma análise da cadeia de valor de terceiros com uma auditoria do processo de fabricação para entender os insumos de todas as etapas operacionais.
"Isso permitirá que você entenda quais são as peças mais valiosas a serem transferidas para a IA", disse ele. "Você pode entender quanto tempo é gasto em cada componente e a entrada de custo para cada unidade e, em seguida, identificar como a IA em cada peça é implementada para economizar tempo."
O processo também revelará outras opções em vez da IA.
"Há uma sensação de que existe uma ferramenta de IA que pode lidar com tudo, mas não existe", disse Burak. "Trata-se de identificar onde ela agrega valor como parte de seu processo proprietário."
Ele aconselha que você verifique o seguinte:
- Quais são os desafios da propriedade intelectual?
- Ele está sendo desenvolvido para sua empresa?
- Você assinará um plug-in para executar 10.000 cenários?
- Quem é o proprietário?
- Quanto você paga por ele?
- De quais NDAs você precisará para proteger a propriedade intelectual?
"É importante identificar onde a IA faz mais sentido em um processo proprietário, considerando a relação custo-benefício e as questões de propriedade intelectual", disse Burak.
O futuro da IA em offsite
O futuro depende de nossa disposição para adotar e adaptar.
"No momento, o setor externo está tentando imitar o que o setor atual faz", disse Vance. "Ele falha inerentemente devido à economia local, mas isso acabaria com uma fábrica que abastece mais do que apenas aquela região. Podemos obter melhor as coisas dentro de um ecossistema em que podemos ter acesso a diferentes projetos, um sistema de compartilhamento, para manter o equilíbrio. É preciso uma plataforma universal".
Há muitos níveis diferentes de automação no setor que precisam ser compreendidos e adotados para um futuro mais produtivo.
"Há uma pessoa como ferramenta e uma ferramenta como ferramenta", disse ele. "À medida que adiciono ferramentas ao meu processo, o que seria ajustado? Uma pessoa seria removida ou teria uma função menor? Precisamos de mais tradução em um modelo. Ainda não chegamos lá, mas ter ambição para isso valeria a pena."
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