运用人工智能技术助力工程质量管理

□张秀青

工程建设项目是国家基础设施建设的重要组成部分,也是推动社会经济发展的关键力量。随着工程建设项目规模和复杂程度的日益攀升,其质量问题成为行业发展的重大挑战。传统的工程质量管理方法主要依赖人工经验和常规检测手段,难以实现对大规模、复杂工程项目的全过程、全方位实时监测,可能引发严重的安全事故,给人民生命财产安全和企业声誉带来巨大威胁。工程管理企业引入现代化人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)技术,可以采取构建数据采集网络、保障数据稳定性、建立数据管理体系、提供质量优化方案、推动人机协同等措施,进行实时监测与质量优化,及时发现施工过程中的质量问题,为工程质量优化提供科学依据,推动工程质量管理变革和创新,增强工程企业的市场竞争力,充分保障人民生命财产安全。

构建数据采集网络。施工单位应在地基、大型机械设备等关键点位广泛布设检测温度、压力的传感器,实时捕捉工程环境参数与施工关键指标的动态变化:利用温度传感器实时监测混凝土内部温度,防止因水化热过大导致裂缝产生;使用应力传感器实时监测建筑结构关键部位的受力情况,及时检查出结构安全隐患,确保施工安全性。施工单位应在施工现场安装高清摄像头,进行全方位图像采集,借助人工智能图像识别技术,对施工工艺的标准性、建筑材料的合格性等状况进行精准判断,实现对工程实体质量的直观把控;布设无人机航拍辅助监测系统,定期对大型工程场地进行整体巡查,获取全局图像数据,便于发现宏观层面的工程质量问题。

保障数据稳定性。施工企业不仅要全方位、多角度采集工程数据,还要保证所采集数据的安全性与稳定性。工程承办主体应采用LoRa先进通信技术,搭建专属物联网通信网络,用于布线困难区域的传感器数据传输,确保数据及时送达数据分析中心,保障整个施工现场数据传输的全面覆盖;部署边缘计算设备,实时存储采集数据,网络恢复正常后即可自动将缓存数据上传至云端服务器,防止数据在传输过程中因信号中断而丢失,保障数据的稳定性;构建完善的云端数据备份系统,每周对工程数据进行一次全量备份,异地备份实时监测数据,保障数据的完整性。

建立数据管理体系。施工方应加强对传感器和数据采集设备的校准和维护,定期对传感器进行校准,确保其测量精度符合要求;建立数据审核机制,实时审核、验证采集数据,及时发现、纠正错误数据,确保数据的准确性;采用高级加密标准(Advanced Encryption Standard,简称AES)算法等加密技术存储敏感数据,防止数据在存储过程中被窃取或篡改;制定严格的用户权限管理策略,分配不同的数据访问权限,工程管理人员可以查看和修改所有工程数据,普通施工人员只能查看权限范围内的数据;采用基于角色的访问控制(Role-Base Access Control,简称RBAC)等身份认证和授权技术,要求登录时输入用户名、密码,验证通过方能确保被授权用户访问数据,有效保障工程数据的质量和安全。

提供质量优化方案。施工主体应引入激光扫描仪等AI驱动的检测设备,进行图像分析和声波检测,自动完成混凝土强度测试、焊接质量评估等高精度任务,检测焊缝内部缺陷,提高检测效率和评估准确性,减少人工检测的主观性和误差;采用AI技术量化生物基材料等绿色建材的全生命周期性能,辅助工程团队选择低碳、环保的建材方案,获得优异的保温性能,降低建筑过程的环境负荷;安装碳排放监测设备,依靠人工智能根据数据动态调整施工计划,优化施工流程,提高再生材料利用率,减少碳排放和资源浪费,实现资源高效利用。

推动人机协同。施工单位应引入AI技术,促进人机协同合作,提升工程管理质量:要求施工工人进行复杂作业时佩戴增强现实技术(Augmented Reality,简称AR)头盔,实时接收操作步骤、技术要点,减少操作失误;采用虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)定期模拟事故场景,进行应急演练,提升工人的应急处理能力、质量意识、安全意识。质检员是保证工程质量的重要主体。施工单位应协同高端智能化企业定期开展针对质检员的系统培训,帮助质检员了解AI技术的本质及其工程应用场景,鼓励质检员参与AI模型的训练和优化工作,将自己在长期工作中积累的质量缺陷案例和数据提供给AI模型进行学习,帮助模型更准确地识别和预测质量问题,验证AI分析结果,不断提高模型的可靠性和实用性,为工程质量管理提供更专业的支持。

(作者系广西城市职业大学智能建筑工程院校高级工程师)