PI智能施工品質管理系統
工地管理的眼與腦
建造業是香港的重要經濟支柱,但這裏的建築成本十分高昂,冠絕亞洲,佔全世界第三位[1]。每個項目動輒涉及數以十億計的投資金額,建築商自然要精打細算。另一方面,地盤管理是非常複雜的工作,負責人必須經驗豐富,精明果斷,善於分配資源和控制進度,方能兼顧性質各異的活動。特別是在確保建築品質和工地安全方面,一般公司會投入大量人力資源,令管理工作的難度提升。
有鑑於此,建築及房地產學系智能建造實驗室主任李恆教授率領團隊開發PI智能施工品質管理系統,以電腦視覺為基礎,利用人工智能和深度學習,執行耗時費力的管理工作。系統適用於工地管理的所有層面,包括資源分配、品質管理、工地安全、進度管理等,能夠大大減輕管理及巡查人員的工作負擔。
人手檢查及管理的缺點
在建築工地進行品質巡查是吃力的工作,巡查記錄質素參差,遺漏、失誤的情況間或發生。李教授指:「在個別極端個案中,負責的人員會略過實質巡查,直接填寫記錄。此外,多層分包合約制度令品質管理難上加難,因為分包商不一定會嚴格恪守承建商訂立的標準。」未合乎標準的部分不僅需要另花昂貴費用修正,還有機會導致工程延誤,甚至危害工人和使用者的安全。
追蹤進度、分析生產力、資源調配等工作同樣費力。目前,本港大部分項目經理仍以人手處理上述事務,要處理得宜,就要有豐富的經驗和全情投入才行。李教授解釋道:「在大型工程中,單是從地盤一端走到另一端,已要花上相當的時間。換句話說,項目經理幾乎不可能同時準確地掌握整個項目各個範疇的實時狀況。」
PI:項目管理的智能與眼睛
李教授的團隊為智能施工品質管理系統取名為PI,代表Project Intelligence,意謂項目智能;又代表Project Eyes,把系統喻為項目的眼睛。PI旨在協助管理和巡查人員處理工地管理中最瑣碎的事務,例如現場巡查、數據收集、撰寫報告等,以便他們把時間花在更重要的工作上。運作上,系統先從工地的監控攝錄機擷取影像,然後利用人工智能算法進行分析,以識別工地常見的22類物體,包括工人、物料、產品、設備和運輸工具等,再利用深度學習辨別正在進行的活動,即可掌握工程各部分的狀態、進度和品質。
李教授指:「因為PI使用的影像來自工地現有的監控攝錄機,所以工人毋須戴上傳感器。傳感器不單會增加額外成本,更可能會妨礙工人工作。另外,通過深度學習訓練,PI可以學習識別不同的活動,因此系統幾乎適用於工地管理的所有範疇,例如資源和人力管理、品質控制和安全監控等。」PI系統偵測物件及辨識活動的準確度分別為百分之80及95以上,在建築信息學領域裏,這是相當傑出的表現。一家本地公用事業機構將於本年內在其建築工地採用PI系統。
2019年4月,PI智能施工品質管理系統於第四十七屆瑞士日內瓦國際發明展中勇奪金獎殊榮。