Контроль качества бетона с помощью ИИ: уникальная разработка или очередной продукт на рынке?

Этим летом представители малазийской компании Unit Test Scientific (UTS), производителя прецизионных прессов для бетона и испытательного оборудования для стройматериалов, объявили о запуске нового инструмента для контроля качества бетонных изделий. По их словам, он обеспечит беспрецедентную прозрачность и прослеживаемость процессов в отрасли. Система была создана в результате трёхлетних исследований и тестов, на основе аппаратных разработок UTS и цифровых ИИ-технологий компании MyCRS.

«Наша миссия — сделать каждый процесс контроля качества бетона прозрачным, отслеживаемым и защищённым от несанкционированного доступа», — заявил генеральный директор MyCRS Томас Яп.

Эксперт добавил, что новое решение позволит всем заинтересованным сторонам проекта, от застройщиков и подрядчиков до инженеров и регулирующих органов, принимать в нём активное участие, а не просто полагаться на предоставляемые отчёты. Давайте разберёмся в технологии его работы и отличиях от других подобных решений.

Прозрачность в строительном контроле

Доктор Мелди бин Сухатрил из Университета Малайи назвал разработку «ключевым шагом к достижению прозрачности в контроле качества строительства», отметив, что она представляет собой тот тип инноваций, который необходим для реальной трансформации отрасли. Что касается непосредственных потребителей, то такие компании, как Heidelberg Materials и MDC Concrete, проявили интерес к системе, отметив её потенциал для повышения стандартов качества поставщиков, а ряд крупных аккредитованных лабораторий выразили заинтересованность в её внедрении в рамках своей стратегии цифровой трансформации.

В основе разработки лежит роботизированная испытательная платформа, интегрированная с устройствами компьютерного зрения, облачной аналитикой и IoT-технологиями для осуществления непрерывного контроля. Благодаря этому все испытания проводятся в соответствии со строгим протоколом, подтверждаются данными, защищенными от несанкционированного доступа, и доступны для просмотра в режиме реального времени всем стейкхолдерам. Каждый этап, от заливки образцов до анализа разрушений, автоматизирован и регистрируется в журнале, что исключает возникновение «слепых зон» и человеческих ошибок, которые часто ставят под угрозу безопасность конструкций.

Более детального описания продукта и технологии тестирования в открытом доступе пока нет. Поэтому давайте рассмотрим, что сейчас предлагают другие зарубежные производители.

Рынок зарубежных решений по испытанию бетона

Сфера по тестированию качества строительных материалов уже давно наполнена большим количеством оборудования с различным уровнем автоматизации. Компании предлагают как отдельные, относительно небольшие установки, так и полномасштабные лаборатории:

• LSCM и Департамент строительства и развития Гонконга

Совместно с властями, специалисты исследовательского центра LSCM создали автоматизированную систему испытания кубических бетонных образцов. Она способна автоматически выполнять все процедуры, включая выдержку бетона, измерение веса и размеров, а также испытания прочности на сжатие.

Установка включает в себя подвесной подвижный столик, способный двигаться по осям XYZ, роботизированный манипулятор на рельсах, лазерный 3D-сканер и пресс для проведения испытаний на сжатие. Встроенные ИИ-технологии и устройства компьютерного зрения позволяют определять соответствие характера разрушения бетонного куба установленным требованиям. Решение уже введено в эксплуатацию в Региональной лаборатории общественных работ CEDD на острове Лантау.

• Gilson Company, Inc.

Американский производитель оборудования для контроля качества строительных материалов Gilson поставляет современные машины для испытания бетона на прочность. Установки оснащены жёсткой рамой, автоматизированной системой управления и гидравлической системой нагружения. Участие оператора необходимо только для расположения образцов в испытательной камере и извлечения их после завершения теста.

• Mexx Engineering

Компания предлагает своим клиентам целую автоматизированную лабораторию для испытания бетонных образцов. Комплексная система включает в себя: 2 ABB-робота; станцию для извлечения образцов из форм и их последующей очистки; подающий и отводящий конвейер; инструменты для управления взаимодействием различных компонентов установки; автоматизированную шлифовальную машину и пр. Пользовательский интерфейс позволяет отслеживать каждый образец на всех этапах тестирования и транспортировки.

Контроль качества бетонных конструкций в России

В нашей стране инновационные технологии в этом направлении также стремительно развиваются, а учёные уже более 10 лет публикуют статьи, с аргументами в пользу эффективности применения цифровых инструментов и искусственного интеллекта. Так, ещё в начале 2010-х исследователи писали о важности внедрения IT-технологий в процесс, а современные авторы отмечают пользу ИИ в анализе больших объёмов тестовых данных и рассказывают о возможностях быстрого выявления дефектов, прогнозировании поведения строительных материалов в будущем и оптимизации процесса контроля без потери качества.

На рынке также можно встретить множество компаний, предлагающих современные решения для неразрушающего контроля качества бетонных изделий с помощью датчиков и облачных платформ. А ученики пермской Политехнической школы под руководством ученых Пермского Политеха создали прототип системы контроля качества бетона в 3D-печати. По задумке, разработка направлена на отслеживание вязкости смеси, для её последующей корректировки согласно условиям строительства.

Заключение

Совместный продукт компаний UTS и MyCRS стал неоспоримым прорывом в области контроля качества бетонных конструкций, так как представляет собой полностью автоматизированное решение, основывающееся на самых передовых технологиях: машинное обучение, компьютерное зрение и интернет вещей. Всё это помогает сократить сроки возведения ЖБК и исключить из этих процессов проблемы, возникающие вследствие человеческих ошибок.

Российские учёные и специалисты также ведут активную работу в этом направлении: проводят исследования и создают востребованные в строительной отрасли решения, объединяющие в себе IoT-датчики, облачные платформы и автоматизированный анализ больших объёмов данных.