Inteligencia Artificial en la Gestión de Proyectos de Construccion

Como se comprueba a través de los distintos números de esta publicación científica Building & Management, los profesionales del sector de la construcción estamos adaptando de forma cada vez más generalizada herramientas y marcos de trabajo más colaborativos como Open BIM, Lean Construction, Last Planner System, Integrated Project Delivery, etc. En la misma medida, estos nuevos instrumentos se hacen presentes en oficinas, despachos y obras gracias a la democratización o uso extensivo de los desarrollos tecnológicos procedentes de otros sectores. La eliminación de barreras para el acceso generalizado a la tecnología hace que su uso esté siendo extendido.

La tecnología está influyendo en casi todas las industrias, y  en el campo de la construcción y el diseño está empezando a adoptar todos estos avances.  Ya no nos resulta extraño sobrevolar las obras con un dron, visualizar una promoción antes de que esté construida con realidad virtual, o escoger el mejor escenario en base a predicciones hechas por Inteligencia Artificial.

Photo by Max Langelott on Unsplash

El impacto de la Inteligencia Artificial en BIM

Una de las tecnologías que más está impactando por las posibilidades futuras en todo el proceso constructivo es la Inteligencia Artificial-IA. La IA puede sacar una gran ventaja del análisis de grandes cantidades de datos, y la construcción es un sector en el que, además del elemento constructivo, también generamos una valiosa información en forma de datos que rara vez se reutiliza.

La Inteligencia Artificial viene asociada a una cadena de términos conocidos como el algoritmo, Machine Learning y automatización, que generan en los profesionales un temor hacia lo desconocido. En muchos campos, no solo en la industria de la construcción, existe un verdadero temor por la IA: ¿Se volverán las máquinas serán más inteligentes que los humanos? Según Eleni Vasilaki, profesora de neurociencia computacional en la Universidad de Sheffield, ese miedo está fuera de lugar. «En última instancia, sólo porque la IA pueda aprender, no podemos concluir realmente que de repente aprenderá todos los aspectos de la inteligencia humana y volviéndose más astuta», dice, y agrega que debemos asegurarnos de que usamos estas tecnologías de manera beneficiosa. “El aprendizaje automático y la inteligencia artificial son herramientas. Se pueden usar de manera correcta o incorrecta, como todo lo demás. Es la forma en que se utilizan lo que debería preocuparnos, no los métodos en sí mismos».

En qué medida puede impactar la aplicación de IA a la gestión de los proyectos de construcción, y en concreto a los entornos BIM es aún una incógnita. Diseñadores, arquitectos e ingenieros encuentran más preguntas que respuestas concretas. Lo que sí está claro es que los procesos de simulación de edificios y BIM produce tantos datos que la mayoría de las organizaciones no saben qué hacer con ellos.

Resulta clave por tanto, entender la cantidad de datos que se produce en el proceso de diseño, modelado en entornos BIM, construcción y mantenimiento de los edificios. Los arquitectos, ingenieros y otros profesionales de la construcción no estamos usando todos estos datos en nuestro beneficio, ni el de nuestros clientes. El torrente de datos que genera la construcción no se utiliza de forma habitual, o al menos no en la proporción de las posibilidades que la IA puede hacer uso de ellos.

La tendencia en un sector poco acostumbrado al método y a los procedimientos estandarizados, es pasar al próximo proyecto sin pensar cómo se pueden utilizar todos los datos recopilados anteriormente para mejorarlo. El experto en tecnología del sector de la construcción Nicholas Klokhol explica las posibles implicaciones de la IA y Big Data aplicados a los entornos BIM en el sector de la construcción, y su principal problema actual: una vez que el proyecto arquitectónico está construido, el 95% de los datos que hemos generado en el proyecto se eliminan o no se archivan convenientemente para su análisis y aprovechamiento futuros.

Usando datos recopilados de modelos, simulaciones, e incluso a través de elementos físicos como sensores dentro de las construcciones ya terminadas, podemos transformar el proceso de diseño o, al menos, innovar con cada nuevo proyecto de construcción. IA nos ofrece una nueva perspectiva desde la que imaginar cómo poder aprovechar la información existente, los datos, tanto de modelados anteriores, como los datos provenientes de edificios ya construidos.

Machine Learning automatizará los procesos de análisis de datos.

Una de las posibilidades para profundizar en los datos a través de IA  tiene que ver con la automatización de procesos de gestión. La mayoría de los textos referidos a la evolución de IA en la gestión y dirección de proyectos, y la gestión de la obra de construcción en particular parten de un primer escenario en el que IA se encargará de automatizar e integrar información proveniente de los proyectos. Actualmente, ya podemos constatar que muchas herramientas de gestión de proyectos están desarrollando estas funcionalidades, convirtiéndose en expertos en recopilar y mantener la información histórica de los proyectos.

Según se extrae de distintos análisis como el que hace PWC en su artículo “AI will transform Project management. Are you ready?”, la IA revolucionará los procesos de toma de datos y su automatización a través del Machine Learning. En este primer estadio, las aplicaciones se integran entre sí utilizando la información para distintos fines, facilitando las tareas de toma de datos, o enviando alertas cuanto puedan aparecer potenciales problemas en el proyecto. En futuros escenarios, la IA puede llegar a gestionar más procesos en los proyectos, desde asistentes virtuales que ayuden al equipo de proyecto a realizar mejor sus tareas, hasta máquinas que sean capaces de aprender y gestionar de forma autónoma los proyectos.

 

Fuente: PWC. AI will transform project management. Are you ready?

Actualmente, las estimaciones realizadas por los project y construction managers se basan en el estudio de datos históricos sobre las tareas ya realizadas. Esto permite a los gestores de proyectos estimar cuánto tiempo llevará completar las tareas futuras, su coste o riesgos asociados. Para estos profesionales, registrar y analizar esta información puede convertirse en una tarea engorrosa y lenta; sin embargo, integrando una solución basada en IA con el software de gestión de proyectos, conseguiremos automatizar el procedimiento completo de análisis de la información histórica. Cuanto mayor sea el acceso a la información disponible, proporcionando cantidades abundantes de información, la solución de IA será más fiable y compatible con los procesos de negocio. La IA ahorrará un valioso tiempo a los gestores de proyectos y sus organizaciones mediante la automatización de procedimientos repetitivos como éste.

Para los profesionales, éste es el primer panorama que pasa por su imaginación: un escenario en el que muchas de las tareas que ahora ocupan sus agendas sean sustituidas por algoritmos automáticos. La incertidumbre para las personas involucradas es obvia, dado que afectará a la asignación de recursos, y puestos de trabajo relacionados con la planificación y control de las obras.

Otra aplicación resultado de analizar con IA los datos obtenido de los modelos BIM podría ser la mejora del propio diseño,  la programación de su construcción y la demanda de recursos durante el resto de  vida útil de los edificios.  Varias empresas ya están explotando los datos acumulados de modelos y construcciones para aplicarlos en la optimización de modelos conceptuales para futuros proyectos. Las técnicas de IA aprovechan los datos existentes para predecir el funcionamiento óptimo de distintos diseños. De esta manera, los diseñadores tienen la posibilidad de optimizar el desarrollo y el control de la calidad de los materiales empleados, estructuras e instalaciones. Además, para los propios promotores, asegura la rentabilidad de modelos conceptuales en BIM que puedan construirse de una forma eficaz y con un ciclo de vida barato de mantener.

Uno de los algoritmos que mejor se adapta para la interpretación y mejora del diseño de las edificaciones son los llamados «Algoritmos Evolutivos«. Este tipo de algoritmos son métodos de optimización y búsqueda de soluciones basados en los postulados de la evolución biológica. Este algoritmo que interpreta los modelos BIM a través de la IA imita el proceso evolutivo propio de la naturaleza, y proporciona soluciones de diseño que pretenden optimizar distintos parámetros.

Dos de los más refutados expertos en IA,  Jan Cudzik y Kacper Radziszewski defienden el uso de esta tecnología aplicada a la mejora del diseño arquitectónico. En su  artículo “Artificial Intelligence Aided Architectural Design”, indican que los algoritmos evolutivos se están volviendo interesantes para los artistas, diseñadores y arquitectos. Esta aplicación no es nueva, y sus implicaciones en la arquitectura ya cuentan con cierta experiencia. Los algoritmos evolutivos pueden ayudar a los diseñadores a resolver problemas complejos como la optimización de distintas tipologías estructurales o la selección de  materiales que mejor se adapten a una solución determinada.  El aprendizaje automático y el reconocimiento de patrones pueden analizar grandes volúmenes de datos para obtener información útil. Al poder volcar a la tecnología computacional actual estas cantidades masivas de datos a nuestra disposición, continuaremos acercándonos aún más a los mejores edificios a través de la inteligencia artificial.

Otros aspectos relacionados con el diseño, más en particular, con lo relativo al rendimiento energético del edificio, iluminación, calidad del aire y confort higrotérmico, son aspectos clave que se pueden mejorar con los datos provenientes de los modelos BIM y que podrían mejorar sustancialmente el coste de funcionamiento y mantenimiento durante todo el ciclo de vida del edificio. Al adoptar BIM, los propietarios pueden mejorar la calidad de los edificios, reducir enormemente los costos del ciclo de vida de los edificios, mejorar la experiencia de los proyectos de diseño de principio a fin, optimizar la competencia operativa y mejorar las tasas de ocupación y uso. El uso obvio de los modelos en BIM para los Facility Managers durante el tiempo de explotación de un activo inmobiliario, se verá reforzado por soluciones que tienen a optimizar los recursos disponibles.

El impacto positivo de la Inteligencia Artificial en los proyectos de construcción

Aunque no seamos capaces de dar una respuesta segura a la pregunta sobre cómo afectará la IA al proceso de diseño y constructivo, es seguro que de alguna manera afectará y cambiará la manera cómo trabajamos, y a qué tareas dedicamos nuestro tiempo productivo. Persistirá el miedo a que desaparezcan ciertos roles y técnicos actuales, y seguro que aparecerán nuevos especialistas involucrados con la gestión de todas estas herramientas. Sin embargo, es una predicción aceptada por todos que utilizaremos estas nuevas capacidades tecnológicas para automatizar aquellos procesos que puedan ser realizados por una máquina, incluidos, por qué no los procesos creativos. El arquitecto Daniel Dendra, fundador de la firma Another Architect Studio, un estudio de arquitectura que fomenta el uso de diseños de código abierto, cree que la figura del arquitecto podrá ser sustituida por una máquina alimentada por IA en menos de 20 años. Daniel lo lo ve como un hecho lamentable, sino como la evolución natural de un proceso en el que muchas decisiones se pueden optimizar y automatizar gracias a la tecnología. Este hecho provocará al mismo tiempo la oportunidad para cambiar la forma en que nos relacionamos y trabajamos y nos relacionamos con la realidad del sector para todos estos profesionales sustituidos por algoritmos.

Podemos argumentar que la inteligencia artificial tiene el potencial de cambiar toda la disciplina, dándole nuevas posibilidades y caminos para explorar.

BIM ha ayudado a arquitectos, ingenieros, desarrolladores, contratistas y consultores de construcción a colaborar mejor y comenzar a hablar el mismo idioma. BIM ha mejorado tanto los procesos de diseño como los diseños mismos. Cambiar la forma en que trabajamos, en que dedicamos nuestro tiempo a tareas que aporten un valor diferencial al proceso constructivo. Siendo éste un texto editorial en el que nos permitimos ciertas licencias interpretativas de la realidad y del futuro de la profesión, podemos afirmar que el valor diferencial que podemos aportar tiene que ver con la colaboración que alimenta todo el proceso. Es por ello que, tanto las herramientas colaborativas, como BIM o Last Planner System, sobre las que se incluyen sendos artículos en el número de B&M, como las habilidades relacionadas con las personas de técnicos y gestores del proceso constructivo adquirirán mayor importancia, si cave.

Sin embargo, tampoco podemos estar seguros de estas palabras. Como decíamos al principio, los profesionales encontramos más preguntas que respuestas relacionadas con la IA y nuestros puestos de trabajo. Cudzik y Radziszewski comentan, «podemos argumentar que la inteligencia artificial tiene el potencial de cambiar toda la disciplina, dándole nuevas posibilidades y caminos para explorar». Quizás éste sea nuestro nuevo rol en el proceso constructivo, convertirnos en exploradores de nuevas posibilidades por descubrir.

Photo by Franki Chamaki on Unsplash

El presente artículo se publicó originalmente como Editorial para el número 2019-02 de la revista científica Building & Management.

Architect & Project Manager Professional, PMP Seeking Excellence by Design. Carlos en Google+

Comentarios