Штучний інтелект (ШІ) у світі стає центральним інструментом, який змінює підходи у тому числі до проєктування та інжинірингу. Його використання не тільки автоматизує рутинні завдання, а й відкриває нові можливості створення більш складних і нестандартних (класичних, консервативних) рішень. Проєктні та інжинірингові компанії України, які хочуть конкурувати на світових ринках та мати незаперечну перевагу на ринку інжинірингу України, повинні вже зараз думати про світові тренди, свій розвиток та впровадження нових технологій, шукати шляхи їх практичного застосування.

Приклади використання ШІ у проєктуванні та інжинірингу, які вже впроваджені на практиці . Ці приклади наочно показують, як технології допомагають автоматизувати завдання, оптимізувати процеси та покращувати результати.

Автоматизація рутинних завдань

Раніше інженери витрачали години на розрахунки, креслення та підбір матеріалів. Тепер ці процеси можна автоматизувати. Наприклад, платформа Generative Design від Autodesk дозволяє за кілька хвилин отримати десятки оптимальних варіантів конструкцій, враховуючи вагу, матеріали та вартість. Така технологія вже використовується у проєктуванні автомобільних деталей та будівельних конструкцій.

Оптимізація процесів інжинірингу

Крім автоматизації процесів проєктування, технології машинного навчання допомагають оптимізувати складні та комплексні інженерні завдання, наприклад реалізацію проєктів будівництва, включаючи власне проєктування, постачання обладнання та матеріалів, БМР та ПНР. Відповідно до статті у журналі Automation in Construction (2022, Vol . 140, Article No. 104304), дослідники з Університету Твенте розробили алгоритм на основі машинного навчання для аналізу даних завершених проєктів. Алгоритм дозволяє передбачити можливі затримки та перевитрату бюджету з точністю до 90%, що вже застосовується у будівельних проєктах у Європі.

Інженерні симуляції

Ще однією сферою застосування є моделювання. Компанія Siemens активно впроваджує ШІ в цій галузі. Наприклад, у рамках проєкту Simcenter (2023) використовуються нейромережі для оптимізації аеродинамічних розрахунків у проєктуванні вітроенергетичних установок. Ці технології скорочують час симуляції складних процесів із днів до годин. ( Journal of Wind Engineering (2023, Vol . 167, pp . 1-15).

Підтримка BIM -технологій

Інтеграція ШІ в системи інформаційного моделювання будівель ( BIM ) дозволяє виявляти потенційні конфлікти ще на стадії проєктування. Компанія Bentley Systems впровадила штучний інтелект у свою платформу iTwin , яка автоматично аналізує інженерні мережі та знаходить перетину чи невідповідності. Цей підхід був успішно застосований у проекті реконструкції міжнародного аеропорту в Сіднеї ( Bentley Systems , 2023).

Ключові напрямки поточних розробок ШІ в інжинірингу

На думку експертів ТОВ «ТПС ІНЖИНІРИНГ», як представника експертної спільноти «Асоціації проєктування та інжинірингу України», що розвиток ШІ в проєктуванні та інжинірингу буде йти за наступними напрямками:

Розвиток цифрових двійників

Цифрові двійники стають все більш сильним інструментом в інженерній практиці. General Electric активно розвиває цю технологію для керування газовими турбінами. Відповідно до звіту компанії ( GE Digital White Paper , 2023), дослідження в галузі цифрових двійників призвели до зниження експлуатаційних витрат на 15% та збільшення терміну служби обладнання на 20%. Робота в цьому напрямку продовжується, і цифрові двійники розширюються на нові галузі.

Роботизація та автоматизація

Boston Dynamics спільно з дослідниками MIT продовжують розробку системи, в якій будівельні роботи з використанням ШІ самостійно координують завдання на будівельному майданчику. Ці технології проходять випробування в рамках проєкту розумного будівництва у Дубаї ( Boston Dynamics Press Release , 2023), а подальші дослідження спрямовані на покращення алгоритмів управління роботами та їх інтеграцію у складні будівельні процеси.

Передбачувана аналітика

Алгоритми передбачуваної (прогнозованої) аналітики дозволяють прогнозувати поведінку конструкцій та оцінювати експлуатаційні ризики, що робить їх незамінними в управлінні проєктами. Наприклад, згідно з дослідженням McKinsey (2023, ” Artificial Intelligence in Construction “), використання таких алгоритмів вже дозволяє знизити непередбачені витрати на 25%. Цей напрямок особливо важливий для ринку інженерних послуг, оскільки він мінімізує фінансові ризики, оптимізує витрати забудовника, підвищує точність прогнозування властивостей матеріалів протягом терміну експлуатації, здатних пропонувати надійні та найголовніше найефективніші рішення.

Генеративне проектування

Генеративне проєктування, що розвивається Autodesk , Dassault Systèmes та іншими компаніями дає можливість знаходити оптимальні інженерні рішення в найкоротші терміни. Наприклад, використання інструменту CATIA у проєкті Airbus для розробки полегшених деталей авіалайнера A 350 дозволило знизити вагу літака на 10% ( Dassault Systèmes Report , 2022). Цей напрямок особливо перспективний для інженерних послуг, оскільки скорочує час проєктування, знижує витрати на матеріали та відкриває доступ до інноваційних конструктивних рішень.

Екологічне проєктування

Стартап BuildAI застосовує ШІ для оптимізації вуглецевого сліду будівель, використовуючи алгоритми комп’ютерного зору для оцінки різних варіантів будівництва. В одному з проєктів у Лондоні вдалося скоротити викиди CO2 на 30% ( BuildAI Sustainability Report , 2023). Для ринку інженерних послуг цей напрямок критично важливий, оскільки замовники все частіше орієнтуються на екологічні стандарти. Компанії, що впроваджують такі технології, набувають конкурентної переваги завдяки здатності пропонувати екологічно чисті рішення.

Перелік лише деяких ресурсів, які можуть бути цікавими та застосовними у сфері інжинірингу та проєктуванні:

1. Генеративний дизайн та концептуальне проєктування

· Autodesk Forma (колишній Spacemaker AI) – AI для містобудування та об’ємного проєктування.

✅ Можливості:

Оптимізація розміщення будинків на ділянці.

Аналіз освітленості, вітрових потоків, шумового забруднення.

Вибір оптимальної форми споруди.

· TestFit AI – автоматичне зонування та планування будівель.

✅ Корисно для:

Швидке створення архітектурних концепцій.

Аналіз інженерних мереж, транспортної доступності.

· Midjourney / Stable Diffusion + ControlNet – генерація архітектурних концепцій та рендерів.

✅ Використовується для ідейних рішень та візуалізації фасадів.

· AI House Designer ( Grasshopper + Rhino AI) – генеративне моделювання фасадів та структур.

✅ Корисно для нестандартних, біонічних та параметричних форм.

2. BIM та проєктування конструкцій

· Autodesk Revit + Dynamo AI – автоматизація проєктування конструкцій.

✅ Корисно для:

Генерації несучих конструкцій.

Автоматичного підбору матеріалів та вузлів.

Оптимізація обсягів бетону, сталі, армування.

· Bentley OpenBuildings AI – проєктування промислових та цивільних об’єктів.

✅ Використовується для BIM-моделювання складних споруд.

· Tekla Structures AI – автоматизація проєктування металоконструкцій.

✅ Генерація вузлових з’єднань, перевірка колізії.

· Autodesk Structural Bridge Design AI – оптимізація проєктування мостів та шляхопроводів.

3. AI для інженерних розрахунків та конструктивної оптимізації

· Dassault Systèmes CATIA Generative Design – AI для автоматичного підбору оптимальної структури споруд.

✅ Корисно для легких та міцних конструкцій (наприклад, для каркасів, що несуть ферм).

· SOFiSTiK AI + Revit – аналіз несучих конструкцій, розрахунок армування.

✅ Використовується для розрахунку залізобетонних конструкцій.

· Ansys AI+ Machine Learning – інженерний аналіз міцності, теплопровідності, вібрацій.

✅ Корисно для промислових будівель з особливими вимогами (заводи, ТЕС, ГЕС).

· AI FEM Simulation (Python + TensorFlow ) – оптимізація несучих конструкцій методом кінцевих елементів.

✅ Використовується для розрахунку промислових конструкцій, трубопроводів, резервуарів.

4. Оптимізація будівельних процесів та планування

· Alice Technologies AI – AI для оптимізації графіка будівництва.

✅ Генерує оптимальну послідовність виконання робіт для скорочення термінів та витрат.

· Buildots AI – аналіз будівельного процесу з допомогою комп’ютерного зору.

✅ Порівнює BIM-модель із реальним будівництвом, виявляє відхилення.

· OpenSpace AI – контроль будівництва з дронів та камер 360 °.

✅ Допомагає моніторити хід будівництва та знаходити помилки.

ШІ вже значно змінив підходи до проєктування та інжинірингу. У найближчі роки його роль лише зростатиме, забезпечуючи нові можливості в таких областях, як:

· Цифрові двійники, інтеграція яких прискорює та здешевлює будівництво і обслуговування об’єкта в цілому, так і окремого обладнання;

· Генеративне проєктування, яке дозволяє знаходити кращі інженерні рішення за мінімальний час;

· Екологічне проєктування, важливе для досягнення цілей сталого розвитку та багато іншого.

Україна, як невід’ємна частина цивілізованої частини світу, та її інжинірингові та проєктні компанії, які вже зараз впроваджують ШІ, отримують відчутні переваги, скорочуючи витрати, покращуючи якість проєктів та підвищуючи їхню ефективність. З урахуванням кількості зруйнованих та пошкоджених об’єктів внаслідок агресії РФ, експертна спільнота «Асоціації проектування та інжинірингу України» вважає, що без впровадження передових інжинірингових процесів та інструментів, відновити економіку країни в найближчому майбутньому неможливо, виходячи з кількості відновлюваних об’єктів, тому перспективи використання ШІ залишаються одним із визначальним фактором успіху в цьому виклику, який стоїть перед усіма нами, а його вплив на галузь — неминуча.

 

Генеральний директор ТОВ «ТПС ІНЖИНІРИНГ» Дмитро НЕЗНАМОВ