اتوماسیون ساخت و ساز و ساختمان: از مفاهیم تا اجرا ۲۰۲۲
Construction and Building Automation: From Concepts to Implementation 2022

این کتاب به عنوان یک کتاب درسی در دوره‌های کارشناسی مهندسی عمران و ساخت و ساز طراحی شده است تا موضوعات پیشرفته‌ی مهندسی مکانیک، برق و علوم کامپیوتر مورد نیاز مهندسان عمران و ساخت و ساز برای همکاری در پروژه‌های اتوماسیون بین رشته‌ای را معرفی کند.

بخش اول، مبانی فناوری‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مورد نیاز برای پیاده‌سازی اتوماسیون در ساختمان‌ها و ساخت و ساز را معرفی می‌کند. مطالب با مفاهیم اساسی شروع شده و از مثال‌های عملی برای نشان دادن مزایای اتوماسیون از طریق مطالعات موردی قابل فهم استفاده می‌کند. هیچ کتاب دیگری به طور یکنواخت به موضوع اتوماسیون در زمینه‌ی فعالیت‌های ساختمانی و ساخت و ساز نپرداخته است. در حالی که فناوری مورد نیاز برای این دو حوزه‌ی کاربردی مشابه است، اصول یکپارچه کننده به خوبی شناخته نشده‌اند. این کتاب اصول اساسی را که می‌تواند مبنایی برای کاربرد در این دو حوزه باشد، آشکار می‌کند. به عنوان مثال، روشن خواهد شد که حسگرها، محرک‌ها و کنترلرها، همراه با استراتژی‌های کنترل هوشمند، می‌توانند برای خودکارسازی وظایف در داخل ساختمان‌ها و در سایت‌های ساختمانی مورد استفاده قرار گیرند.

بخش دوم کتاب، پیشرفت‌های کلیدی در زمینه‌های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی را معرفی می‌کند که برای کنترل هوشمند ساختمان‌ها و تجهیزات ساختمانی مهم هستند. الگوریتم‌های کنترل و تکنیک‌های تجزیه و تحلیل داده‌ها به شکلی توضیح داده شده‌اند که برای دانشجویان غیر علوم کامپیوتر مناسب باشد. هر فصل شامل چندین تمرین عملی است که هدف آن بکارگیری اصول پوشش داده شده است. این موارد شامل مسائل عددی و همچنین مثال‌های طراحی و تجزیه و تحلیل است.

ویژگی‌های این کتاب درسی جدید:

• معرفی سخت‌افزار و نرم‌افزار مورد نیاز برای خودکارسازی وظایف مهندسی
• ارائه مثال‌هایی از کاربردها در کنترل سیستم‌های ساختمانی
• نشان دادن استفاده از اتوماسیون برای بهبود فرآیندهای ساخت و ساز
• ارائه یک مقدمه روشنگرانه برای مفاهیم پیشرفته محاسبات، یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و الگوریتم‌های کنترل به دانشجویان مهندسی عمران و ساخت و ساز.

مطمئناً این کتاب، خواندنی ضروری برای تعداد رو به رشدی از دوره‌ها در ساخت و ساز هوشمند، اتوماسیون ساختمان، رباتیک، ساختمان‌های هوشمند و ساخت و ساز 4.0 خواهد بود.

مطالب تکمیلی، از جمله پاسخ به تمرینات موجود در کتاب، در وب سایت نویسنده ارائه خواهد شد: https://bennyraphael.com/book2022/

This book is intended to be used as a textbook in undergraduate civil engineering and construction courses to introduce cutting edge mechanical, electrical, and computer science topics that are needed for civil and construction engineers to collaborate in inter-disciplinary automation projects.

Part I introduces the basics of hardware and software technologies that are needed for implementing automation in buildings and construction. The content begins with the fundamental concepts and uses practical examples to bring out the benefits of automation through case studies that are easy to understand. No other book uniformly treats the subject of automation within the context of buildings and construction activities. While the technology needed for these two application domains are similar, the unifying principles are not well recognized. This book will bring out the fundamental principles that could form the basis of application to these two domains. For example, it will become clear that sensors, actuators, and controllers, along with smart control strategies could be used for automating tasks within buildings and on construction sites.

Part II of the book will introduce key advances in the areas of machine learning and artificial intelligence that are significant for the intelligent control of buildings and construction equipment. Control algorithms and techniques for data analytics are explained in a form that is appropriate for non-computer science students. Each chapter contains several hands-on exercises meant to apply the principles that are covered. These include numerical problems as well as design and analysis examples.

This new textbook:

• Introduces hardware and software needed for automating engineering tasks

• Presents examples of applications in the control of building systems

• Illustrates of the use of automation for improving construction processes

• Provides a lucid introduction to advanced computing concepts, machine learning, artificial intelligence, and control algorithms to construction and engineering students.

It is sure to be essential reading for a growing number of courses in smart construction, building automation, robotics, intelligent buildings, and construction 4.0.

Supplementary material including answers to exercises in the book will be provided on the author’s website: https://bennyraphael.com/book2022/