AI“牽手”BIM，未來建筑業(yè)會發(fā)生怎樣的巨變?

　　縱觀歷史長河，古今中外有不少杰出的建筑工程作品，比如:中國的長城、都江堰，古埃及的金字塔、法國的埃菲爾鐵塔等。

　　在飛速發(fā)展的現(xiàn)今社會，各種偉大工程層出不窮。與古代相對比，科技時代不需要紙版的設(shè)計圖，用人工智能取代手繪設(shè)計圖紙，通過電腦高效地完成設(shè)計圖的繪制，提高工作效率，在保證質(zhì)量的前提下，完成超高難度的建筑工程。

　　當(dāng)下在建筑領(lǐng)域興起B(yǎng)IM浪潮?；仡橞IM的興起歷程，喬治亞理工大學(xué)的Chuck Eastman教授在1975年提出BIM理念，用于建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)效率。

　　經(jīng)過四十幾年的發(fā)展，BIM應(yīng)用更加廣泛，很多項目都應(yīng)用BIM技術(shù)。如：中國尊、武漢綠地中心項目，港珠澳大橋等。同時，對于BIM技術(shù)的應(yīng)用也提出越來越多的要求?；ヂ?lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)帶來快速便捷，使我們的生活趨于數(shù)字化、信息化。在生活中我們會常聽到物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺等新詞，一些院校也相繼開設(shè)這類專業(yè)。

　　BIM(Building Information Modeling)，其中最重要的就是信息( Information )。BIM實現(xiàn)了建筑生命周期的預(yù)演，將建筑數(shù)據(jù)信息化，進(jìn)而將數(shù)據(jù)結(jié)果可視化呈現(xiàn)，成為項目前期策劃、開發(fā)管理、方案規(guī)劃的決策依據(jù)，是項目運營最有效的保障系統(tǒng)。

　　人們對于人工智能這個詞并不陌生，人工智能技術(shù)被廣泛運用于生活中，AI(人工智能)研究的重心主要集中在專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、機(jī)器人學(xué)、博弈、智能決策支持系統(tǒng)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面。林徽因16歲舊照被AI修復(fù)上了熱搜。AI的功能簡直太強(qiáng)大了，讓模糊不清的照片變得清晰無痕。

　　AI(人工智能)由于對經(jīng)驗要求比較高，人工智能在建筑業(yè)中的發(fā)展比較慢。若建筑領(lǐng)域和AI技術(shù)相結(jié)合，對于不斷增長的海量數(shù)據(jù)信息，AI將代替?zhèn)鹘y(tǒng)方式在大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。人工智能正在進(jìn)軍建筑業(yè)，AI+BIM技術(shù)會碰撞出怎樣的火花?

　　01首次利用BIM+AI

　　深圳當(dāng)代藝術(shù)館及規(guī)劃展覽館(MOCAPE)，由奧地利建筑師Wolf D Prix設(shè)計的深圳新地標(biāo)，首次利用BIM+人工智能完成了建筑建造。

　　建筑的“云彩”造型若按照傳統(tǒng)的工藝需要160名工人，預(yù)計工期8個月，使用人工智能機(jī)器后僅用了8名工人耗時3個月就可以完成施工。

　　建筑師結(jié)合建筑信息模型系統(tǒng)(BIM)使用機(jī)器人通過對金屬部件進(jìn)行澆筑、裝配、焊接、打磨高難度、高精確度的完成了這一不規(guī)則彎曲的復(fù)雜構(gòu)造，機(jī)器準(zhǔn)備制作的仿不銹鋼體模型視圖在大大節(jié)約時間和人力成本的，同時也為創(chuàng)作更復(fù)雜建筑形態(tài)帶來了可能性。

　　02激光掃描機(jī)器人+BIM模型

　　Doxel機(jī)器人是當(dāng)今社會人工智能與BIM模型結(jié)合的案例。一個擁有履帶可以在地面上爬來爬去的機(jī)器人和一個可以飛在工地上空的無人機(jī)。

　　它可以隨意地在任何場景的工地上行走，并自行對現(xiàn)場進(jìn)行激光掃描，當(dāng)起了施工現(xiàn)場的“監(jiān)察工”。這些機(jī)器人遇到梯子也能爬上去，并且一周能掃描 3 萬平方米范圍。

　　掃描完畢后資料會送至云端，使用 Doexl 的深度學(xué)習(xí)算法分析，讓機(jī)器人從各物品的形狀、位置和大小來知道究竟是梁柱還是水管，進(jìn)而判定該物品有沒有裝在正確地點，并通知經(jīng)理來立刻修理。

　　它最大的優(yōu)勢是將激光掃描模型與BIM模型匹配，從而識別現(xiàn)場的工作對象，通過BIM中的進(jìn)度信息與實際形象進(jìn)度對比，自動分析各項任務(wù)的執(zhí)行情況。

　　以上是AI與BIM技術(shù)相結(jié)合的案例，“AI+BIM”會產(chǎn)生怎樣的效益，解決什么難題?對數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用是BIM的本質(zhì)，若結(jié)合AI技術(shù)的運用和發(fā)展，可更好地將數(shù)據(jù)和資源匯聚在一起;對項目施工管理進(jìn)行嚴(yán)格把控項目的質(zhì)量。

　　1.提升效率

　　經(jīng)過AI對大數(shù)據(jù)的分析與模擬，AI系統(tǒng)可以對建設(shè)周邊地形、地段進(jìn)行完整的分析及預(yù)測，結(jié)合BIM的大數(shù)據(jù)模型，將原本需要人工實地考察、篩選的施工組織工作，由AI系統(tǒng)在很短的時間內(nèi)提出多套解決方案供建設(shè)者選擇與決策，以便于建設(shè)過程中實現(xiàn)各項資源的最優(yōu)配置。

　　2.保障施工安全

　　“安全問題”是一個重中之重。在未來的建筑科技領(lǐng)域，可通過AI系統(tǒng)實現(xiàn)在安全隱患大的施工區(qū)域的機(jī)械設(shè)備控制，避免人工作業(yè)可能存在的危險;并通過其它技術(shù)與AI結(jié)合，能在人工無法到達(dá)或隱蔽部位實現(xiàn)隱患的排查和質(zhì)量的檢查。國外的電力行業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用這一項技術(shù)了。

　　3.降低和避免環(huán)境破壞

　　通過BIM技術(shù)建立結(jié)構(gòu)大數(shù)據(jù)模型，并結(jié)合AI系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)未來發(fā)展趨勢的預(yù)測，這類技術(shù)用在自然環(huán)境的監(jiān)測中可以避免或降低突發(fā)自然災(zāi)害對人類社會造成的破壞。應(yīng)用在結(jié)構(gòu)中可以有效的預(yù)測結(jié)構(gòu)劣化趨勢，提前進(jìn)行修補(bǔ)或構(gòu)件的更換，可避免突發(fā)事故的發(fā)生。

　　利用BIM的三維技術(shù)快速算量，優(yōu)化工程設(shè)計，有效管控，虛擬施工，有效協(xié)同，碰撞檢查，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量。AI與BIM技術(shù)相結(jié)合提升了工程項目的生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)和科技的發(fā)展，智能城市的推動，BIM將在建筑行業(yè)更進(jìn)一步的推廣和運用。而AI+BIM，將是未來建筑行業(yè)的領(lǐng)軍技術(shù)。若AI+BIM+參數(shù)化+自動化施工整合起來，能達(dá)到什么樣的效果?

　　基地勘察

　　AI控制的無人機(jī)配合深度掃描攝像頭，對項目基地進(jìn)行全方位勘察，對當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地表條件、地質(zhì)條件、交通人流狀況等諸多設(shè)計要素進(jìn)行全方面收集和整理，并量化生成設(shè)計初始參數(shù)表單。

　　方案設(shè)計

　　AI進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理與消化，供人類建筑師參考。人類建筑師根據(jù)設(shè)計初始參數(shù)表單進(jìn)行編程，調(diào)用的程序模塊也由AI預(yù)先生成，人類建筑師對模塊進(jìn)行“組裝”，再對程序生成的建筑形態(tài)進(jìn)行人工篩選，選出人工判別的最優(yōu)方案。高級AI階段，人類建筑師只需要提出特定要求，由AI進(jìn)行程序編寫，再由人工判別建筑形態(tài)。

　　這一階段，人類建筑師更趨向于一個具備豐富人文藝術(shù)內(nèi)涵的建筑產(chǎn)品分揀員，進(jìn)行設(shè)計方案的篩選和調(diào)試工作。超級AI階段，AI不再需要人類建筑師的參與，可視化設(shè)計部分完全省略，設(shè)計過程都是數(shù)字形式的存在。它具備了人類建筑師的審美能力，可以獨立對建筑形態(tài)進(jìn)行篩選判別。

　　模擬

　　有了AI的介入，數(shù)字建筑的一切參數(shù)，從日照模擬、熱效應(yīng)模擬、節(jié)能環(huán)保模擬、人流模擬到造價成本的測算、抗震抗洪模擬，沒有一項是不能模擬的。這項工作幾乎0成本，又可以最大限度地對設(shè)計進(jìn)行糾錯和優(yōu)化。

　　協(xié)同作業(yè)

　　一個AI協(xié)作平臺，包括了勘察數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)的匯總、整理、量化、編排、組合、再生。只要把對話窗口給到甲方和施工方，就可以全天候24小時發(fā)布指令協(xié)同工作。在AI和自動化施工機(jī)器人的協(xié)作下，施工圖紙和施工的誤差可以降到0，協(xié)同工作量也會大大降低，整個AI設(shè)計平臺的效率極大化。

　　與機(jī)器之間的關(guān)系越來越緊密，未來，我們很難想象機(jī)器應(yīng)用將如何被放大，基礎(chǔ)人力會被高效的機(jī)器人所替代，成為節(jié)省人力與時間成本的最好選擇。

　　科技進(jìn)步帶來生活和工作方式的變遷，一切朝著智能化、簡便化的趨勢發(fā)展。AI與BIM技術(shù)相結(jié)合，給建筑行業(yè)注入新的生命力，使其蓬勃發(fā)展。

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