AI“牵手”BIM，未来建筑业会发生怎样的巨变?

　　AI“牵手”BIM，未来建筑业会发生怎样的巨变?

　　纵观历史长河，古今中外有不少杰出的建筑工程作品，比如:中国的长城、都江堰，古埃及的金字塔、法国的埃菲尔铁塔等。

　　在飞速发展的现今社会，各种伟大工程层出不穷。与古代相对比，科技时代不需要纸版的设计图，用人工智能取代手绘设计图纸，通过电脑高效地完成设计图的绘制，提高工作效率，在保证质量的前提下，完成超高难度的建筑工程。

 

　　当下在建筑领域兴起BIM浪潮。回顾BIM的兴起历程，乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授在1975年提出BIM理念，用于建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。

　　经过四十几年的发展，BIM应用更加广泛，很多项目都应用BIM技术。如：中国尊、武汉绿地中心项目，港珠澳大桥等。同时，对于BIM技术的应用也提出越来越多的要求。互联网经济带来快速便捷，使我们的生活趋于数字化、信息化。在生活中我们会常听到物联网、大数据、云平台等新词，一些院校也相继开设这类专业。

　　BIM(Building Information Modeling)，其中最重要的就是信息( Information )。BIM实现了建筑生命周期的预演，将建筑数据信息化，进而将数据结果可视化呈现，成为项目前期策划、开发管理、方案规划的决策依据，是项目运营最有效的保障系统。

　　人们对于人工智能这个词并不陌生，人工智能技术被广泛运用于生活中，AI(人工智能)研究的重心主要集中在专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统及人工神经网络等方面。林徽因16岁旧照被AI修复上了热搜。AI的功能简直太强大了，让模糊不清的照片变得清晰无痕。

 

　　AI(人工智能)由于对经验要求比较高，人工智能在建筑业中的发展比较慢。若建筑领域和AI技术相结合，对于不断增长的海量数据信息，AI将代替传统方式在大数据分析和应用领域中发挥重要作用。人工智能正在进军建筑业，AI+BIM技术会碰撞出怎样的火花?

　　01首次利用BIM+AI

 

　　深圳当代艺术馆及规划展览馆(MOCAPE)，由奥地利建筑师Wolf D Prix设计的深圳新地标，首次利用BIM+人工智能完成了建筑建造。

　　建筑的“云彩”造型若按照传统的工艺需要160名工人，预计工期8个月，使用人工智能机器后仅用了8名工人耗时3个月就可以完成施工。

　　建筑师结合建筑信息模型系统(BIM)使用机器人通过对金属部件进行浇筑、装配、焊接、打磨高难度、高精确度的完成了这一不规则弯曲的复杂构造，机器准备制作的仿不锈钢体模型视图在大大节约时间和人力成本的，同时也为创作更复杂建筑形态带来了可能性。

　　02激光扫描机器人+BIM模型

 

　　Doxel机器人是当今社会人工智能与BIM模型结合的案例。一个拥有履带可以在地面上爬来爬去的机器人和一个可以飞在工地上空的无人机。

　　它可以随意地在任何场景的工地上行走，并自行对现场进行激光扫描，当起了施工现场的“监察工”。这些机器人遇到梯子也能爬上去，并且一周能扫描 3 万平方米范围。

　　扫描完毕后资料会送至云端，使用 Doexl 的深度学习算法分析，让机器人从各物品的形状、位置和大小来知道究竟是梁柱还是水管，进而判定该物品有没有装在正确地点，并通知经理来立刻修理。

　　它最大的优势是将激光扫描模型与BIM模型匹配，从而识别现场的工作对象，通过BIM中的进度信息与实际形象进度对比，自动分析各项任务的执行情况。

 

　　以上是AI与BIM技术相结合的案例，“AI+BIM”会产生怎样的效益，解决什么难题?对数据的挖掘应用是BIM的本质，若结合AI技术的运用和发展，可更好地将数据和资源汇聚在一起;对项目施工管理进行严格把控项目的质量。

　　1.提升效率

　　经过AI对大数据的分析与模拟，AI系统可以对建设周边地形、地段进行完整的分析及预测，结合BIM的大数据模型，将原本需要人工实地考察、筛选的施工组织工作，由AI系统在很短的时间内提出多套解决方案供建设者选择与决策，以便于建设过程中实现各项资源的最优配置。

　　2.保障施工安全

　　“安全问题”是一个重中之重。在未来的建筑科技领域，可通过AI系统实现在安全隐患大的施工区域的机械设备控制，避免人工作业可能存在的危险;并通过其它技术与AI结合，能在人工无法到达或隐蔽部位实现隐患的排查和质量的检查。国外的电力行业已经开始应用这一项技术了。

　　3.降低和避免环境破坏

　　通过BIM技术建立结构大数据模型，并结合AI系统进行数据分析，实现对结构未来发展趋势的预测，这类技术用在自然环境的监测中可以避免或降低突发自然灾害对人类社会造成的破坏。应用在结构中可以有效的预测结构劣化趋势，提前进行修补或构件的更换，可避免突发事故的发生。

　　利用BIM的三维技术快速算量，优化工程设计，有效管控，虚拟施工，有效协同，碰撞检查，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量。AI与BIM技术相结合提升了工程项目的生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。

　　随着互联网和科技的发展，智能城市的推动，BIM将在建筑行业更进一步的推广和运用。而AI+BIM，将是未来建筑行业的领军技术。若AI+BIM+参数化+自动化施工整合起来，能达到什么样的效果?

　　基地勘察

　　AI控制的无人机配合深度扫描摄像头，对项目基地进行全方位勘察，对当地自然条件、地表条件、地质条件、交通人流状况等诸多设计要素进行全方面收集和整理，并量化生成设计初始参数表单。

　　方案设计

　　AI进行数据收集、整理与消化，供人类建筑师参考。人类建筑师根据设计初始参数表单进行编程，调用的程序模块也由AI预先生成，人类建筑师对模块进行“组装”，再对程序生成的建筑形态进行人工筛选，选出人工判别的最优方案。高级AI阶段，人类建筑师只需要提出特定要求，由AI进行程序编写，再由人工判别建筑形态。

　　这一阶段，人类建筑师更趋向于一个具备丰富人文艺术内涵的建筑产品分拣员，进行设计方案的筛选和调试工作。超级AI阶段，AI不再需要人类建筑师的参与，可视化设计部分完全省略，设计过程都是数字形式的存在。它具备了人类建筑师的审美能力，可以独立对建筑形态进行筛选判别。

　　模拟

　　有了AI的介入，数字建筑的一切参数，从日照模拟、热效应模拟、节能环保模拟、人流模拟到造价成本的测算、抗震抗洪模拟，没有一项是不能模拟的。这项工作几乎0成本，又可以最大限度地对设计进行纠错和优化。

　　协同作业

　　一个AI协作平台，包括了勘察数据、设计数据、施工数据的汇总、整理、量化、编排、组合、再生。只要把对话窗口给到甲方和施工方，就可以全天候24小时发布指令协同工作。在AI和自动化施工机器人的协作下，施工图纸和施工的误差可以降到0，协同工作量也会大大降低，整个AI设计平台的效率极大化。

　　与机器之间的关系越来越紧密，未来，我们很难想象机器应用将如何被放大，基础人力会被高效的机器人所替代，成为节省人力与时间成本的最好选择。

　　科技进步带来生活和工作方式的变迁，一切朝着智能化、简便化的趋势发展。AI与BIM技术相结合，给建筑行业注入新的生命力，使其蓬勃发展。

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