基于BIM的AI参数化与自动化施工

基于BIM的AI参数化与自动化施工某城建建筑工业有限公司汇报人：汇报时间:内容提要01、前言自动化施工全解02、03、误区04、展望01ir—i—刖目1、前言1975年，“BIM之父”，乔治亚理工大学的ChuckEastman教授创建了BIM理念。至今，BIM己处在应用发展阶段。BIM理念的产生受到1973年全球石油危机的影响，全美都在考虑如何提高各行业的工作效率。Eastman教授正是在这个背景下提出BIM，用于建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。我们又到了新一轮的全球能源危机、经济衰退、急需提高工作效率的时代。70-80年代，在Hillyard提出的变量几何和几何约束思想的影响下，Gossard和研究小组利用多维线性方程组进行变量几何法的求解原理发展出几何约束的绘图方法。到80年代中期至90年代初，研究者将几何推理、神经网络等人工智能方法应用到设计之中。1、前言90年代至今，参数化设计己经广泛运用在诸多领域，建筑领域由ZahaHadid,FrankGerhy等一批前沿建筑事务所对其进行了将近20年的发展和运用。参数化作为一个去人工化的工具，在建筑设计过程中确实提高了不少效率。而自动化建造从多维机器臂到3D打印建筑，都在快速发展之中，这两种方式的结合也将让建造变得更为快速和简单。不远的将来，建造一栋房子如同做一把椅子一样，想换了就随时拆掉，建筑垃圾会被从新粉碎成建筑材料，进行循环建造。建筑将沦为一种工业产品，一件没有归属感的可被随意抛弃的廉价商品。如果把AI+BIM+参数化+自动化施工整合起来，将成为一套建筑设计与建造流水线的生产过程。这里我不想对其设计水平进行讨论，仅仅就这套模式对建筑行业工作方式、工作效率方面的改变做一些战略性构想。02自动化施工全解1、—体化AI建筑师并不和人类建筑师一样，是一个个真实的个体。AI建筑师是一体化的，你可以说它只有一个母体，根据工作需要立刻生成一个专属的AI建筑师。任务完成，这个AI建筑师又化作一堆数据，有用的数据被吸收，无用的被删除。可以说AI建筑师是一个，也是无数个，AI建筑师是母体的一个个分身。这就是AI建筑平台的一体化。一体化可以把沟通成本降到最低，把工作效率极大化。一体化是一种知识共享的最大化，每—个AI建筑师都可以任意调用完整的母体知识储<_辛二，.茇瘦？5托裏停月________2、基地勘察iriiiiiiiiiiiff!lli;ShMl这个工作由专项的低级AI建筑师就可以胜任。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。3、方案设计在低级AI建筑师阶段，还是由人类建筑师为设计主导，AI作为设计助理，进行数据收集、整理与消化，供人类建筑师参考。3、方案设计在低级AI建筑师阶段，还是由人类建筑师为设计主导，AI作为设计助理，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。而在高级AI建筑师阶段，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。而到了超级AI建筑师阶段，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。超级AI建筑师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。3、方案设计4、模拟有了AI建筑师的介入，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。5、协同作业而在协同建造方面，低级AI建筑师起到助理的作用，而高级AI建筑师和超级AI建筑师，都可独立胜任。—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。人类建筑工人也会被自动化建造机器所取代。由AI建筑师统领下的自动化建造将会更安全，更精准，更快速，更廉价，更高效。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建筑师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。6、代理人与去代理化人类建筑师从建筑设计的主体一步步出让自己的职业技能和社会地位。在低级AI阶段，人类建筑师仍旧是设计主体。到了高级AI阶段，人类建筑师很快会转变成设计代理人，主体工作由AI来完成，人类建筑师主要是沟通和表现的载体。到了超级AI阶段，将开展全方位的去人工化，去代理化，人类建筑师连代理人都做不了了。I______________________________________________17、系统化AI建筑师不仅擅长建筑，更擅长城市规划。如果把整个城市的交通、管线和基础设施都交由AI来进行系统化设计和施工，一定会有条不紊，高效且大幅节约成本。不过我相信，人工智能建造的城市太过精确，太过确定，没有随机性，会导致一种过度的工业感而显得死板乏味。人类建造的城市之所以有其丰富性，是因为人类会犯错，人类很主观，人类会突发奇想，这给了城市和建筑无限的可能性。要知道，不确定性才是我们的生活。8、建筑师S!!相比之下，PeterZumthor这样的建筑师很难被AI建筑师取代，他的建筑继承了一种神性，并且饱含情感和人文情怀，他的建筑具有打动人的特质，这是AI建筑师难以企及的。RemKoolhaas以强大的建筑理论和预见性的支撑，也不太容易被AI建筑师取代。而像ZahaHadid，FrankGerhy这样看似极具个性和未来感却己经被程序化的设计风格，很容易被AI建筑师取代，他们的建筑语言有章可循，而且具有容易识别的形式化符号。不论如何，这些建筑师年事己高，有的也己过世。在延缓衰老的科技还未成熟的今天，我想他们不太可能撑到超级AI全面取代人类建筑师的那个时代。8、建筑师年轻建筑师的代表之中，BIG这样的创意型事务所正在变成大型商业事务所，它的程式化设计方法相当明显，人类建筑师在那样的训练下也能做出类似的作品。在AI的诸多优势的强攻下，不久的将来，BIG这样的大型事务所为了降低人力成本提高工作效率，会更替大批人类建筑师，最后直至被AI建筑师蚕食殆尽。或许MAD这样东方气质的创意型建筑事务所会比BIG活的久一点，但人类建筑师的自我突破是多么地难，而AI建筑师的进化又是多么地迅速。AI建筑师可能出不了什么划时代的伟大建筑作品，但满足社会大部分建造的需求还是绰绰有余的。9、建筑学院建筑行业的人工智能化势必会对建筑学院的教育体系产生巨大影响。一个很直接的影响就是，人类社会不再需要那么多人类建筑师，这会导致建筑学院大缩水。有水准的建筑学院会转化成为大师班，专门培养不差钱的建筑贵族，以延续人类建筑学的发展。而大量的建筑学院会解散，或许会成为人工智能建筑平台的知识库，转而培养AI建筑师而不是人类建筑师。待AI建筑师达到足以自学成才的水平，这些建筑学院也就没有存在的必要了。9、建筑学院那么在2030年到来之前，在这十多年内，建筑学院应该教给学生什么？我想只有一个：创造力。不要把时间浪费在那些能被AI建筑师取代的地方。虽然建筑师的培养确实需要基本功的训练，但现有的教学体系正在把学生培养成熟练操作各种程序和参数化建筑产品的分拣员。既没有培养建筑师的手感，也没有培养建筑师的创造力，连人文艺术素养的培养仍旧缺乏。这三点恰恰是未来十几年后，这些年轻学生赖以生存和竞争的能力。未来可能很惨淡，但依旧选择了建筑师这个职业的人们以及学者们，应该好好想一想建筑学的未来，好好想一想下一代建筑师的未来。03误区1、人工智能可以解决老龄化国家的劳动力问题人工智能在不久的将来配合自动化系统确实可以替代部分劳动力。人工智能的生产效率要达到最大化，就要最大限度地取代人类劳动者。这是野城提出的“人工智能生产效率第一定律”。根据这个定律，人工智能根据自身的智能化阶段，不断替代人类劳动者，不管你是哪个年龄层只要符合AI的替代标准，就会被其取代，直至最终替代全部人类劳动者。2、人工智能可以把建筑师从繁重的工作中解放出来，更利于建筑师创作和思考在低人工智能的时期，确实是以人工智能和人类共同协作的方式来工作，这一有限的阶段确实可以让部分重复性画图的“建筑师绘图员”从繁琐枯燥的绘图流程中解脱出来。AI—旦发展到高级人工智能，将会首先取代这些“建筑师绘图员”。大型设计院和大型商业事务所将会义无反顾地大裁员来雇佣不需要社保和工资，不需要休息也不会罢工的AI建筑师。3、职业建筑师是需要资质的，人工智能没有资质就目前看来，注册建筑师确实是建筑师的从业资质。一个建筑师需要有多年的从业经验，再加上严格的理论和现场设计考试来选拔符合标准的建筑师。但这一资质在人工智能时代变得毫无意义，“一注”将没有任何存在价值。注册建筑师的标准是一种规范，凡是程式化的东西都会被人工智能轻而易举地掌握，未来的AI建筑师100%会是注册建筑师，也就是说所有AI建筑师都是一注的时候，一；注还有任何存在的意义么？人类建筑师再去考一注又有何意义？！未来的建筑事务所的资质不是看你有多少一注人类建筑师，而是看你有多少超级AI建筑师。4、人工智能可以提高甲方与建筑师的沟通和工作效率在低级和高级人工智能时代，AI作为人类建筑师的助手，确实可以与甲方进行更有效的沟通。但发展到超级人工智能时代，AI将跳过人类建筑师，直接与甲方沟通。甲方也不再需要人类建筑师，他只要在人工智能平台上雇一个任意代号任意性别的AI建筑师，一切交给它就可以了，没有人类建筑师什么事儿了。现在有些刚刚开始搞人工智能建筑平台的科技公司，我是很看好它们，但我很不看好人类建筑师。这些人工智能平台刚开始的时候目标客户还是人类建筑师，成为人类建筑师的得力帮手，并一起与其成长。4、人工智能可以提高甲方与建筑师的沟通和工作效率智能平台会从人类建筑师那里采集知识、经验等数据，不断完整大数据系统，再加上人工智能的深度学习功能，很快会自我进化为AI建筑师。这个过程就像无人驾驶汽车学习车主的驾车经验习惯，最后可以摆脱车主的控制独立成为AI驾驶员。而那些人类建筑师海量用户，在有偿使用AI建筑师的服务之后，最后都会沦为AI的药渣。超级AI建筑师一旦养成，将会全面取代人类建筑师。5、人机合一可以让人类建筑师保住工作在超级人工智能阶段，AI建筑师己经可以完全取代人类建筑师的工作。它可以直接与甲方沟通并满足甲方的设计要求。人机合一是不是可以让人类继续参与工作？对于超级AI建筑师来说，人类建筑师的大脑是一个累赘，身体倒是可以利用。人类建筑师如果愿意贡献躯壳，让AI植入，或许可以象征性地保住建筑师身份。不过这无异于与撒旦签了一份卖身契。对于AI来说，人类建筑师只是代理人，可以节省制造仿人机器人的成本，前提是这个人类建筑师要有足够的表达沟通能力，要有良好的形象和人格魅力，或者甲方比较喜欢与人类沟通。S、人机合一可以让人类建筑师保住工作当然这个人类建筑师还可以充当AI建筑师的移动电池，前提是这个建筑师得身强力壮提供更多的能量，不过这种肌肉男能量棒做代理人还是会吓到甲方的吧。除此之外，AI建筑师并不需要人类建筑师参与设计。人类建筑师要工资，要吃喝拉撒，要睡觉，会生病，有情绪。这些都在耽误Ai建筑师的工作效率，增加人机合一的成本。04展望我想我这篇