基于BIM的AI參數(shù)化與自動(dòng)化施工

基于BIM的AI參數(shù)化與自動(dòng)化施工某城建建筑工業(yè)有限公司匯報(bào)人：匯報(bào)時(shí)間:內(nèi)容提要01、前言自動(dòng)化施工全解02、03、誤區(qū)04、展望01ir—i—刖目1、前言1975年，“BIM之父”，喬治亞理工大學(xué)的ChuckEastman教授創(chuàng)建了BIM理念。至今，BIM己處在應(yīng)用發(fā)展階段。BIM理念的產(chǎn)生受到1973年全球石油危機(jī)的影響，全美都在考慮如何提高各行業(yè)的工作效率。Eastman教授正是在這個(gè)背景下提出BIM，用于建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)效率。我們又到了新一輪的全球能源危機(jī)、經(jīng)濟(jì)衰退、急需提高工作效率的時(shí)代。70-80年代，在Hillyard提出的變量幾何和幾何約束思想的影響下，Gossard和研究小組利用多維線性方程組進(jìn)行變量幾何法的求解原理發(fā)展出幾何約束的繪圖方法。到80年代中期至90年代初，研究者將幾何推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)之中。1、前言90年代至今，參數(shù)化設(shè)計(jì)己經(jīng)廣泛運(yùn)用在諸多領(lǐng)域，建筑領(lǐng)域由ZahaHadid,FrankGerhy等一批前沿建筑事務(wù)所對(duì)其進(jìn)行了將近20年的發(fā)展和運(yùn)用。參數(shù)化作為一個(gè)去人工化的工具，在建筑設(shè)計(jì)過程中確實(shí)提高了不少效率。而自動(dòng)化建造從多維機(jī)器臂到3D打印建筑，都在快速發(fā)展之中，這兩種方式的結(jié)合也將讓建造變得更為快速和簡(jiǎn)單。不遠(yuǎn)的將來，建造一棟房子如同做一把椅子一樣，想換了就隨時(shí)拆掉，建筑垃圾會(huì)被從新粉碎成建筑材料，進(jìn)行循環(huán)建造。建筑將淪為一種工業(yè)產(chǎn)品，一件沒有歸屬感的可被隨意拋棄的廉價(jià)商品。如果把AI+BIM+參數(shù)化+自動(dòng)化施工整合起來，將成為一套建筑設(shè)計(jì)與建造流水線的生產(chǎn)過程。這里我不想對(duì)其設(shè)計(jì)水平進(jìn)行討論，僅僅就這套模式對(duì)建筑行業(yè)工作方式、工作效率方面的改變做一些戰(zhàn)略性構(gòu)想。02自動(dòng)化施工全解1、—體化AI建筑師并不和人類建筑師一樣，是一個(gè)個(gè)真實(shí)的個(gè)體。AI建筑師是一體化的，你可以說它只有一個(gè)母體，根據(jù)工作需要立刻生成一個(gè)專屬的AI建筑師。任務(wù)完成，這個(gè)AI建筑師又化作一堆數(shù)據(jù)，有用的數(shù)據(jù)被吸收，無用的被刪除?？梢哉fAI建筑師是一個(gè)，也是無數(shù)個(gè)，AI建筑師是母體的一個(gè)個(gè)分身。這就是AI建筑平臺(tái)的一體化。一體化可以把溝通成本降到最低，把工作效率極大化。一體化是一種知識(shí)共享的最大化，每—個(gè)AI建筑師都可以任意調(diào)用完整的母體知識(shí)儲(chǔ)<_辛二，.茇瘦？5托裏停月________2、基地勘察iriiiiiiiiiiiff!lli;ShMl這個(gè)工作由專項(xiàng)的低級(jí)AI建筑師就可以勝任。AI控制的無人機(jī)配合深度掃描攝像頭，對(duì)項(xiàng)目基地進(jìn)行全方位勘察，對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地表?xiàng)l件、地質(zhì)條件、交通人流狀況等諸多設(shè)計(jì)要素進(jìn)行全方面收集和整理，并量化生成設(shè)計(jì)初始參數(shù)表單。3、方案設(shè)計(jì)在低級(jí)AI建筑師階段，還是由人類建筑師為設(shè)計(jì)主導(dǎo)，AI作為設(shè)計(jì)助理，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理與消化，供人類建筑師參考。3、方案設(shè)計(jì)在低級(jí)AI建筑師階段，還是由人類建筑師為設(shè)計(jì)主導(dǎo)，AI作為設(shè)計(jì)助理，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(jì)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(duì)模塊進(jìn)行“組裝”，再對(duì)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。而在高級(jí)AI建筑師階段，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(gè)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(jì)方案的篩選和調(diào)試工作。而到了超級(jí)AI建筑師階段，AI不再需要人類建筑師的參與，可視化設(shè)計(jì)部分完全省略，設(shè)計(jì)過程都是數(shù)字形式的存在。超級(jí)AI建筑師具備了人類建筑師的審美能力，可以獨(dú)立對(duì)建筑形態(tài)進(jìn)行篩選判別。3、方案設(shè)計(jì)4、模擬有了AI建筑師的介入，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(jià)成本的測(cè)算、抗震抗洪模擬，沒有一項(xiàng)是不能模擬的。這項(xiàng)工作幾乎0成本，又可以最大限度地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行糾錯(cuò)和優(yōu)化。5、協(xié)同作業(yè)而在協(xié)同建造方面，低級(jí)AI建筑師起到助理的作用，而高級(jí)AI建筑師和超級(jí)AI建筑師，都可獨(dú)立勝任?！獋€(gè)AI協(xié)作平臺(tái)，包括了勘察數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)的匯總、整理、量化、編排、組合、再生。人類建筑工人也會(huì)被自動(dòng)化建造機(jī)器所取代。由AI建筑師統(tǒng)領(lǐng)下的自動(dòng)化建造將會(huì)更安全，更精準(zhǔn)，更快速，更廉價(jià)，更高效。只要把對(duì)話窗口給到甲方和施工方，就可以全天候24小時(shí)發(fā)布指令協(xié)同工作。在AI建筑師和自動(dòng)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(huì)大大降低，整個(gè)AI設(shè)計(jì)平臺(tái)的效率極大化。6、代理人與去代理化人類建筑師從建筑設(shè)計(jì)的主體一步步出讓自己的職業(yè)技能和社會(huì)地位。在低級(jí)AI階段，人類建筑師仍舊是設(shè)計(jì)主體。到了高級(jí)AI階段，人類建筑師很快會(huì)轉(zhuǎn)變成設(shè)計(jì)代理人，主體工作由AI來完成，人類建筑師主要是溝通和表現(xiàn)的載體。到了超級(jí)AI階段，將開展全方位的去人工化，去代理化，人類建筑師連代理人都做不了了。I______________________________________________17、系統(tǒng)化AI建筑師不僅擅長(zhǎng)建筑，更擅長(zhǎng)城市規(guī)劃。如果把整個(gè)城市的交通、管線和基礎(chǔ)設(shè)施都交由AI來進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和施工，一定會(huì)有條不紊，高效且大幅節(jié)約成本。不過我相信，人工智能建造的城市太過精確，太過確定，沒有隨機(jī)性，會(huì)導(dǎo)致一種過度的工業(yè)感而顯得死板乏味。人類建造的城市之所以有其豐富性，是因?yàn)槿祟悤?huì)犯錯(cuò)，人類很主觀，人類會(huì)突發(fā)奇想，這給了城市和建筑無限的可能性。要知道，不確定性才是我們的生活。8、建筑師S!!相比之下，PeterZumthor這樣的建筑師很難被AI建筑師取代，他的建筑繼承了一種神性，并且飽含情感和人文情懷，他的建筑具有打動(dòng)人的特質(zhì)，這是AI建筑師難以企及的。RemKoolhaas以強(qiáng)大的建筑理論和預(yù)見性的支撐，也不太容易被AI建筑師取代。而像ZahaHadid，F(xiàn)rankGerhy這樣看似極具個(gè)性和未來感卻己經(jīng)被程序化的設(shè)計(jì)風(fēng)格，很容易被AI建筑師取代，他們的建筑語言有章可循，而且具有容易識(shí)別的形式化符號(hào)。不論如何，這些建筑師年事己高，有的也己過世。在延緩衰老的科技還未成熟的今天，我想他們不太可能撐到超級(jí)AI全面取代人類建筑師的那個(gè)時(shí)代。8、建筑師年輕建筑師的代表之中，BIG這樣的創(chuàng)意型事務(wù)所正在變成大型商業(yè)事務(wù)所，它的程式化設(shè)計(jì)方法相當(dāng)明顯，人類建筑師在那樣的訓(xùn)練下也能做出類似的作品。在AI的諸多優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)攻下，不久的將來，BIG這樣的大型事務(wù)所為了降低人力成本提高工作效率，會(huì)更替大批人類建筑師，最后直至被AI建筑師蠶食殆盡?；蛟SMAD這樣?xùn)|方氣質(zhì)的創(chuàng)意型建筑事務(wù)所會(huì)比BIG活的久一點(diǎn)，但人類建筑師的自我突破是多么地難，而AI建筑師的進(jìn)化又是多么地迅速。AI建筑師可能出不了什么劃時(shí)代的偉大建筑作品，但滿足社會(huì)大部分建造的需求還是綽綽有余的。9、建筑學(xué)院建筑行業(yè)的人工智能化勢(shì)必會(huì)對(duì)建筑學(xué)院的教育體系產(chǎn)生巨大影響。一個(gè)很直接的影響就是，人類社會(huì)不再需要那么多人類建筑師，這會(huì)導(dǎo)致建筑學(xué)院大縮水。有水準(zhǔn)的建筑學(xué)院會(huì)轉(zhuǎn)化成為大師班，專門培養(yǎng)不差錢的建筑貴族，以延續(xù)人類建筑學(xué)的發(fā)展。而大量的建筑學(xué)院會(huì)解散，或許會(huì)成為人工智能建筑平臺(tái)的知識(shí)庫(kù)，轉(zhuǎn)而培養(yǎng)AI建筑師而不是人類建筑師。待AI建筑師達(dá)到足以自學(xué)成才的水平，這些建筑學(xué)院也就沒有存在的必要了。9、建筑學(xué)院那么在2030年到來之前，在這十多年內(nèi)，建筑學(xué)院應(yīng)該教給學(xué)生什么？我想只有一個(gè)：創(chuàng)造力。不要把時(shí)間浪費(fèi)在那些能被AI建筑師取代的地方。雖然建筑師的培養(yǎng)確實(shí)需要基本功的訓(xùn)練，但現(xiàn)有的教學(xué)體系正在把學(xué)生培養(yǎng)成熟練操作各種程序和參數(shù)化建筑產(chǎn)品的分揀員。既沒有培養(yǎng)建筑師的手感，也沒有培養(yǎng)建筑師的創(chuàng)造力，連人文藝術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)仍舊缺乏。這三點(diǎn)恰恰是未來十幾年后，這些年輕學(xué)生賴以生存和競(jìng)爭(zhēng)的能力。未來可能很慘淡，但依舊選擇了建筑師這個(gè)職業(yè)的人們以及學(xué)者們，應(yīng)該好好想一想建筑學(xué)的未來，好好想一想下一代建筑師的未來。03誤區(qū)1、人工智能可以解決老齡化國(guó)家的勞動(dòng)力問題人工智能在不久的將來配合自動(dòng)化系統(tǒng)確實(shí)可以替代部分勞動(dòng)力。人工智能的生產(chǎn)效率要達(dá)到最大化，就要最大限度地取代人類勞動(dòng)者。這是野城提出的“人工智能生產(chǎn)效率第一定律”。根據(jù)這個(gè)定律，人工智能根據(jù)自身的智能化階段，不斷替代人類勞動(dòng)者，不管你是哪個(gè)年齡層只要符合AI的替代標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)被其取代，直至最終替代全部人類勞動(dòng)者。2、人工智能可以把建筑師從繁重的工作中解放出來，更利于建筑師創(chuàng)作和思考在低人工智能的時(shí)期，確實(shí)是以人工智能和人類共同協(xié)作的方式來工作，這一有限的階段確實(shí)可以讓部分重復(fù)性畫圖的“建筑師繪圖員”從繁瑣枯燥的繪圖流程中解脫出來。AI—旦發(fā)展到高級(jí)人工智能，將會(huì)首先取代這些“建筑師繪圖員”。大型設(shè)計(jì)院和大型商業(yè)事務(wù)所將會(huì)義無反顧地大裁員來雇傭不需要社保和工資，不需要休息也不會(huì)罷工的AI建筑師。3、職業(yè)建筑師是需要資質(zhì)的，人工智能沒有資質(zhì)就目前看來，注冊(cè)建筑師確實(shí)是建筑師的從業(yè)資質(zhì)。一個(gè)建筑師需要有多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，再加上嚴(yán)格的理論和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)考試來選拔符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑師。但這一資質(zhì)在人工智能時(shí)代變得毫無意義，“一注”將沒有任何存在價(jià)值。注冊(cè)建筑師的標(biāo)準(zhǔn)是一種規(guī)范，凡是程式化的東西都會(huì)被人工智能輕而易舉地掌握，未來的AI建筑師100%會(huì)是注冊(cè)建筑師，也就是說所有AI建筑師都是一注的時(shí)候，一；注還有任何存在的意義么？人類建筑師再去考一注又有何意義？！未來的建筑事務(wù)所的資質(zhì)不是看你有多少一注人類建筑師，而是看你有多少超級(jí)AI建筑師。4、人工智能可以提高甲方與建筑師的溝通和工作效率在低級(jí)和高級(jí)人工智能時(shí)代，AI作為人類建筑師的助手，確實(shí)可以與甲方進(jìn)行更有效的溝通。但發(fā)展到超級(jí)人工智能時(shí)代，AI將跳過人類建筑師，直接與甲方溝通。甲方也不再需要人類建筑師，他只要在人工智能平臺(tái)上雇一個(gè)任意代號(hào)任意性別的AI建筑師，一切交給它就可以了，沒有人類建筑師什么事兒了。現(xiàn)在有些剛剛開始搞人工智能建筑平臺(tái)的科技公司，我是很看好它們，但我很不看好人類建筑師。這些人工智能平臺(tái)剛開始的時(shí)候目標(biāo)客戶還是人類建筑師，成為人類建筑師的得力幫手，并一起與其成長(zhǎng)。4、人工智能可以提高甲方與建筑師的溝通和工作效率智能平臺(tái)會(huì)從人類建筑師那里采集知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等數(shù)據(jù)，不斷完整大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，再加上人工智能的深度學(xué)習(xí)功能，很快會(huì)自我進(jìn)化為AI建筑師。這個(gè)過程就像無人駕駛汽車學(xué)習(xí)車主的駕車經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣，最后可以擺脫車主的控制獨(dú)立成為AI駕駛員。而那些人類建筑師海量用戶，在有償使用AI建筑師的服務(wù)之后，最后都會(huì)淪為AI的藥渣。超級(jí)AI建筑師一旦養(yǎng)成，將會(huì)全面取代人類建筑師。5、人機(jī)合一可以讓人類建筑師保住工作在超級(jí)人工智能階段，AI建筑師己經(jīng)可以完全取代人類建筑師的工作。它可以直接與甲方溝通并滿足甲方的設(shè)計(jì)要求。人機(jī)合一是不是可以讓人類繼續(xù)參與工作？對(duì)于超級(jí)AI建筑師來說，人類建筑師的大腦是一個(gè)累贅，身體倒是可以利用。人類建筑師如果愿意貢獻(xiàn)軀殼，讓AI植入，或許可以象征性地保住建筑師身份。不過這無異于與撒旦簽了一份賣身契。對(duì)于AI來說，人類建筑師只是代理人，可以節(jié)省制造仿人機(jī)器人的成本，前提是這個(gè)人類建筑師要有足夠的表達(dá)溝通能力，要有良好的形象和人格魅力，或者甲方比較喜歡與人類溝通。S、人機(jī)合一可以讓人類建筑師保住工作當(dāng)然這個(gè)人類建筑師還可以充當(dāng)AI建筑師的移動(dòng)電池，前提是這個(gè)建筑師得身強(qiáng)力壯提供更多的能量，不過這種肌肉男能量棒做代理人還是會(huì)嚇到甲方的吧。除此之外，AI建筑師并不需要人類建筑師參與設(shè)計(jì)。人類建筑師要工資，要吃喝拉撒，要睡覺，會(huì)生病，有情緒。這些都在耽誤Ai建筑師的工作效率，增加人機(jī)合一的成本。04展望我想我這篇