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BIM + AI相结合,到底怎么玩?

2021-09-13 09:06

来源:深圳市毕美科技有限公司

       从两年前开始的贸易战、芯片卡脖子,到新冠疫情,GDP增速不及预期,再到房住不炒、三胎政策,以及一四五规划、政治局会议等等,无疑都是在说明,我国需要走独立自主路线,坚持稳中求进,坚定不移的贯彻创新的发展理念。

       通过独立自主实现我国的自强自立;立足于稳中求进实现我国的稳步发展,共同富裕;通过改革创新形成新的增长动力。国家把坚持创新作放在我国现代化建设全局中的核心地位。根据一四五规划中,我国的创新方向有:大数据、云计算、BIM、人工智能(AI)、物联网、区块链等。

       而对于BIM 的发展前景看来,BIM的未来应该是结合各种新的技术应用,才能实现再创新。通过整合新技术的方式在建造全过程中产生一种新的集成应用,利用新技术的特性互相结合,取长补短。

       BIM的现状

       目前BIM的现状是低段位玩家(青铜、白银段位)根据图纸建模,管线综合,解决设计与施工问题。高阶玩家(王者段位)则是推广BIM正向设计,将以前的痛点、各种可能的情况提前消灭在设计阶段。中段位玩家(铂金、星耀段位)则介于BIM建模与正向设计之间。

       BIM行业内部目前大部分都处于低段位,中段位级别。而这其中,中段位的玩家又是在业内占有大多数的席位,大多数中段位的玩家都是有意识的想越级,做出一些不一样的成就出来,无奈限制重重,无法进行更多的发挥。

       人工智能(AI)属于信息科学技术发展的产物,其主要是通过计算机作为手段或者中介来模拟人类的思维和行为方式,通过计算机让人们的思维活动得以让计算机来代替。人工智能(AI)目前已经在众多领域得以运用和发展,例如围棋中的人机大战AlphaGo、人脸识别、无人驾驶等等,可以毫不夸张的说人工智能已经越来越得到推广,其前景不可限量。

       但是,我们不得不承认人工智能技术的发展还没有达到一个非常成熟的阶段,用计算机模拟的人工神经网络无法与真正的大脑相比。虽然目前人工智能在图像识别方面取得了不错的成绩,但在自然语言处理上,人工智能还无法真正的实现完美的机器翻译、模式识别等应用。尽管人工智能的发展仍处于初始阶段,但是我们已经无法忽视智能化对生活的影响。

  BIM的趋势

       对于BIM的发展趋势,行业内普遍认同BIM的发展最终必给建筑业带来新的革命,BIM实现了全生命周期的应用,BIM与项目管理信息系统集成应用实现项目精细化管理。

       随着物联网、移动应用等新的客户端技术的迅速发展与普及,依托于云计算和大数据等服务端技术实现了真正的协同,满足了工程现场数据和信息的实时采集、高效分析、及时发布和随时获取,进而形成了“云加端”的应用模式。BIM技术则与大数据、云计算、AI、物联网等技术集成应用,形成优势互补,从根本上改变了建筑业过往的工作方式。

关于BIM与AI的探讨

       目前来说,BIM技术因为天然有着协同的功能,所以于云计算、大数据已有切入口,对于人工智能(AI),很多都还停留在概念层面上,毕竟我国人工智能的发展还未成熟。说到人工智能则不能不提到主流的人工智能框架了,目前主流的人工智能框架有谷歌的TensorFlow和Facebook的Caffe(卷积神经网络框架)以及国内百度的飞桨。

       人工智能涉及的深度学习中很多涉及了神经网络、反向求导的概念,这些内容需要复杂的计算,而AI框架的作用是把复杂的数学计算简化成简单的逻辑表达。举个例子,就像人们需要知道155×66等于多少,只需要在计算器输入155×66即可知道答案,而具体的运算则交给了计算器不需要自己操心。AI框架则起到了类似计算器的功能,减轻了很多的复杂工作。

       接下来我们来看看这AI框架能实现什么功能,目前主流的AI框架主要能实现图像识别、语音识别以及推理分析等功能,单只图像识别又能衍生出诸如文字识别、人脸识别、物体检测等应用,这些应用目前已经有了比较成熟的体系,因此BIM技术可以尝试和AI的图像识别进行结合。

       就拿BIM应用中最常规的净高分析图制作来说,目前净高分析图制作出来之后,需要一个有经验人去判断某个区域净高能否满足要求,某些地方的净高经过造价、施工等方面的权衡后可以适当放低,强调其经济适用性。

       因此,目前常规做法是先做出一份净高分布图的初稿,或者制作一份净高表,与会各方,共同确认净高后最终完成一份终版的净高分布图。这期间可能是一个多次讨论、多次修改调整的过程。而AI的图像识别技术则可以替代这个有经验的人。

       通过AI技术图像识别技术可以将净高分布图内的车道净高,电梯厅净高。设备走道净高等信息提取出来,再结合AI的机器训练功能,通过多个项目的训练。它会告诉你车道净高2.2米是不是满足规范要求,其他项目是不是只做到2.2的净高,更高要求是多少等等。

      这样,BIM工程师则可直接利用AI的经验去修改BIM模型与净高图来匹配大多数的需求。通过这样的做法则可以减少很多会议讨论协调,降低沟通成本。

       目前BIM的一个新兴应用:BIM模型审查也可以尝试与人工智能进行结合。利用BIM模型的参数信息,可以写程序来判断其参数值是否满足规范要求,比如公共建筑楼梯前室的面积不能小于6平米,高层住宅栏杆高度不能低于1.10m等。

       这类规范要求都可以直接查询BIM模型进行判断即可。但另一种情况目前较难判断了,如规范中的“任一”,“某某上方”,“某附近”等等很多语义难以进行直接判断。这就可以考虑用AI的思路进行解决了,通过AI的语言识别技术来进行判断,提高模型审核的准确性。

结  语

       通过BIM与AI的结合,能减少重复劳动,提高工作效率,虽然现在还未完全实现,但是在现有的情况下,慢慢通过单点的技术突破,逐步形成多点开花,继而形成面,最终由量变完成质变形成一个全新的应用。通过新的应用真正给人们带来福利,实现成本降低,为民谋福,这才是BIM的真正意义。

 

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