淺析數(shù)字建筑的“三新”模式

于曉娜 韓 琪

(濰坊工程職業(yè)學(xué)院， 山東 濰坊 262500)

“數(shù)字建筑”的科技手段構(gòu)建了全過程、全要素和全參與方的數(shù)字世界，充分對接人們的意識世界和物理世界，滿足人們的個性化需求。數(shù)字建筑的新設(shè)計(jì)、新建造、新運(yùn)維“三新”驅(qū)動模式實(shí)現(xiàn)了對建筑全生命周期進(jìn)行管理和服務(wù)，在實(shí)體建筑建造之前進(jìn)行數(shù)字化的虛擬建造過程，實(shí)現(xiàn)了實(shí)體建造階段和運(yùn)維階段的虛實(shí)融合，使建筑業(yè)未來的發(fā)展更具前景。

1 新設(shè)計(jì)模式：全數(shù)字化樣品

新設(shè)計(jì)模式即全數(shù)字化樣品，也就是在實(shí)體項(xiàng)目建設(shè)開工之前，集成各參與方與生產(chǎn)要素，通過全數(shù)字化打樣，消除各種工程風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案、施工組織方案和運(yùn)維方案的優(yōu)化、以及全生命周期的成本優(yōu)化，保障大規(guī)模定制性生產(chǎn)和施工建造的可實(shí)施性，交付包含全過程信息和模型的完整數(shù)字化樣品。全數(shù)字化樣品是對建筑的全生命周期進(jìn)行數(shù)字化虛擬集成交付，在實(shí)體建造之前貴設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維各個階段進(jìn)行數(shù)字化模擬和打樣，確保方案的可行性，滿足產(chǎn)品的個性化需求，并用以指導(dǎo)實(shí)體建造和運(yùn)維過程，保證達(dá)成最大化價值。

數(shù)字建筑可以規(guī)?；貙?shí)現(xiàn)個性化需求，傳統(tǒng)的開發(fā)商與消費(fèi)者的買賣關(guān)系徹底改變，消費(fèi)者可以通過可視化體驗(yàn)制定符合自身要求的建筑模型，開發(fā)商即可根據(jù)消費(fèi)者的定制需求進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的內(nèi)在規(guī)?；筒考?biāo)準(zhǔn)化。

數(shù)字建筑可以使全參與方通過同一平臺形成數(shù)字化打樣的全過程虛擬集成交付，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)間多參與方的異地協(xié)同參與與互動，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。數(shù)字建筑可以有效鏈接線上“虛擬工廠”，通過智能排產(chǎn)和生產(chǎn)仿真最終生成工藝工法指導(dǎo)書，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，這種新模式可以避免資源浪費(fèi)。數(shù)字化樣品可以實(shí)現(xiàn)“多次建造”、“虛擬試錯”，自動匹配構(gòu)建級別，避免實(shí)體建造中的各種問題，保障了工業(yè)化建造過程的可實(shí)施性。

2 新建造模式：工業(yè)化建造

新建造模式即工業(yè)化建造，通過數(shù)字建筑實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工業(yè)化和工廠工業(yè)化，使圖紙細(xì)化到作業(yè)指導(dǎo)書，任務(wù)排程最小到工序，工序工法標(biāo)準(zhǔn)化。將工程建造提升到工業(yè)建造的精細(xì)化水平。

數(shù)字建筑可以將消費(fèi)者、開發(fā)商、施工等各單位整合在一起，通過數(shù)據(jù)形成建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的“數(shù)字化生產(chǎn)線”，這條“數(shù)字化生產(chǎn)線”可以將工廠生產(chǎn)與施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時在線連接與智能交互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)工廠和現(xiàn)場工業(yè)化的兩場聯(lián)動，工廠工業(yè)化可實(shí)現(xiàn)構(gòu)建及部品的大規(guī)模、柔性化生產(chǎn)?，F(xiàn)場工業(yè)化通過計(jì)劃排程到末位級、任務(wù)執(zhí)行最小到工序、“圖紙模型”細(xì)化到構(gòu)件的工業(yè)化手段，實(shí)現(xiàn)精益建造。整體建造方案和總計(jì)劃在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)確定，進(jìn)入實(shí)體建造階段后，數(shù)字建筑調(diào)度系統(tǒng)將整個施工計(jì)劃結(jié)合建造條件和工藝工法庫進(jìn)行逐級拆解細(xì)化至工序級任務(wù)包，并將任務(wù)包進(jìn)行自動排程，再依照排程順序及約束條件向各個工作單元推送任務(wù)包，在執(zhí)行過程中動態(tài)反饋執(zhí)行情況，并自動智能優(yōu)化后續(xù)任務(wù)包、調(diào)整排程，向各個工作單元推送新任務(wù)包。施工現(xiàn)場作業(yè)也是工業(yè)化流水線作業(yè)，現(xiàn)場施工作業(yè)以任務(wù)包的形式有平臺的智能調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并基于標(biāo)準(zhǔn)化工藝工法進(jìn)行流水化作業(yè)。構(gòu)件部件送至現(xiàn)場通過智能設(shè)備進(jìn)場檢驗(yàn)，并反饋給施工作業(yè)人員。施工過程通過智能機(jī)械設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場裝配與施工作業(yè)。裝配完成后，反饋到智慧調(diào)度系統(tǒng)，并由其分析出后續(xù)的優(yōu)化過程，形成從生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)绞┕そ桓兜拈]環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)兩場聯(lián)動。通過數(shù)字工地與實(shí)體工地的數(shù)字孿生，可以實(shí)現(xiàn)對人機(jī)料等各要素的實(shí)施感知、分析、決策和智能執(zhí)行，形成“虛實(shí)融合的智慧工地”，可將建造過程提升到工業(yè)級精細(xì)化水平，達(dá)到更精細(xì)的施工作業(yè)水平。

3 新運(yùn)維模式：智慧化運(yùn)維

新運(yùn)維模式即智慧化運(yùn)維，通過數(shù)字建筑把建筑升級為可感知、可分析、自動控制，乃至自適應(yīng)的智慧化系統(tǒng)和生命體，為人們創(chuàng)造美好的工作和生活環(huán)境。

數(shù)字建筑可使建筑及設(shè)施具有認(rèn)知能力，通過傳感器和感知設(shè)備使其擁有感覺和溝通能力的“生命體”，具有自我管理能力。通過與云端“大腦”的實(shí)時連接，對獲取的建筑本體內(nèi)部設(shè)備、系統(tǒng)等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)與外部環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的人工智能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行策略的智能判斷，進(jìn)行優(yōu)化控制和調(diào)節(jié)建筑內(nèi)各類設(shè)備設(shè)施，使各系統(tǒng)間進(jìn)行有機(jī)的協(xié)同聯(lián)動，使建筑處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)字建筑通過對設(shè)備和環(huán)境的實(shí)時感知、智能決策和自我控制，使建筑設(shè)備各系統(tǒng)與外部環(huán)境進(jìn)行有機(jī)的協(xié)同聯(lián)動，降低能源消耗，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)建筑的經(jīng)濟(jì)和綠色運(yùn)行。數(shù)字建筑可以利用大數(shù)據(jù)、人工智能和感知設(shè)備，自感知和預(yù)測人的需求，以便提供滿足個性化需求的服務(wù)。數(shù)字建筑可將實(shí)體、數(shù)字和意識交互融合，還將建筑之間互聯(lián)互通，形成巨大的社會體，實(shí)現(xiàn)資源共享，驅(qū)動產(chǎn)生新的共享經(jīng)濟(jì)模式。在這個共享經(jīng)濟(jì)的社會體中，數(shù)據(jù)讓個人信用和建筑中各種可用的資源都變的透明，數(shù)字運(yùn)維為分享建筑中各種資源提供了支撐，可以靈活的租用建筑內(nèi)的各種空間，降低成本避免資源浪費(fèi)。

4 結(jié)束語

數(shù)字化革命席卷全球，數(shù)字化變革成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)發(fā)展的新趨勢，而建筑業(yè)在此創(chuàng)新的道路上，不僅要有全新的變革策略和思維，更要從設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維全過程，以及政府管理、企業(yè)組織等進(jìn)行創(chuàng)新，使建筑產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部的創(chuàng)新動力和外部的導(dǎo)向力產(chǎn)生協(xié)同共振，形成變革創(chuàng)新與發(fā)展的新動力。通過數(shù)字建筑新設(shè)計(jì)、新建造、新運(yùn)維的“三新”驅(qū)動建筑業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，讓建筑產(chǎn)業(yè)提升到工業(yè)級精細(xì)化水平，規(guī)?；貪M足個性化需求。

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