人工智能運(yùn)用于建筑

【摘要】人工智能已經(jīng)滲入社會(huì)各行各業(yè)，如何利用AI技術(shù)讓建筑容光煥發(fā)，持續(xù)發(fā)展，更高效、安全、便捷為社會(huì)提供增值服務(wù)，是每個(gè)建筑人需要思考、探索的方向。本文闡述建筑過(guò)程中人工智能技術(shù)的應(yīng)用，如何有效的杜絕弊端現(xiàn)象的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】人工智能；傳統(tǒng)建筑；現(xiàn)代建筑

建筑大致流程大致是選址、環(huán)評(píng)、勘探、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維，整個(gè)流程是個(gè)漫長(zhǎng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程，需要大量的人力、物力、財(cái)力，需要很多社會(huì)部門的通力合作完成，其中的貫穿的主線是建設(shè)方；現(xiàn)代建筑是采用人工智能技術(shù)優(yōu)化整個(gè)流程，貫穿的主線是采用AI技術(shù)的建設(shè)方（運(yùn)維方）。

1、建筑工程的選址、環(huán)評(píng)、勘探、設(shè)計(jì)過(guò)程

關(guān)于工程選址、定位，考慮的綜合因素特別多，現(xiàn)代建筑一定是采用大數(shù)據(jù)，幫助分析、比較優(yōu)劣，提供可行性方案，能從短期、長(zhǎng)期的考慮建筑的可持續(xù)發(fā)展，提供各種模型會(huì)非常形象的給出預(yù)期建筑的后期參數(shù)，大幅提高決策效率。

工程勘探，以一般單幢教學(xué)樓建筑面積3000平方米為例，周期：地勘孔位設(shè)計(jì)周期7天；地勘現(xiàn)場(chǎng)完成勘探作業(yè)15天；土工取樣、試驗(yàn)10天，地質(zhì)剖面圖繪制、土層描述、地質(zhì)參數(shù)計(jì)算、基礎(chǔ)選型建議等15～20天；地勘報(bào)告審核7天，綜合時(shí)間50天左右。這個(gè)周期是否可以利用AI技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化呢？答案是肯定的，通過(guò)大數(shù)據(jù)能完全知曉周圍方圓500米外建筑的地質(zhì)情況，只需要推導(dǎo)、復(fù)核、抽檢就能大幅減少勘探的周期；地質(zhì)剖面圖繪制、土層描述等也可以采用AI技術(shù)參考同類型的，只需要幾分鐘就能給出；地勘報(bào)告的審核同樣可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析給出，粗略估計(jì)完成時(shí)間能縮短到15天左右。

設(shè)計(jì)，在個(gè)性建筑設(shè)計(jì)上的確需要給設(shè)計(jì)師足夠的時(shí)間去構(gòu)思、去創(chuàng)造，但一旦構(gòu)思完成后就可以采用AI技術(shù)（云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)）快速的生成構(gòu)造圖紙，大幅提高設(shè)計(jì)效率；對(duì)于普通的非個(gè)性設(shè)計(jì)要求的（例如生產(chǎn)廠房等），利用人工智能技術(shù)或許原需要二個(gè)月的設(shè)計(jì)周期可以大幅縮減至一周。

2、建筑的建造施工過(guò)程

整個(gè)建筑建造過(guò)程涉及很多專業(yè)，過(guò)程中專業(yè)施工有先后、有交叉，以期達(dá)到預(yù)定好的目標(biāo)，就需要科學(xué)的方法進(jìn)行施工管理，現(xiàn)代建筑采用BIM技術(shù)全流程進(jìn)行管理。

如何采用人工智能技術(shù)處理好建筑施工中的質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全、合同、提高效益等重要問(wèn)題？

質(zhì)量控制，人工智能技術(shù)（BIM）就是采用儲(chǔ)存的大量建筑構(gòu)件、設(shè)備的大數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件平臺(tái)把詳細(xì)信息全部反饋出來(lái)，并能根據(jù)設(shè)計(jì)模型跟蹤產(chǎn)品、施工是否符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行跟蹤、記錄、分析，掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的不確定因素，避免不良后果出現(xiàn)，監(jiān)控施工質(zhì)量。BIM技術(shù)從模型模擬開始至施工完成整個(gè)過(guò)程提供控制保障。

進(jìn)度控制，人工智能技術(shù)（BIM）就是采用可視化、多視角、協(xié)調(diào)、模擬、目標(biāo)優(yōu)化等功能，可以清晰的體現(xiàn)總進(jìn)度計(jì)劃、二級(jí)進(jìn)度計(jì)劃、周進(jìn)度計(jì)劃，通過(guò)模擬總進(jìn)度計(jì)劃模型捋清核心關(guān)鍵路線、提前分析可能影響關(guān)鍵路線的要素，提前做好保障關(guān)鍵路線要素的措施，在關(guān)鍵路線出現(xiàn)不可抗力時(shí)提前考慮應(yīng)急預(yù)案，做好后續(xù)優(yōu)化進(jìn)程來(lái)保障總進(jìn)度，分級(jí)進(jìn)度做好細(xì)致化進(jìn)度組織方案，運(yùn)用AI技術(shù)可以提前模型可視化、全局化視線有助于做好應(yīng)對(duì)和優(yōu)化，大幅提高效率，保障目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

成本、合同控制，人工智能技術(shù)（BIM）針對(duì)成本控制主要是前期模擬結(jié)合大數(shù)據(jù)收集市場(chǎng)價(jià)格，從而確定造價(jià)范圍，過(guò)程中再通過(guò)動(dòng)態(tài)控制保證成本控制在確定區(qū)間內(nèi)。合同控制通過(guò)平臺(tái)管理、執(zhí)行，保證項(xiàng)目合同規(guī)范、有序。

人工智能技術(shù)在項(xiàng)目施工管理中的運(yùn)用，對(duì)于項(xiàng)目施工最顯著的就是提高效益，從立案開始運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等AI技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目制定出高的可行的質(zhì)量要求，通過(guò)模擬分析找出最有效的施工進(jìn)度安排，通過(guò)大數(shù)據(jù)確定最經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的施工成本計(jì)劃，通過(guò)平臺(tái)對(duì)多專業(yè)、多工種、多社會(huì)參與者進(jìn)行合理、有序、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮贤芾?，保證項(xiàng)目施工高品質(zhì)完成。

3、建筑工程的運(yùn)維

現(xiàn)代建筑是為了服務(wù)人類的，所以把建筑的整個(gè)壽命周期考慮在內(nèi)，融入人工智能（AI）技術(shù)，高效安全的運(yùn)維是非常重要的。

運(yùn)維使用人工智能（AI）技術(shù)在有些方面已經(jīng)有體現(xiàn)，例如各色智能燈光，但在很多方面還非常欠缺，建筑需要安全維護(hù)、及時(shí)預(yù)警，傳統(tǒng)運(yùn)維可視性不全面、量化對(duì)比少、模擬預(yù)警少，盲點(diǎn)太多。在運(yùn)用AI技術(shù)在建造過(guò)程與運(yùn)維過(guò)程應(yīng)該是連貫的，不是孤立的，有序可追溯的。每年全國(guó)各地都有一些建筑在運(yùn)維過(guò)程中發(fā)生的大量損害國(guó)家、人民的生命、財(cái)產(chǎn)的實(shí)例，需要運(yùn)用AI技術(shù)去避免、去杜絕。

舉例：某綜合大樓在投入使用五年后，12月份室外溫度零下11°，室內(nèi)個(gè)別辦公室在供暖的情況下室溫零下8°，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一周排查，結(jié)果是施工時(shí)趕工期，外墻打膠工序在冬天完成（應(yīng)該是低于操作溫度），膠開裂與室外直接形成冷橋，位置在偏柱子邊角不易發(fā)現(xiàn)，后回顧上年室內(nèi)溫度也低于5°。建筑不僅不環(huán)保節(jié)能，而且在大大的浪費(fèi)資源。如果我們?cè)谑┕ぶ惺褂昧薃I技術(shù)，就能避免因?yàn)檫M(jìn)度問(wèn)題導(dǎo)致不規(guī)范的施工，就能避免若干年的資源浪費(fèi)，就能避免為之前的不合理、不科學(xué)的行為買單。如果我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中考慮了AI技術(shù)在設(shè)置了感應(yīng)芯片，我們就會(huì)隨時(shí)收到問(wèn)題預(yù)警，避免多年的資源損失、節(jié)約檢測(cè)排查的時(shí)間。

現(xiàn)代建筑運(yùn)用人工智能（AI）技術(shù)從建筑選址到運(yùn)維整個(gè)建筑壽命周期，采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等AI技術(shù)優(yōu)化建筑的方方面面。例如審圖公司在審圖可以使用中國(guó)最聰明的公司的人工智能技術(shù)說(shuō)“我需要看一下地質(zhì)參數(shù)”，瞬間地質(zhì)參數(shù)的全部數(shù)據(jù)呈現(xiàn)并用標(biāo)準(zhǔn)的普通話閱讀參數(shù)內(nèi)容；運(yùn)維方日常就可以說(shuō)“看一下29層北側(cè)5米內(nèi)的外墻情況，并把熱工圖譜調(diào)出來(lái)和59層同位置進(jìn)行對(duì)比”，瞬間就能出現(xiàn)對(duì)比圖片、熱工圖譜。

現(xiàn)代社會(huì)科技高度發(fā)展，我們建筑行業(yè)也要踏上技術(shù)發(fā)展的春風(fēng)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、新能源等先進(jìn)的人工智能技術(shù)，為人類造福。

參考文獻(xiàn)：

[1]2017年6月27日《麻省理工科技評(píng)論》中國(guó)最聰明的公司-科大訊飛.

[2]本文所述人工智能（AI）技術(shù)，泛指互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、BIM等.

作者簡(jiǎn)介：

黃紅華，江蘇金啄木裝飾工程有限公司北京分公司，北京。