基于建筑信息技術(shù)的智能設(shè)計(jì)

　建筑工程的設(shè)計(jì)過程又是一個(gè)多專業(yè)綜合協(xié)調(diào)與平衡的結(jié)果，一個(gè)普通的民用建筑項(xiàng)目涉及的專業(yè)就包括規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、水、電、暖通、弱電、室內(nèi)、幕墻、景觀等近十個(gè)專業(yè)門類，通過人為協(xié)調(diào)如此多的專業(yè)平衡著實(shí)不是一件易事，專業(yè)間的實(shí)施碰撞一直是工程領(lǐng)域的常態(tài)。上世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，許多專業(yè)的計(jì)算工作已經(jīng)由人變?yōu)橛?jì)算機(jī)。整體性與系統(tǒng)性的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)隨著互聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)具備了物質(zhì)基礎(chǔ)。

 

 

　　建筑設(shè)計(jì)的變革一定是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，我們姑且將建筑作為產(chǎn)品，目前建構(gòu)過程已經(jīng)發(fā)生了重大變革，工業(yè)化生產(chǎn)安裝方式就是典型的從人工現(xiàn)場(chǎng)施工轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器工廠制造，機(jī)器現(xiàn)場(chǎng)安裝。三維打印技術(shù)的發(fā)展，使得建筑物能夠被現(xiàn)場(chǎng)打印出來。設(shè)計(jì)成果作為一種產(chǎn)品（現(xiàn)在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，也越來越將設(shè)計(jì)成果推向產(chǎn)品的行列），原本是由設(shè)計(jì)師直接創(chuàng)造的，基于建筑信息技術(shù)的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)就是將設(shè)計(jì)師的工作交由智能設(shè)計(jì)工具完成，將設(shè)計(jì)師從紛繁雜亂的事務(wù)性與體力性勞動(dòng)中解放出來，專門從事創(chuàng)造性與決策性判斷。

 

　　以計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)為基石，建立可視化信息處理平臺(tái)，將各類建筑設(shè)計(jì)信息編制成計(jì)算機(jī)語言，構(gòu)筑組件，并以一定邏輯關(guān)系建立組建架構(gòu)原件（Architecture Component），信息組件按照屬性分為項(xiàng)目原始信息、項(xiàng)目規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)信息、設(shè)計(jì)目標(biāo)信息、同類項(xiàng)目信息等等，可按照限制程度將信息分為限制性信息與非限制性信息，可按照專業(yè)將信息分為規(guī)劃信息、建筑信息、結(jié)構(gòu)信息、機(jī)電信息等。根據(jù)設(shè)計(jì)深度要求，信息分為5個(gè)層級(jí)，概念設(shè)計(jì)需要輸入的信息為第一層級(jí)，依次方案階段為第二層級(jí)，初步設(shè)計(jì)階段為第三層級(jí)，施工圖階段為第四層級(jí)，竣工圖為第五層級(jí)。信息隨著設(shè)計(jì)的深化從宏觀、定性逐步遞進(jìn)到具體、定量。

 

　　整個(gè)智能系統(tǒng)按照信息輸入、信息聯(lián)結(jié)、成果輸出、成果判斷構(gòu)建軟件架構(gòu)，信息輸入就是構(gòu)架原件，信息聯(lián)結(jié)相當(dāng)于聯(lián)結(jié)器（Connector），輸出與判斷屬于任務(wù)流（TASK-flow）。經(jīng)計(jì)算機(jī)判斷的成果提交業(yè)主或業(yè)主委托的建筑師做最終決策。

 

　　架構(gòu)設(shè)計(jì)主要達(dá)到可擴(kuò)展性（Extensible），可定制化（CuSTomizable），可維護(hù)性（MAIntainable）以及客戶體驗(yàn)（Customer Experience）目標(biāo)。

 

　　如今所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)，已經(jīng)具有智能設(shè)計(jì)的雛形。Rhino軟件的Grasshopper插件，Revit搭配的Dynamo工具運(yùn)用圖形化的命令或命令組創(chuàng)造空間形體；Archicad內(nèi)核GDL語言輕量化參數(shù)設(shè)計(jì)；CityEngine軟件運(yùn)用CGA文件描述建筑，這些技術(shù)已經(jīng)為智能化設(shè)計(jì)提供了一定的基礎(chǔ)。該項(xiàng)技術(shù)將成為未來建筑的設(shè)計(jì)創(chuàng)造工具，替代大量設(shè)計(jì)人員的工作，但并不意味著適合所有的建筑創(chuàng)作。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，總是有新功能需求的建筑，而這就需要類似傳統(tǒng)建筑師的創(chuàng)造性腦力勞動(dòng)完成。

 

 

　　未來的建筑設(shè)計(jì)職業(yè)將發(fā)生變革，傳統(tǒng)的制圖、設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核等崗位將交由計(jì)算機(jī)智能完成，并一站式滿足政策性與技術(shù)性審查�；�于建筑信息技術(shù)處理的建筑設(shè)計(jì)將是一個(gè)人工智能系統(tǒng)，也可以理解為一個(gè)軟件平臺(tái)，未來的設(shè)計(jì)崗位只需要信息錄入員與受委托的“建筑師”兩類，之所以將建筑師在此處打引號(hào)是有別于傳統(tǒng)建筑師。未來的“建筑師”所需要的知識(shí)體系與職責(zé)范圍將發(fā)生變化，某種意義上更類似于法律體系的法官，因?yàn)樗�所做的就是站在公眾利益角度做出價(jià)值判斷，做出裁決。傳統(tǒng)意義的建筑師及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)職業(yè)將發(fā)生變化，甚至消失！與此同時(shí)會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)信息語言編制錄入人員（崗位）。

 

　　實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)將極大地提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量，極大地提升全行業(yè)的生產(chǎn)率，減少環(huán)境資源消耗；有利于促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，對(duì)未來人類社會(huì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)（軟、硬件）的發(fā)展已經(jīng)完全具備了對(duì)于海量數(shù)據(jù)的信息處理能力，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的路徑初步歸納為三個(gè)步驟：第一步，集中設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)人員解決設(shè)計(jì)相關(guān)信息與計(jì)算機(jī)語言的互通，這是相對(duì)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一方面國(guó)內(nèi)跨界的人才匱乏，兩個(gè)專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)架構(gòu)都存在嚴(yán)重的相互空白；第二步，研發(fā)智能設(shè)計(jì)平臺(tái)（具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)），可以理解為超級(jí)設(shè)計(jì)軟件，該軟件將突破國(guó)內(nèi)軟件行業(yè)對(duì)國(guó)外軟件平臺(tái)的依賴；第三步，運(yùn)行試驗(yàn)軟件平臺(tái)，完善軟件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用。

 

　　智能設(shè)計(jì)的成果是符合BIM標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，而當(dāng)今的BIM卻與智能設(shè)計(jì)構(gòu)想不著邊際。因?yàn)椴坏獴IM設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師直接生產(chǎn)的，連建筑信息模型都是建模師按照?qǐng)D紙搭建的。所以基于信息的智能設(shè)計(jì)任重而道遠(yuǎn)。

 

　　該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)引起關(guān)注，我國(guó)目前尚未開始相關(guān)研發(fā)工作，集中一定的人力與財(cái)力進(jìn)行該技術(shù)的突破性研究將是一項(xiàng)造福人類的事業(yè)。它將改變建筑的生產(chǎn)方式，而建筑是人類賴以生存的重要物質(zhì)環(huán)境，未來的建筑就像如今的許多工業(yè)化產(chǎn)品，不但工廠化生產(chǎn)，而且智能設(shè)計(jì)，既環(huán)保，又能綠色回收。隨著我們生活方式的需要，更新?lián)Q代建筑如同今天我們換一部車，或是換一部手機(jī)一樣。

 

　　建筑與軟件似乎有著天然的聯(lián)系，軟件架構(gòu)師（Architects）與建筑師在英文中是同一個(gè)詞。編制軟件相當(dāng)于建造系統(tǒng)，幾乎所有的軟件設(shè)計(jì)理念都可以在浩如煙海的建筑學(xué)歷史中找到更為遙遠(yuǎn)的歷史回響。我冥冥之中感覺到，傳統(tǒng)的建筑師將會(huì)消失，未來的建筑師將會(huì)在計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的找到新的定位。智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)將替代設(shè)計(jì)師承擔(dān)枯燥、繁瑣、機(jī)械以及技術(shù)規(guī)范核查的工作，承擔(dān)分析模擬與推演的工作，讓設(shè)計(jì)師真正回歸創(chuàng)意與創(chuàng)新。（牛壽雁）