从规划到建筑，建筑中的人工智能示例在整个行业中越来越普遍。建筑专业人士正在转向人工智能来提高项目的效率和准确性，监控和跟踪设备的使用和位置，以及一长串其他人工智能驱动的应用程序。

Research and Markets报告称，与建筑相关的活动每年带来超过 10 万亿美元的收入，预计到 2023 年这一数字将增长 4.2%。人工智能正在帮助该行业发展。

在其文章“人工智能：建筑技术的下一个前沿”中，麦肯锡公司将人工智能视为现代工程和建筑方法的关键组成部分。该公司报告称，人工智能技术帮助这些行业解决了一些最大的挑战，包括成本和进度超支以及安全问题。

AI正在改变传统建筑业

传统建筑生产环节分为设计-施工-安装-装修等环节，由于设计行业是典型的技术、人才密集型行业，AI（人工智能）对于传统建筑行业的影响主要集中在设计端，对于以劳动密集型的施工和安装环节影响较小。随着AI+时代到来，AI有望提升画图效率、大幅节约设计人员的时间，由于设计行业最大的成本便是员工薪酬，因此AI的应用可以节约薪酬和设计方案的总体造价，基于BIM的三维正向设计伴随着装配式建筑的逐步普及，有望真正改变行业传统的生产方式。

产值高但盈利能力、运营效率低一直是建筑行业的普遍问题，国外成熟经验表明，应用信息技术可使英国建筑业在5年内节省30％的项目成本，美国招标网和建造网指出将建筑市场带入互联网可节约30％-35％的项目成本。我们认为在BIM技术的推动下，企业信息化水平的提升最终将提高工程建造的整体运营、管理和决策等效率。十四五规划中也明确提到“加快数字化发展，推动数字经济和实体经济深度融合，提升全民数字技能，实现信息服务全覆盖，积极参与数字领域国际规则和标准制定”，未来五年我国信息化程度也有望再上一个台阶。

BIM：AI 智能设计发展的肥沃土壤

从草图到 CAD、CAD 到 BIM，建筑设计数字化升级路径清晰。90 年代由住建部领导的 “甩图板”工程开启了建筑设计信息化建设序幕，自此 CAD 逐步替代传统板绘，实现 2D 图纸电子化设计。2011 年住建部发布《2011-2015 年建筑业信息化发展纲要》首次提出 将 BIM（Building Information Modeling）纳入信息化标准建设内容。对比传统 CAD，BIM 着力于实现基于 3D 模型的设计模式，以解决工程行业信息传递中的断层问题。从建模 角度看，BIM 是 CAD（二维辅助设计）的一次迭代升级。CAD 技术主导下，建筑设计方 案需先由三维构想转变为二维设计图纸，再由建筑施工方将二维图纸转化为三维建设， BIM 技术的出现使得建筑行业迈向了基于三维模型的全新设计模式。从项目管理角度看， BIM 技术所搭建的建筑工程信息库可实现从建筑的规划、设计、施工、运营维护到拆除 的建筑全寿命周期信息的集成，使得这些信息能够在建设项目的各参与方（政府部门、 业主、设计、施工、监理、造价、运营等）之间快速共享与传递，通过协同工作来提高 生产效率、节约成本、缩短工期。

对于设计端，BIM 的核心价值主要体现在：1）协同各专业，加强施工性。传统二维设 计利用 AutoCAD 将点、线、面作为设计元素，通过平面作图法，将实际的三维构件进行 平面投影二维表达。二维设计的各专业采用独立设计模式，不同专业的配合程度有限， 协同性较差。BIM 的三维可视性可有效发现二维情况下被忽略的碰撞现象，减少施工过 程中成本增加等问题的发生，增强施工性。2）信息化集成，打通后端施工、运维。设计 端搭建的 3D 模型信息库可直接运用于后续施工及运维，对比 2D 图纸再处理可大幅提升 项目全周期效率。

当前 BIM 应用仍以翻模（逆向设计）为主，正向设计渗透率有望逐步提升。BIM 正向设 计是“先建模，再出图”的设计方法，即以三维 BIM 模型为出发点和数据源，完成从方 案设计到施工图设计的全过程任务。相对于 BIM 正向设计，一般将“翻模”方式称为“BIM 逆向设计”，即在完成项目的施图设计并进行二维 AutoCAD 图纸出图后由建模人员完成 二维施工图到三维 BIM 模型的转换工作。正向设计可省去 2D-3D 转换环节，效率更高， 但目前尚处于探索阶段，仅在重点项目、高复杂性项目中得到试点，其主要推广难度在 于：1）3D 建模设计与传统 2D 设计习惯差异较大，设计院普及需要较长周期；2）相关 技术规范及数据标准仍待完善。预计随着相关设计标准出台，叠加政策推广，BIM 正向 设计渗透率有望持续提升。

政策端持续鼓励 BIM 应用，预计后续 BIM 将成为主流设计及项目管理平台。自 2016 年起，我国住建部在多个顶层规划类政策中提及“加快推动 BIM 技术发展及其在项目全 过程的集成应用”。2022 年 1 月住建部印发《“十四五”建筑业发展规划》，指出到 2025 年应“基本形成 BIM 技术框架和标准体系”；5 月进一步出台《“十四五”工程勘察设计 行业发展规划》，针对设计行业数字化转型提出：1）推进勘察设计企业管理信息系统升 级迭代；2）推进 BIM 全过程应用；3）推广工程项目数字化交付；4）积极推进智能化 标准化集成化设计，预计后续 BIM 设计、BIM 交付及 BIM 全流程管理应用将持续完善。

3D BIM 携带数据量较 2D 图纸指数级增长，有望为智能 AI 设计提供更肥沃信息化土 壤。对比传统的二维模型，BIM 模型在信息上不仅包含精确尺寸和位置，还包括了材料 和对象参数，具有高耦合性和大容量等特点，有望为 AI 设计发展提供更丰富数据资产。 当前 BIM+AI 在海外已有初步应用，如 AI 辅助 BIM 审图、AI 辅助机电设计、停车位自 动设计、建筑策划方案 AI 选型等，后续随着 AIGC 技术逐步应用，结合 BIM 丰富建筑数 据，有望形成更成熟、更智能的建筑设计算法。

从设计到施工，都有AI的“身影”

1. 衍生式设计正在改进团队创建 3D 模型的方式

在过去的几年中，建筑信息模型 (BIM) 已成为一种新的（更好的）创建 3D 模型的方法，建筑专业人士依靠它来准确地设计、建造和维修。如今，BIM 平台程序员正在通过智能、人工智能驱动的功能来提高 BIM 的功能。

BIM 应用各种类型的工具和技术，包括机器学习 (ML)，以帮助团队避免一个常见的、代价高昂的问题：重复工作。通常，从事共享项目的子团队会花时间创建其他子团队已经创建的模型。借助 BIM，用户“教”机器使用算法生成具有多种变化的设计。当人工智能建立模型时，它会从每次迭代中学习，直到提出理想的模型。

BIM 的采用率正在上升。Dodge Data 和 Autodesk 最近的一项研究“通过 BIM SmartMarket 报告加速数字化转型”得出结论，BIM 是建筑行业数字化趋势的核心。研究发现，近一半 (47%) 的“高强度”建筑 BIM 用户接近实现其总体数字化转型目标。

2.人工智能可以帮助施工经理衡量现场进度

像Droxel这样的公司正在使用人工智能解决方案来跟踪建设项目的进度，并提供质量和项目进度的实时测量。Droxel 创造了配备摄像头的机器人，这些摄像头可以自主地在施工现场移动以捕捉 3D“点云”。该公司表示，人工智能驱动的机器人实际上创建了工作地点的数字双胞胎。

一旦一个完整的数字模型到位，Doxel 就会使用神经网络来处理项目数据，并将其与来自 BIM 和材料清单的信息进行交叉引用。生成的信息对项目经理很有帮助，尤其是那些需要跟踪具有数千个活动部件的大型项目的人。这些见解包括：

财务信息，例如欠多少钱或是否有迹象表明预算处于危险之中

项目的实际进度有多接近

在早期阶段识别质量错误，此时仍然可以解决和减轻这些错误

3. 物联网正在为强大的车队管理提供动力

物联网 (IoT)正在改变建筑公司管理设备和车辆车队的方式。物联网解决方案包括位置感知、预测性维护能力、燃料和电池消耗，以及更多通过人工智能推动的遥测技术。

物联网设备和标签从现场提供重要信息。它们可以连接到设备和运输板条箱、半挂车、工具以及施工团队需要跟踪的几乎任何其他东西上。能够预测一台设备何时即将发生故障是建筑领域的一项无价的、节省时间和金钱的好处。

4. 人工智能正在创造更安全的工作场所

根据OSHA的说法，建筑工人在工作中丧生的次数是其他工人的五倍。这些事故包括跌倒、被物体击中、触电和“夹在/夹在中间”事件，即工人在工作现场的多个物体（包括设备）之间被挤压、夹住、挤压、挤压或挤压。

像Newmetrix这样的平台正在通过机器学习改善工作现场的安全条件，机器学习可以在事故发生之前识别风险或在事故发生后分析现场。

该软件可以监控照片和视频等来源，然后应用预测分析来标记潜在问题，以便站点管理员可以立即解决这些问题。用户可以与集中式仪表板交互以生成报告，对项目的潜在安全风险进行排名，例如不安全的脚手架、积水以及工人缺少手套、安全眼镜和安全帽等个人防护设备。

5. 人工智能正在缓解建筑劳动力短缺

麦肯锡公司在 2017 年报告称，建筑公司可以通过人工智能增强分析将其生产力提高多达 50%。对于无法找到足够的人工来完善其工作场所的建筑公司来说，这是个好消息，而这些公司是规则而不是例外。

不仅很难找到工人——CNN报道称，该行业在美国面临超过 100 万工人的短缺——而且很难留住工人。根据美国劳工统计局的数据，建筑领域的平均月离职率徘徊在 5% 以上，而所有行业的月离职率均低于 4%。

像波士顿动力公司的Spot the Dog这样的人工智能机器人使项目经理能够实时确定多个工作地点的条件，包括他们是否应该将工人转移到项目的不同部分或完全转移到新的项目地点。机器人“狗”在工作进行时和下班后监控站点以查明痛点。

随着AI技术的深入研究和不断融合，未来又脏又累又危险的建筑行业或将迎来革命性变化！坐在监控室里看房子造起来也许不再是难事。

文章来源： 金融界，工程数字专家，未来智库