看人工智能如何改变建筑行业
智能建造就是将先进的信息技术和先进的生产技术相融合的新型建造方式。智能建造充分利用智能手段及相关技术，通过应用智能化系统，提高建造过程的智能化水平，减少建筑过程对人的依赖，提高建筑物的性价比和可靠性。
3月27日，北京市住房和城乡建设委印发《北京市智能建造试点城市工作方案》。其中提出，到2025年末，北京将打造5家以上智能建造领军企业，建立3个以上智能建造创新中心，建立2个以上智能建造产业基地，重点建设张家湾设计小镇智能建造创新实践基地，打造通州、丰台智能建造产业集群，逐步实现建筑业企业数字化转型。
在科技赋能智慧升级征途上，“中国建造”正全力抢滩新赛道。
建筑业转型升级的必由之路
“智能建造就是将先进的信息技术和先进的生产技术相融合的新型建造方式。”中建三局党委书记、董事长陈卫国介绍，智能建造充分利用智能手段及相关技术，通过应用智能化系统，提高建造过程的智能化水平，减少建筑过程对人的依赖，提高建筑物的性价比和可靠性。
我国建筑业创造了诸多世界第一，但同时也面临着产品性能欠佳、资源浪费较大、生产效益有待提升、劳务短缺以及由此带来的用工成本上升等问题。为此，推动建筑业高质量发展，实现智能建造，是建筑业转型升级的必由之路。
我国制定了一系列政策措施：《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》提出，到2035年，我国迈入智能建造世界强国行列；《“十四五”建筑业发展规划》明确，“十四五”时期，我国要积极推进建筑机器人在生产、施工、维保等环节的典型应用，辅助和替代“危、繁、脏、重”施工工作；2022年11月，住建部将北京等24个城市列为智能建造试点城市，以科技创新推动建筑业转型发展。
对建筑行业产生深远影响
如今，人工智能已经广泛地运用到了建筑的多个层面，对整个建筑行业产生了深远的影响，它能够为建筑工程管理提供增值服务，例如可视化分析、风险预测、性能优化、过程挖掘、能源管理等。
据中国信息通信研究院院长余晓晖分析，我国在人工智能视觉应用方面较为领先。人工智能视觉识别技术在生活中最典型的应用就是人脸识别、车牌识别等，在建筑工程中可以用于执行检查和监控，在实时视频监控的同时执行结构部件识别、不安全行为和状态识别等任务。
在应用过程中，人工智能技术通过深度学习方法不断地自动处理、分析和理解图像或视频中的数据，还能够提高人工智能精准识别率，帮助施工单位更加精细、准确地了解现场施工状况。
同时，应用人工智能技术有助于弥补传统施工管理依赖人工观察和操作的缺陷。当前的主流做法是依靠终端设备搭载的人工智能识别技术自动记录数据并拍摄现场施工人员的施工状态、施工环境和施工进度；应用机器学习算法，及时收集建设项目的数据信息，将其集成到项目管理软件中，以便进行自动数据分析和决策。
这种高级分析有助于管理人员打破时空限制，全面了解建设项目各施工阶段的现场情况，同时可以快速发现潜在的施工问题。
人工智能技术除了被应用于收集施工现场数据外，还可以有效解决传统风险分析的局限性，解决专家经验和主观判断的模糊性和脆弱性。
依靠海量数据及建筑行业相关理论模型，人工智能可以对人的意识、思维过程进行模拟，通过相关算法分析提供对关键问题的辅助性和预测性见解，帮助项目经理针对潜在风险制订针对性的解决方案，进而确保工程质量。
此外，建筑行业的工人在工作中容易发生坠落、触电等事故。他们在工作中出现事故的次数比其他劳动者要高出许多，而利用人工智能技术能够实时监测工地现场以及设备的安全问题，并发出警报，提前告知风险。
新技术、新成果赋能智能建造
在我国智能建造领域，新技术、新成果正不断涌现。
“我们把前端设备集成至数字云平台，保障施工过程全面监控。工程安全巡检机器人可在室内外运行，根据激光雷达对周围环境进行扫描，自主实现地图构建、即时定位。”中建四局湖北省突发公共卫生事件应急指挥中心项目负责人徐春介绍，机器人视觉模块与AI边缘计算服务器结合，能快速识别工程环境中的异常温度和危险气体并发出警报。这个项目是国家级数字建造技术创新重点项目成果应用示范项目。中国工程院院士孟建民表示，该项目采用BIM技术进行设计、采购、施工、计量计价和运维一体化管控，实现了三维交付、无图建造、造价精准、缩短工期、提升施工质量。
无独有偶，去年10月，中建三局自主研发的国内首个“钢结构工业厂房智能建造一体化平台”（又称“造厂机”）在浙江舟山华润电力标准厂房项目投用。“造厂机”为钢结构厂房施工提供一套现场工业化解决方案，实现业内核心技术装备的创新突破。该设备总设计师廖峰介绍，与传统施工方式相比，其可减少人员登高作业风险，并大幅缩短工期，提升人工工效超20%。
人工智能不仅可以保障施工安全，还可以提高施工效率。例如应用智能钢筋绑扎机器人绑扎飘窗钢筋网笼，实现钢筋自动夹取与结构搭建、钢筋视觉识别追踪与定位、钢筋节点自动化绑扎等功能，上海市嘉定新城金地菊园社区项目的绑扎效率是人工的3倍。
又如，采用人工智能技术辅助施工图审查，实现批量自动审查，重庆市万科四季花城项目的单张图纸审查时间平均约6分钟，准确率达到90%以上。
人工智能已然成为推动智慧建筑发展的新动能。未来，它将在建筑领域执行各项任务上变得越来越聪明，揽下越来越重要的活，持续释放融合发展的叠加效应、聚合效应、倍增效应，赋能建筑工程真正实现数字化、智能化。
人工智能让建筑设计更高效
近年来，很多研究都致力于探索如何让建筑师借助人工智能的力量来促进并简化设计流程。正如CRTKL伦敦副总监CaoimheLoftus所说：“设计的发展曾因我们的手动绘图和分析能力而受到限制。如今，我们可以借助人工智能的力量，以更快的速度生成并分析更多方案，从而提供更加明智且可靠的设计解决方案。”
就读于哈佛大学的StanislasChaillou在ArchiGAN项目中，使用一个包含800多份公寓平面图的数据库来训练机器学习模型，在给定公寓面积的前提下进行空间规划与布局，并确定门窗和家具的位置。随着机器学习模型的成功扩展，用户可指定每层楼的公寓划分方式，并确定入口和窗口位置。机器学习模型便会给出单独的公寓布局建议，然后将这些单独的布局组合在一起就形成了建筑的整层布局图。
来自英国的OliverGreen就曾将机器学习技术与公司已完成的住宅设计方案数据库相结合，创建了一款公寓布局推荐工具Homegrown。建筑师们可使用这款工具查看与其建筑相匹配的各种布局方案，然后花费短短几秒时间，就可完成公寓改建。
人工智能还可以帮助建筑师出品更加优质、更可持续的设计方案。Spacemaker使用机器学习技术，可在设计初始阶段帮助设计师测试各种可行性方案。借助人工智能工具，设计师可快速测试多个方案，并最终获得各方满意的设计方案，避免了针对每个方案的反复建模和修改。
人工智能及其他新兴技术将成为未来设计的一部分，让建筑师们的工作变得更加高效。
更多精彩内容，请下载科普中国客户端。
返回人民网科普频道
(责编：李慧博、杨鸿光)分享让更多人看到