(圖片來源:若水編輯團隊以DALL-E3生成製作)
因應數位時代的來臨和日益嚴峻的全球挑戰,如氣候變化、物料和人力短缺,想在激烈的市場競爭立於不敗之地,或不被時代淘汰,數位轉型 DX(Digital Transformation)成為了業界必然的課題。
從1982年Autodesk推出AutoCAD,到2002年推BIM,期間相隔二十年。而如今,《時代雜誌》指出,AI運算能力每6至10個月翻倍,相信BIM結合AI應用(如自動生成建模、衝突檢討、成本估算等)將迅速的發展。
本文將根據CAD和BIM的發展脈絡,探討它們如何改變建築設計方式,並透過三個BIM+AI應用案例與價值,分享若水團隊在這條技術迅速演變之路的心得。
當建築躍出平面展現立體價值
CAD和BIM解放了建築設計師,讓他們能夠協作、模擬和優化,從而投注更多的精力去發揮創造力。隨後如雨後春筍般出現的工具,如CAD Sketching、Scan-to-BIM軟體、Dynamo等,進一步提升了工作效率和設計方案的豐富性。
建築設計從手繪到電繪示意圖(圖片來源:若水編輯團隊以DALL-E3生成製作)
儘管技術迭代讓人措手不及,然而數位技術的核心改變,在於讓創造歷程變的愈加輕省,而非取代或立即產出新設計概念或設計解方。
在即將到來的數位轉型(DX)浪潮中,若水團隊認為BIM建築資訊模型將是關鍵。
原因在於,作為一個創造性工具,BIM貫穿了整個建築物的生命週期,猶如一個數據的統籌中心,為接下來人工智慧AI的蓬勃發展和建築領域下一階段的DX發展,奠定了良好的基礎。
BIM+AI:從整合既有數據,到建築設計的智慧革命
20世紀90年代至今,隨著大數據時代的到來,人工智慧AI、機器學習和深度學習技術開始受到關注。這些技術使得機器可以透過分析數據來自動學習和改進,從而實現更高的性能、效率和精準度。
BIM所奠基的數據基礎,讓AI技術得以開始發揮重大影響。綜觀全球國際案例,可以看到BIM+AI主要有以下三種應用價值:
讓 Concept Design 概念設計更輕鬆可視化
世界上一些著名的建築,它們最初只是餐巾紙上的塗鴉。全球大型建設公司大林組開發的AiCorb工具,透過讓AI學習各種設計,在建築設計的初始階段,即可根據環境條件、客戶要求、建築法規,甚至是手繪建築輪廓或文字,一次完成立面設計、建築物的體積和平面圖。在對Autodesk的分享中,大林組的建築師辻芳人表示:「我們訓練AI從詳細草圖和粗略草圖中讀取設計意圖」
AiCorb從手繪草圖到產生建築渲染圖(圖片來源:AiCorb powered by Obayashi/SRI/Hypar)
Graphisoft開發專業BIM軟體Archicad,引進AI的Stable Diffusion技術推出AI Visualizer,即便是在早期的設計階段,「您只需要一個專案項目簡單的3D概念,和一些描述性的文字或鉛筆素描,即可開始(透過這款工具)評估潛在的設計方案,」Graphisoft的資深產品經理Illés Papp表示「不用擔心,您不必成為即時工程師,想想你想看到什麼並輸入它即可。」
回應 ESG 趨勢,讓節能減碳成為新設計標準
從許多報導可知,領先全球的建築公司Foster + Partners早已使用AI產生能源效率最佳化的設計解決方案。著名項目是位於倫敦的彭博歐洲總部。它最為人所知的設計,是由250萬個拋光鋁製花瓣所組成的天花板。建築師們在經過一系列模擬後,決定以花瓣的形狀改變室內聲音效果,同時反射LED發出的光,讓光線更均勻地擴散到整個內部。此外,天花板也整合了冷水管,因此它可以迅速冷卻來自通風系統的空氣,提供低能耗的溫度調節。
倫敦彭博歐洲總部(圖片來源:Nigel Young)
被凡爾賽獎評選為全球最美機場之一的北京大興國際機場,也運用了AI進行優化。根據相關報導,我們了解到它不僅模擬人流和飛機起降,還透過建築結構與自然光的模擬,將日光導入室內,最大程度降低人工照明的需求。此外,機場利用淺層地源的熱能回收系統,滿足至少15%的能源需求,並通過雨水收集和水資源管理系統進行溫度調節,以應對氣候變化,實現節能減碳的永續目標。
善用BIM數據,全面提升工作的品質與效率
今年四月,日經新聞報導,日本最大的空調設備施工公司高砂熱學工業,正全面使用PLANETS平台。該平台以BIM為基礎,結合9個SaaS系統,涵蓋設計自動化,估算、成本管理、資訊查詢、施工圖創建及資產管理等功能,全面整合建築領域從設計、施工到營運管理的一系列業務流程。
品質管理系統自動擷取檢驗點並自動建立檢驗文件,簡化檢驗操作。(圖片來源:高砂熱學工業)
這個運用AI去最大化利用BIM的發展,源自於看見建築行業工人的短缺,以及日本將於2024年4月開始實施的加班上限等問題。在對外的新聞稿中,高砂熱學工業總裁兼代表董事小島和人表示:「透過利用該系統,我們希望提高業務人員的工作效率,從而大幅降低成本並進一步實現業務人員的工作與生活平衡。」
總結來說,AI技術如同超級加速器,利用BIM數據,設計師能在幾分鐘或幾小時內完成以往需數月的設計工作,快速與客戶核對需求並建立共識。BIM+AI不僅革新建築設計,還將變革業界的全生命週期業務流程及永續目標,實現智慧化和自動化的深度應用。
迎接數位技術變化的關鍵:敏捷學習與跨域合作
數位技術帶來的「更輕鬆、更高效、更多可能性」正在改變工作方式和思維模式。若水團隊在技術飛速發展中總結出兩個關鍵心得。
首先,敏捷學習 是應對快速變化技術環境的關鍵。只有快速且持續地將新技術應用到專案中,才能從實踐中掌握新技術,並將不同的實踐經驗內化,提升專業度。這也是若水BIM團隊擁有程式研發社團的原因。若水鼓勵BIMer對新技術保持敏銳、積極嘗試新工具,並培訓他們編寫專案所需的外掛程式,以確保專案的高效與高品質。
若水團隊成立程式研發社團,開發自動化工具(圖片來源:若水國際)
此外,團隊亦啟動了多個不同趨勢、資通訊工具的研發專案。若水關注並研究全球營建產業對於碳排估算、可及性設計、BIM+AI,甚至VR結合Ominiverse等技術的發展動態,大大地擴增團隊的工具和技能,讓團隊在變化中保持競爭力,抓住每一次技術變革帶來的機遇。
再來,跨域合作 是創新的基礎。若水團隊從過往200多個專案中,累積跨專業合作的能力與經驗,提升了專案品質與效率。
這不僅拓寬若水團隊的視野,也得以從不同觀點的碰撞中尋找創新、突破性的解方,同時靈活地應對市場需求,調整策略方向。
面對技術變化愈加快速,敏捷學習與跨域合作,這不僅是個人和團隊的成長之道,也是推動產業進步的必經之路。
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