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AI 時(shí)代離我們建筑行業(yè)有多遠(yuǎn)

2018年05月25日

樊驊

寶業(yè)集團(tuán)股份有限公司副總工程師，寶業(yè)集團(tuán)上海建筑工業(yè)化研究院院長。長期從事裝配式建筑領(lǐng)域科研、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐管理，擁有豐富的裝配式建筑理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)任中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑產(chǎn)業(yè)化分會(huì)副會(huì)長、國家裝配式建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會(huì)副主任委員、上海市建設(shè)協(xié)會(huì)建筑工業(yè)化與住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心專業(yè)委員會(huì)副主任委員、上海市建設(shè)協(xié)會(huì)裝配式建筑示范工作評審專家等職務(wù)。

記得幾年前當(dāng)人們看到德國鋪設(shè)人行道磚的攤鋪設(shè)備的工作效率時(shí)，都是一片驚訝的表情，驚訝在于自動(dòng)化和機(jī)械化的完美結(jié)合；而去年在網(wǎng)絡(luò)上冒出來的砌磚機(jī)器人工作的視頻，也讓人們發(fā)現(xiàn)人工智能和機(jī)器人離我們越來越近了。

AI 兩個(gè)字母，代表了人工智能，我對人工智能的印象來自本世紀(jì)初的一部電影，電影中的機(jī)器人小男孩那張臉孔和笑容至今難忘，而電影更多的是拋出了人性層面思考的問題，機(jī)器和人的無限接近又無限遙遠(yuǎn)的感覺。這部電影讓我們暢想了未來，那時(shí)候也想過 20 年后、50 年后世界會(huì)怎樣。如今回頭看看，各個(gè)行業(yè)：醫(yī)療、工業(yè)、娛樂、教育等等紛紛冒出 AI 影子和實(shí)例，如今的熱度名詞大數(shù)據(jù)也和 AI 緊緊聯(lián)系在一起。作為建筑行業(yè)的從業(yè)者，我不禁要問，AI 在建筑行業(yè)里發(fā)展的怎么樣了？換句話說，AI 時(shí)代離我們建筑行業(yè)到底有多遠(yuǎn)？我們需不需要關(guān)注它？

一、AI 是新時(shí)代的必然產(chǎn)物，人類的選擇是如何用好它，而不是回避它

去年年底參加ITWO的國際峰會(huì)，印象比較深的是 RIB 的總裁托馬斯先生在結(jié)束時(shí)發(fā)自內(nèi)心的呼吁與演講。他提到，10 年前，當(dāng)他和他的公司花大的精力投入到信息化軟件和 BIM應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)中，在不同的建筑公司間宣傳這些能夠幫助項(xiàng)目和公司提效的平臺(tái)時(shí)，很多人覺得很遙遠(yuǎn)，暫時(shí)用不上，10 年之后，BIM 和信息化已不再是陌生名詞，主動(dòng)用 RIB 平臺(tái)的公司越來越多，因?yàn)樗麄兊母矣谕度牒蛧L試，之后體會(huì)到了數(shù)據(jù)迭代之后的效率和成本降低。而現(xiàn)在他又在講 10 年之后可能普遍應(yīng)用的大數(shù)據(jù)和人工智能，哪些企業(yè)和機(jī)構(gòu)先去擁抱它們，以后就會(huì)成為行業(yè)的引領(lǐng)者和受益者，亦或許用不了 10 年。BigData 和 AI 也許是下個(gè) 10 年的行業(yè)熱詞。

信息化時(shí)代來臨之后，事物的發(fā)展和更新迭代的速度大大加快。隨之帶來的就是數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，數(shù)據(jù)時(shí)代里的系統(tǒng)邏輯不再是 2D、3D 我們大腦能想像的空間邏輯概念或者明顯的因果邏輯概念，很多的交錯(cuò)，影響，迭代，再影響再迭代。大腦已經(jīng)很難跟上這些細(xì)部迭代的速度，因此它要借助于計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算及模塊更新，但人腦有很強(qiáng)的邏輯判斷、指揮能力。這點(diǎn)形象來講就是未來人們會(huì)更多地依賴于大數(shù)據(jù)的運(yùn)算，以及應(yīng)用人工智能的成果來達(dá)到既定或者非既定的目標(biāo)。如何發(fā)揮大數(shù)據(jù)和人工智能的長處是人類無法回避而必須面對的，人們需要學(xué)會(huì)選擇，選擇如何用好它們。

二、建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型過程中AI應(yīng)用的分類

前階段認(rèn)真思考了一下，純屬個(gè)人觀點(diǎn)，把建筑行業(yè)可能出現(xiàn)的 AI應(yīng)用做了如下分類：

1、人工智能在建筑產(chǎn)品需求端的應(yīng)用

這類應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

第一，觸角式應(yīng)用。利用感應(yīng)端產(chǎn)品，智慧地分類式地收集人們在建筑產(chǎn)品內(nèi)以及對于建筑產(chǎn)品本身的反應(yīng)元素和行為習(xí)慣。這里會(huì)有大量的聲、光、熱等建筑物理類的科技產(chǎn)品被發(fā)明及應(yīng)用。這類應(yīng)用的核心是采集參數(shù)的分類及分析。

第二，基于大數(shù)據(jù)的趨勢性分析和錯(cuò)誤糾正。這里的人工智能更多是經(jīng)驗(yàn)?zāi)K的固化，迭代，成長。應(yīng)用了大量統(tǒng)計(jì)、分析、模擬、論證等方面的復(fù)雜系統(tǒng)流程，得出人們對于建筑產(chǎn)品需求的趨勢以及過去相關(guān)模塊的趨勢周期的結(jié)束、重生、合并及更新。這類應(yīng)用的核心是軟硬件的支撐及大數(shù)據(jù)趨勢邏輯的建立，依據(jù)的是人的自身行為和行為交集的物和環(huán)境參數(shù)。

第三，新的趨勢性建筑產(chǎn)品和模塊化場景與使用人群之間的互動(dòng)，目標(biāo)式的數(shù)據(jù)采集及糾正。周期結(jié)束后回歸第一類的應(yīng)用。

2、人工智能在建筑產(chǎn)品設(shè)計(jì)和集成端的應(yīng)用

這類應(yīng)用會(huì)更多體現(xiàn)在技術(shù)大數(shù)據(jù)參數(shù)的智能軟件的開發(fā)和應(yīng)用，包括更加智慧可視化、仿真、模擬，以及更加智慧的設(shè)計(jì)習(xí)慣收集及固化，還有在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的分布式智慧應(yīng)用及共享。而對于集成端則是智慧化的模塊和接口應(yīng)用技術(shù)。大大縮短模擬測試的時(shí)間，提高趨勢產(chǎn)品開發(fā)的效率。

3、人工智能在建筑產(chǎn)品制造及物流端的應(yīng)用

這個(gè)方面的應(yīng)用比較容易被人理解，它是更多的工業(yè)化與信息化融合的表現(xiàn)。德國提出的工業(yè)化 4.0 的內(nèi)容就是這方面的應(yīng)用基礎(chǔ)。與此產(chǎn)生的智慧平臺(tái)、智慧設(shè)備，以及監(jiān)控采集，最重要的是智慧變通。另外值得一提的是未來建筑產(chǎn)品的專業(yè)集成緯度會(huì)更廣，子系統(tǒng)會(huì)更多，因此對于建造過程，會(huì)是集成產(chǎn)品模塊及現(xiàn)場協(xié)調(diào)的復(fù)雜過程，類似飛機(jī)系統(tǒng)，而對于建造過程的合理模擬是建立在子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)上的，而人和操作設(shè)備會(huì)趨于重復(fù)化和傻瓜化，這個(gè)過程中同樣會(huì)出現(xiàn)人工智能支撐的端口感觸、采集、分析和糾正。

4、人工智能在建筑產(chǎn)品使用端的應(yīng)用

使用端的人工智能也是兩方面，建筑本身的系統(tǒng)和人與建筑的交互及反饋。可以把在建筑空間里的人對比在制造系統(tǒng)的物，就會(huì)比較容易類比這方面的應(yīng)用空間。這點(diǎn)在很多科幻電影里有大量的場景，機(jī)器人、場景、環(huán)境、語言、仿真模擬等等，不一一列舉了。這里想提一下，深圳的房屋租賃平臺(tái)，就是個(gè)載體例子，平臺(tái)具備收集各類人員、房屋資源以及其他與兩者相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上可以開發(fā) AI 的應(yīng)用，來高效指導(dǎo)政府、建設(shè)方、出租方及租戶的決策、實(shí)施和相關(guān)行為。

三、裝配式建筑現(xiàn)階段的矛盾點(diǎn)和未來人工智能引入的應(yīng)用空間

去年 12 月份我去歐洲參加預(yù)制行業(yè)的工程師大會(huì)，是第四次參加這個(gè)兩年一次的會(huì)議。前三次會(huì)議，聽的比較多的報(bào)告是創(chuàng)新的產(chǎn)品，工業(yè)化的工具和設(shè)備，高效率的軟件平臺(tái)等等方面的內(nèi)容，很少聽到大數(shù)據(jù)和人工智能的詞，這次會(huì)議，多個(gè)報(bào)告涉及了大數(shù)據(jù)和人工智能，可見歐洲的相關(guān)行業(yè)也在進(jìn)入轉(zhuǎn)型期。

舉個(gè)例子，我們預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞的基礎(chǔ)上，幾個(gè)先鋒企業(yè)紛紛開展人工智能的應(yīng)用，其一就是機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜平面鋼筋組合及立體籠子的自動(dòng)焊接，其二就是智慧化的流水線利用了 VR 設(shè)備和軟件，指揮人進(jìn)行相關(guān)埋件的提取和放置，這里人變成了傻瓜式的工具，省去了測繪、繪圖等等方面的流程，自然也提高了效率和準(zhǔn)確性。

回到我們國內(nèi)，裝配式建筑暴露出來的幾個(gè)矛盾的例子。

第一，設(shè)計(jì)端和集成端的矛盾。這里主要是兩個(gè)方面的矛盾：首先是專業(yè)集成之間的接口方面的“標(biāo)準(zhǔn)化”矛盾。比如主體和裝修、建筑和結(jié)構(gòu)、機(jī)電和產(chǎn)品等方面，這類標(biāo)準(zhǔn)化的建立需要產(chǎn)業(yè)鏈的支持，不僅僅是設(shè)計(jì)問題，因此它需要積累和迭代，就需要數(shù)據(jù)和模擬，當(dāng)然就有 AI 發(fā)揮長處的空間。

其次是設(shè)計(jì)流程上的矛盾。比如一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目，裝修方案在甲方會(huì)被經(jīng)常推翻和更新，因此，礙于最終方案未定，相關(guān)的施工圖和構(gòu)件產(chǎn)品設(shè)計(jì)就受到影響，要么等，耽擱時(shí)間，要么一次次改。而一次次改的過程其實(shí)就是效率極低，大量浪費(fèi)人力物力的階段，這個(gè)階段，由于需求端的變化是客觀的，如何設(shè)置邏輯，參數(shù)，應(yīng)用軟件去自動(dòng)調(diào)整，是軟件平臺(tái)的很大課題，這里當(dāng)然有 AI 技術(shù)的應(yīng)用，模擬糾錯(cuò)系統(tǒng)的建立，節(jié)省重復(fù)勞動(dòng)，解放人力。

第二，生產(chǎn)端的矛盾。簡單舉個(gè)例子，如何組織工廠及工地的各類產(chǎn)品的有效物流、存放及實(shí)施。面上好像是我們說的 BIM 應(yīng)用空間，實(shí)際上BIM 這個(gè)詞很不適合，應(yīng)該是信息化、智慧化的倉儲(chǔ)、物流及集成安裝。解決預(yù)制構(gòu)件堆場的高效管理，物流的準(zhǔn)確性及及時(shí)性，以及工地不確定因素應(yīng)急的快速反應(yīng)。管理人員與實(shí)施人員都需要更簡單，后臺(tái)更智慧方便的軟硬件。

第三，使用運(yùn)維端的矛盾。在BIM 信息的基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)更智慧化的管理也是個(gè)例子。

綜上，AI 看似離我們很遠(yuǎn)，如果企業(yè)和個(gè)人沒有意識(shí)往這方面發(fā)展，建筑業(yè)的過程其實(shí)是在原地踏步和倒退，AI 會(huì)很難理解很陌生。AI 其實(shí)離我們也很近，只要我們有這個(gè)意識(shí)，愿意去總結(jié)和模擬，去開發(fā)，去應(yīng)用……不積硅步無以至千里，積累很重要，是基礎(chǔ)和基石。

（責(zé)任編輯：金曙）