BIM的未来不会是BIM，它来得比你想象的要快

软件算法和机器人技术将如何彻底改变设计/构建过程

随着创成式设计、软件算法和机器人构建的进步，我们目前的流程将在未来三到十年内发生很大变化。我们将看到越来越多的计算机和机器完成的工作，这些工作比以往任何时候都多。

我们将看到建筑信息优化，而不是建筑信息模型（BIM）。与其手动绘制我们认为好的设计的墙壁、门和柱子，不如向计算机提供“规则”，指示它为我们提供建筑物的最佳占地面积、结构负载能力和热性能。需要几个月的事情将在一天内完成。这对你意味着什么？您如何在这些不断变化的过程中发挥作用？

我们现在在哪里

目前使用BIM软件的大多数公司都专注于收集数据。我们手动设计建筑物，手动输入数据，然后手动打印数据。该系统在大多数情况下有效;但是，它不是很有效。顺便说一句，大多数公司甚至没有很好地执行这个过程。大多数公司都在使用他们的BIM软件，就像使用CAD程序一样。

马丁·福特（Martin Ford）在他的著作《机器人的崛起：技术与失业未来的威胁》（Rise of the Robots： Technology and the Threat of a Jobless Future）中讨论了软件算法和机器人将如何取代快餐服务员等低薪工作以及作家和法律专业人士等高薪工作。您在自己的行业中看到了哪些模式？机器人和算法最终会在办公室和现场占据什么位置？

电影《我，机器人》提出了一个问题：“机器人能写出交响乐吗？机器人能把画布变成美丽的杰作吗？在一篇 Slate.com 的文章中，克里斯·威尔逊（Chris Wilson）说：“30年来，柯普一直在编写软件来帮助他创作音乐，他很久以前就达到了大多数人无法分辨真正的巴赫和他的计算机可以产生的类似巴赫的作品之间的区别的地步。观众被算法创造的旋律感动得热泪盈眶。

技术艺术家和软件工程师Pindar Van Arman建造了一个可以绘画的机器人。Van Arman本身就是一位狂热的画家，他首先建造了这个机器人作为他个人项目的助手。现在，机器人可以在人类的帮助下或完全靠自己制作美丽的肖像和风景。

这里有另一个问题要问你：算法可以设计建筑物吗？机器人可以构建结构吗？如果工具不存在或程序中存在限制，我们现在可以创建自己的工具。此功能已经存在于AutoCAD中的Lisp例程和Revit的Dynamo中。如果您还没有加入 Dynamo 的潮流，则需要这样做。

静态建模与参数化和算法思维

设计是如何在您的办公室进行的？设计是否通常在像Sketchup这样的静态设计软件中建模？当然，概念建模软件的好处在于，您不必过多考虑装配体、材料性等。

如果我们可以在概念工具中进行多次设计迭代，而不必每次更改时都对建筑物进行改造，那会怎样？最明显的优势是不必一遍又一遍地改造的效率。我们可以非常有效地创建多个迭代。

形式它是另一个概念建模工具。关于FormIt的一个很好的优势是能够即插即用Dynamo（双关语）。下面是我们团队中使用 FormIt 建模的建筑物。

将来，我们将使用数据来为我们的设计提供信息，而不是收集数据并报告这些数据。我们可以使用参数化和BIM来帮助我们解决问题。我对这种特定设计的挑战之一是合理化半径，以便面板均匀划分并为制造商保持平面。我解决这个问题的方法是思考理性形式=理性面板。使用数据和数学，我能够实现这一目标;然而，这个家庭很僵化，编辑起来不直观。

后来我开始接触像Grasshopper和Dynamo这样的算法编辑器。这是同样的例子;但是，请注意编辑几何图形是多么容易，我可以约束面板并使它们保持平面！随着工具变得更容易使用，我们将看到更广泛的采用率。

计算机控制工艺

下面是我帮助制作的一件家具的例子。

请注意，我们能够使用算法建模非常有效地创建多个选项。我编写了一个算法，为每个地毯创建并编号了一个模板。请注意第一个的数字“0”。

使用CNC（计算机数控）等技术。这意味着计算机将计算机辅助设计软件（CAD）生成的设计转换为数字。数字可以是图形的坐标，它们控制刀具的移动。

机器与人类的成本

在过去，如果我们要求人类切割这些梁，考虑到模板和表单的复杂性，价格会更贵。但是，如果我们使用CNC切割直梁或弯曲梁，则价格相同。但是传统制造商的工作会怎样？机器会取代他吗？不。他现在操作和维护机器。机器和工匠成为一个整体团队。

数据浪费和互操作性

数据浪费

每个人都听说过建筑垃圾。这基本上是在建造建筑物时修剪多余材料的结果，废物基本上被销毁或放置在垃圾填埋场。什么是数据浪费？数据浪费是指在建筑生命周期中不使用数据或重新创建数据的过程。我们一直在这样做。当您收到在 Excel 中完成的空间程序以及所有编程信息（包括所需区域、相关性、部门邻接关系等）时，会发生什么情况？如果您像大多数公司一样，在Sketchup或Revit中进行设计时，您将打印出Excel表单或将其放在第二台显示器上。

有很多Revit Excel导入/导出附加模块，我们没有理由在Revit中重新创建与Excel中的相同数据。这些工具可以而且应该相互通信。

互操作性

您使用什么设计工具？如果你像大多数公司一样，你可能会用Sketchup进行设计，也许还有一点FormIt或Rhino。当您开始设计开发时会发生什么？您现在是否正在Revit中重新创建Sketchup中的模型？注意到数据下降了吗？如果你可以点击一个按钮，它会把你的模型从Sketchup/Rhino翻译成Revit，会怎么样？

将来，我们不会花费数月的时间将信息从一个软件转换为另一个软件。我设想在未来，云将与软件无关，我们将能够创建、操作和捕获信息，无论几何图形是在什么软件中创建的。

人工智能（人工智能）建筑信息模拟

这就是它令人兴奋的地方...计算机将能够被赋予一组任务、规则和流程，并能够自主、高效地执行它们。

人工智能 BIM 加任务自动化

我们今天看到了AI BIM的暗示。您是否喜欢手动创建 PDF、导出 DWG 文件和分离 Revit 模型？在不久的将来，你不会。这现已可用。IMAGINIT 的产品清晰度可自动执行打印、发布到 Navisworks 和创建房间数据表等任务。投资回报率是荒谬的。

想象一下，如果计算机知道里程碑何时发生，模型何时发生变化，并且能够通过导出顾问的信息来做出反应。更进一步。如果所有建模都在云中完成，并且您有实时 PDF 集，那会怎样？每次发生更改时，您的 PDF 都会实时更新。考虑到我们今天所处的位置，这并不难想象。

AI BIM 加 3D 协调

传统的3D协调/碰撞检测过程即将得到彻底改革。Building System Planning， Inc.有一个名为“GenMEP”（创成式设计MEP）的自动布线功能工具。想象一下，一个工具在物体感知的同时布线管道系统和管道，并且缺少梁和其他 MEP 信息。目前，用户告诉工具要连接哪些部分，并且它路由缺少结构/ MEP信息。而是想象一下，向计算机提供负载要求、房间类型等，以及计算机算法自主设计、路由和建模 MEP 信息。当涉及GC时，在3D协调过程中将节省多少时间？当潜艇拥有相同的技术时会发生什么？我认为我们将在未来三年内看到这项技术。

AI BIM Plus分析与设计

手动分析和建模正在消失。GRAITEC Advance BIM Designer Collection已经创建了一个工具，该工具是用于3D笼子建模的设计驱动型钢筋计算程序，并自动执行钢筋混凝土柱，梁和基础的文档制作。这个工具成为主流只是时间问题。

想象一下，在未来五到十年内，结构分析对建筑设计有更直接的影响。今天已经这样做了，但随着材料科学、生物材料和算法建模的进步，我们可以看到用一半的材料实现极其高效的结构建筑。

人工智能建筑信息模拟加架构

我在NBBJ的好朋友内特·霍兰德（Nate Holland）在大学论文中执行了一个令人难以置信的过程。他构建了一个算法来优化他的建筑，通过最大化零售空间、海景和楼板，以高于成本的速度增加收入。前提是创建一个集成的团队，设计师和计算机。设计人员可以一起为计算机提供一系列规则、要求和参数。然后，计算机可以根据设计器设置的参数返回满足该条件的选项列表。

通过下图，我们可以看到每个设计与成本的关系大于收益，收益超过成本。

Nate的算法使用一种名为Galapagos的工具，该工具有助于优化建筑物。有一个为Dynamo创建的工具具有类似的功能，称为Optimio。它处于设计的早期阶段，但随着越来越多的类似工具，我们可以期待看到更多的优化，而不是更少。在未来，我想象一个工具或一系列工具，它们采用所有国际规范，设计师和工程师设定的规则，并根据所需的约束创建一系列优化选项。

同样，这些设计工具将考虑其他因素，例如采光分析、供暖和制冷负荷、玻璃百分比等，并帮助我们设计出更可持续的建筑。我们现在使用的可持续发展过程是什么？我们使用我们选择的软件手动设计建筑物，“收集数据”，并使用手动建模过程进行相应调整。重复。如果我们向计算机提供我们的模型，并要求算法优化我们的采光，会怎样？它可以分析，修改，分析，修改，分析，直到找到最佳形式，以最大化建筑物相对于坐标和太阳的日光。已经有算法可以做到这一点。它们足够直观，让我们行业中的大多数设计专业人士使用它们只是时间问题。

期权工程

我个人认为，选项工程没有起飞的原因是该软件不如Sketchup等草图工具直观，因此设计师不想使用它。我相信像分形项目这样的团队正在帮助克服这个问题。

增强现实/虚拟现实

谈到我们行业的未来，就不能不涉及VR/AR。将来，我们将不必在虚拟现实和混合现实耳机之间进行选择。未来的头显将具有能够适应虚拟现实和混合现实的镜头。

此外，随着硬件变得更轻、更舒适，我们将全天佩戴它们，而不仅仅是在我们想看渲染时。预计在两年内看到混合VR/AR头显。有了额外的配件，让我们体验压力、温度和气味，从实际中破译虚拟将更加困难。

机器人将如何彻底改变建筑行业？

建筑业的机器人会像食品业的机器人吗？我相信未来的机器人看起来更像机器，而不是人。

机器人当然不能做很多与人类相同的任务，比如在建筑工地上导航，对吧？优步在自动驾驶汽车上投入了大量资金，这些汽车可以在城市街道上与行人和其他平民一起驾驶自己的车辆。这些自动驾驶汽车具有物体回避算法，这些算法从安装在车辆上的传感器提供信息。机器人与建筑工人并肩工作只是时间问题。

机器人已经出现在建筑业。下面是一个机器人，它正在帮助摊铺机更有效地铺设摊铺机（并节省他们的背部/膝盖）。

工人将砖块送到机器人的顶部，机器机器人以所需的模式铺设砖块。Arch_Tec_Lab是位于瑞士苏黎世的建筑机器人制造测试设施。该设施目前正在对机器人及其在建筑中的使用进行原型设计。该设施背后的想法是不受类似于汽车构造的双向路径的限制，而是完全自由地使用机器人阵列的 40 轴运动组装复杂的形状。

SAM（半自动泥瓦匠）是一种机器人，旨在使建筑工作更有效。耗资五十万美元，其创造者声称SAM可以在一天内铺设800到1，200块砖 - 一个熟练的人类泥瓦匠往往达到500块。哈德良系列瓦工机器人声称他们的机器人每小时可以铺设 1，000 块砖！

3D打印机现在正在离开办公室并在现场进行建筑以扩大规模。随着3D打印和材料科学的出现，我们将看到更多独特的建筑代替传统的盒子。这是因为从劳动力的角度来看，构建矩形的成本不会比椭圆高。

无人机正在迅速在建筑界找到自己的位置。这不是什么新鲜事。他们帮助提高工作效率，减少员工受伤等。但是，您知道他们现在也在帮助实际的施工过程吗？来自洛杉矶Gensler的一个团队推出了3D打印无人机原型。他们的目标是解决3D打印机的传统问题，即打印床的大小。它还有助于建筑工地可能难以获得材料的地方。

建筑师Ammar Mirjan将一小群无人机编程在一起，将数百个街区飞成一个编队，建造一座六米高的塔楼。这是无人机的第一次。总而言之，机器人比人类快得多，它们永远不会感到疲倦或受伤。他们永远不会提出工人赔偿索赔。建筑业占美国工人在工作中死亡总数的五分之一。这只在美国！2014年，政府统计了870名建筑工人死亡。

物联网

如果您将机器人、建筑和物联网 （IoT） 结合起来，这就是令人兴奋的地方。就像Uber汽车永远不会碰到其他物体一样，想象一下，如果无人机和机器是物体感知的，不会碰到人类。

我们的团队目前使用一种称为摄影测量的技术。我们有一个与物联网相关的摄像头。根据相机给出的WiFi信号，我们可以使用iPad控制相机。这是一项非常酷的技术，总承包商特别喜欢它。想象一下，如果你可以派一个小型无人机团队来扫描一个财产，而不是一个人不得不在现场拖着沉重的相机？我预计我们将在未来三到五年内看到这项技术。

您如何才能最好地为自己和您的公司做好应对这些不断变化的流程的准备？对工作感到不安并不能解决任何问题。相反，开始进入技术！

Bill Allen是EvolveLAB的联合创始人兼首席技术官，EvolveLAB是一家位于科罗拉多州博尔德的渐进式计算设计和建筑信息建模公司。