数字设计重塑设计数字化新场景

2022-08-31 02:08广联达科技股份有限公司
中国勘察设计 2022年8期
关键词:数字化数字模型

■ 广联达科技股份有限公司

数字设计时代,以数字设计平台为核心引擎,全面满足用户的个性化需求,让设计创意无限传承。数字设计为设计企业提供岗位作业、项目协同、企业经营、行业监管的综合解决方案,构建数据赋能高效化设计的岗位应用场景、数据融合下全专业协同设计的项目应用场景,知识赋能一体化业务的企业应用场景,数据驱动下智慧化监管的行业应用场景。

岗位层:数据驱动的高效化设计

岗位层工作是勘察设计业务的起点,是整个设计产品质量的关键所在。岗位层的提质增效,是数字设计最直接的价值体现。数字设计模式下,建筑、结构、机电等各专业岗位的设计师,在大数据、人工智能等数字化技术的赋能下,通过数字设计平台提供的高效、易用的设计软件,进行衍生式设计,使设计创意得到最大程度的呈现;同时,整合设计资源库中丰富的设计构件、设计模块、设计标准,使用构件级BIM数据库,进行模块化设计,大幅减少重复性建模,提升设计效率;通过构件级数据的驱动,岗位层实现高效设计,最终交付各专业的二维图纸与三维BIM,为实现设计算量施工一体化奠定基础。

智能化设计,赋能设计师实现无限创意

人工智能等数字化技术的深度应用,赋能设计师探索更多方案设计。通过人机智能交互的数据输入完成智能强排、智能总图、智能审查的工作,将设计师从繁重的低效重复劳动中解放出来,专注于创造性的工作,激发设计师的无限创意。

建筑方案的智能衍生设计,大幅提升设计生产效率

智能化设计工具提升设计能力,实现设计方案自动生成。设计师将项目概况、设计目标、指标约束及边界条件等设计要求输入数字设计平台,平台基于设计要求的相关数据快速生成建筑设计方案。设计师通过智能化设计工具,综合考虑各专业的融合,通过专业间冲突检查、模型整体方案性能评估,筛选出组织合理、功能完备、性能优异、方案可行、成本最优的设计方案,达成空间、功能、性能及成本的自主演化。

施工方案的自动深化设计,提高深化效率及水平

数字设计新场景

数字设计“岗位层”解决方案

设计方案的智能生成与自主演化

数字设计平台打造基于AI算法的施工自动深化设计功能,提高深化效率及准确度。数字设计平台以基于云端的统一BIM模型为数据载体,结合建造成本、建造工艺、建造工期等各阶段所需关键信息,对施工工艺复杂、规模大的项目进行自动深化设计,对重要节点完善和深入的表达,并基于深化图纸和模型指导现场施工。基于集成模型和特定的装修标准数据,同步完成装饰装修的施工图设计深化,改变传统方式下主体施工完成后再进行装饰装修设计的流程,最大化消除拆改浪费。

施工方案的自动深化设计

构件库助力设计产品的模块化设计与规模化生产

模块化设计,实现建筑产品的高效设计

模块化设计借助构件库,实现设计方案的快速生成

结合平台提供的构件库功能,用户与设计师进行密切沟通,通过在构件库中选择设计构件进行去专业化的拼装设计操作,快速生成符合个人偏好的个性化设计方案,设计师结合专业意见进行设计调整,形成初步设计成果。在初步成果完成后,用户利用VR/AR等技术手段,沉浸式体验建筑模型,测试设计方案对需求的满足情况,根据体验情况提出针对性的设计调整建议,为建筑方案的快速迭代设计奠定基础。

基于构件库的模块化设计

数字设计“项目层”解决方案

构件库支撑构件的工业化制造,实现低成本、规模化的构件生产

模块化设计连接设计端与工厂端,通过构件库生成设计方案,其中的标准化、模块化组件能够在工厂被快速生产与制造,解决定制化设计带来的成本问题。通过基于数字设计平台的构件库应用,在用户、设计师与生产商之间搭建起高效的沟通桥梁,达成建筑产品标准化与用户需求个性化之间的理想融合,快速打造出低成本满足用户需求的建筑产品。

项目层:数据融合的全专业协同

项目层是勘察设计业务的最小单元,决定着整个设计过程的成败。数字设计场景下,数字设计平台提供多种智能化设计手段,在提升设计师设计生产力水平、激发设计师创意灵感的同时,实现项目全专业、全参与方的高效化协同,让设计创意得到有效传承。数字设计以用户最终需求为起点,通过全过程逆推式设计打破传统模式,以“功能需求”为原点逐层逆推到上游设计领域,使建筑产品最大化满足用户需求;以各参与方不同需求为目标,对模型进行全过程的模拟仿真与反馈优化,打造设计方案最优、商务方案合理、实施方案可行的全数字化样品,实现建筑产品与建造过程的双成功。

协调多专业设计方案

基于用户使用性能的建筑环境方案优化

数字设计平台支持下的全专业协同设计,赋能各方无缝合作

数字设计平台构建全专业协同工作环境,提升设计协作水平

数字设计平台整合不同专业的设计软件,为各专业提供统一设计环境,打造统一的工作入口和数据来源,各专业基于统一的集成模型联动设计,一模多用,推动多专业间的协同设计与实时互动,消除因设计软件不同、跨平台沟通协作来的问题,实现各专业间的无缝联接与高效协作。

数字设计平台实现全参与方的无缝、高效协作

基于用户需求的逆推式设计

设计算量施工一体化

以数字设计平台为中心,联接设计方、生产方、建造方、施工方、运维方。针对生产方对构件几何与性能设计需求、建造方对成本和设计管理的需求、施工方对专业深化设计的需求、运维方对模型运维体验的要求等,提供各领域的专业应用、产品和服务,共同参与建筑产品研发和设计,深度交流,能力聚焦,快速创新。基于“工具+数据+模型”,实现各参与方之间不受时间、地点的互动,不断升级产品和服务,形成数据驱动的业务闭环,围绕工程项目成功目标,形成利益共同体,基于数字设计平台开展高效协作,推动产业转型升级。

以用户需求为中心的逆推式数字设计,让建筑产品尽善尽美

个性需求前置,满足用户不同需求

数字设计平台为项目提供需求实时响应、去专业化的个性化设计。数字设计平台自主录入生活场景、交往模式、环境偏好等信息,形成符合个人设计偏好的个性化设计数据与方案。设计师根据用户的个性化设计方案,结合专业意见进行设计调整,将用户个性化需求前置,通过数字化需求采集、功能分析、内装设计、空间设计、户型设计及建筑组合等过程,实现从家具部品到功能房间再到室内空间和楼栋的设计步骤,以逆推式设计逻辑驱动建筑、结构、机电、装饰装修等各专业设计围绕用户使用需求进行设计协调与统一。

建筑性能仿真,让建筑产品实现性能最优

数字设计平台实现性能模拟优化,满足建筑性能设计要求。数字设计平台将建筑性能设计的着眼点从单一专业转移到建筑全系统性能的关注,将健康舒适和节能低碳贯穿于设计全流程中,通过性能模拟优化进行设计方案调整,实现建筑产品性能最优。

根据建筑性能评价标准,对室内天然光环境、照明环境、热环境、声环境、风环境及室内空气品质等建筑性能进行数字化评估,并结合使用者需求,驱动环境设计、形体构造、立面设计、空间组织、材料选取及设备选型等设计要素的模拟优化。

通过建筑性能的改善,达到空间环境与人的生态平衡,营造出绿色、舒适、健康的人居环境空间,达到建筑运维绿色低碳、建筑环境舒适健康、生态环境充分融合的设计目标,形成“以人为本、健康舒适、绿色环保”的数字建筑新样板,使建筑作为一种产品真正为使用者服务,满足客户对健康的需求,加快建筑全产业链绿色化转型升级步伐。

以参与方需求为目标的设计算量施工一体化,让建造过程精益求精

传统的设计与算量、施工相互割裂,设计成果不能被有效利用,造成各种资源的浪费。数字设计下,数字设计平台紧密围绕各参与方的生产、施工及运维需求,通过设计算量施工一体化,打造数字生产线,综合考虑材料成本、建造成本、生产管理、施工管理过程,实现工程项目建造过程精益化管理。

设计算量一体化——基于大数据的成本控制模拟,实现成本最优

数字设计平台通过成本实时模拟,实现设计与算量的打通和融合。传统算量软件需要输入工程图纸信息进行图纸或模型的处理,增加造价人员的工作量。通过设计算量一体化,在设计过程中可以实时对算量进行映射,算量的准确性和效率都将大大提升,在设计的方案阶段、初步设计阶段、施工图阶段实时为工程算量提供相应的模型,从源头控制算量和造价。工程量清单编制基于BIM设计模型,按照工程量计算原则进行算量深化,再利用算量软件进行工程量清单编制,与模型实现联动修改。设计与算量的一体化,使设计成果与算量实时同步,有利于从源头上控制工程量,进而使项目造价更透明、高效。

设计生产一体化——基于“数字工厂”的生产过程模拟,实现柔性生产

基于成本大数据的成本控制模拟

基于“虚拟生产线”的建筑构件模拟生产

基于“数字虚拟建造”的施工方案模拟优化

基于数字设计平台打造“数字工厂”,实现生产过程数字化。通过与生产工厂线的有效连接,将模型中的构件或部品设计模型直接输出至“数字工厂”并进行充分解构,由工厂智能调度中心根据施工计划、生产能力、工艺限制、原辅料供应以及各生产单元间相互制约关系等进行智能排产模拟、生产工艺模拟、柔性化生产模拟以及产品物流运输模拟。同时,结合工厂自身构件生产工艺的需求,对构件的几何尺寸、材料结构等进行修改优化。在设计阶段消除可能存在的“生产风险”,提高图纸及作业指导书的精细化水平,完善工序工法,提升生产效率与精确度。

设计施工一体化——基于“数字虚拟建造”的施工模拟,实现智能化施工

数字设计“企业层”解决方案

数字设计平台以施工组织和资源配置最优化为目标,通过“数字虚拟建造”,提升设计方案的可实施性。在建筑模型基础上,通过附加工程建造所需的工艺工法、定额、工料等信息,形成施工信息模型,对施工活动中的人、财、物、信息流动过程进行全面的仿真再现,以“虚拟试错”的方式避免实体建造中的各种问题,降低成本、缩短工期、减少风险,增强施工过程中的决策、优化与控制能力。

数字设计模式下,设计单位不仅可以为施工阶段提供准确而详尽的BIM模型,还能为建立全过程的模型数据库奠定基础;施工单位也能够更早地介入设计工作,通过统一标准的模型和平台,控制项目的造价、工法和材料;咨询方、供应商等关键参与方也能够在前期设计阶段进行介入,基于数字化设计平台进行一体化的设计,使设计成果更加符合全过程工程价值的实现。

企业层:数据资产支撑的一体化管理

企业层是勘察设计业务的主体,承担着整个行业转型升级的重任。数字设计新场景下,设计师将设计过程中产生的各类知识资源以及业务实践经验,沉淀积累成为完整的知识资产库,同时通过知识分享工具,为项目与企业提供知识输入,将业务最佳实践变为企业的数据资产,为企业创新夯实数据基础。通过数据驱动项目精细化、智能化的管理,实现设计过程、方案模型与生产要素的综合数字化,实现数字设计平台支持下的项企一体化,对多项目进行集约化管理。最终,通过设计算量施工一体化,赋能设计企业稳步开展设计、工程总承包与全过程咨询业务,实现设计业务的扩展,提升企业的核心竞争力。

业务最佳实践沉淀设计数据资产库,提升设计企业核心竞争力

数字设计实现设计院知识管理,提升设计企业核心竞争力。设计企业的核心竞争力体现在设计和创新能力,归根到底是来自于设计师。设计师的数量与质量,很大程度上决定了企业的实力。但当前设计师的执业门槛高、培养周期长、人员流动性大等客观问题,成为制约设计企业发展的难题。数字设计通过对业务最佳实践的知识沉淀,实现对设计师的知识管理,让设计师的经验可传承、可复制,突破了人力对设计企业发展的限制。在数字设计模式下,设计企业通过数字设计平台建立知识资源获取、管理和利用体系,以“专家、项目、资料”作为不同的主线,获取设计师在项目设计过程中产生的各类知识资源,并进行科学规范的整理和分类,将最佳的业务实践沉淀积累成为完整的知识资产库,同时提供便捷有效的知识分享和利用手段,为设计师提供学习提升的路径,降低专业的门槛,充分发挥知识和经验作为无形资产的价值,赋能企业快速高效开展新项目,大幅提升设计企业的核心竞争力,从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。

数字设计平台支持下的项企一体化,实现多项目集约化管理

数字设计下,设计项目团队在数字设计平台进行协同工作,产生大量设计数据。这些数据通过平台,汇集、传输到设计企业,成为企业决策管理的重要依据,使企业能够实时精准地对多项目的集约化管理。

设计企业数据资产库

设计施工算量一体化赋能设计企业开展新业务

数字设计平台让企业与项目数据打通,发挥数据管理要素作用

数字设计平台为企业提供私有化的项目与企业管理空间,实现横向的项目数据和纵向的企业管理数据打通,赋能企业实时跟踪和管理项目的进度、质量等,基于企业管理需求查看详细项目数据,依据企业管理对成本、效率等的需要进行项目决策。

数字设计平台支撑智能化决策,实现多项目集约化高效管理

多项目管理数据在设计平台上进行沉淀,企业基于多项目的设计、成本、人工等数据,在平台上形成可量化的项目考核依据和智能化的项目管理方式,并基于此进行多项目综合管理与控制。多项目横向各类指标对比有助于企业进行综合研判与决策,形成多项目管理最优解。

设计算量施工一体化,赋能设计企业开展工程总承包与全过程咨询业务

设计企业项企一体化

数据赋能的行业智能化监管

设计企业面临着同质化竞争激烈、市场空间萎缩的经营现状,开展工程总承包、全过程咨询等新业务,已经成为必然选择。通过数字设计,设计企业实现设计算量施工一体化,为业务转型与延伸提供了重要的支撑。

设计算量施工一体化赋能设计企业发展工程总承包

数字设计下,基于模型的三维正向设计成为可能。全专业、全参与方基于数字设计平台进行协同设计,生成的模型数据可以满足项目各方对设计的需求,并能够在设计、算量、生产、施工、运维等各阶段进行有序、快速的传递。

基于全数字化模型,设计方能够在数字设计平台上进行工程量、材料、工法、现场施工管理的模拟,并能链接供应链,进行智能化的材料供应调配。通过全数字化样品与施工管理系统的数据打通,设计方以技术基础和数字化手段介入工程施工质量管理,从技术与设计角度提升工程项目施工水准。数字设计一体化让设计方有能力向产业下游发展,扩展业务边界,做大盈利基数,打造在工程施工领域的独特竞争力。

设计算量施工一体化赋能设计企业开展全过程咨询

数字化审图

基于大数据的智能化管理

基于全数字化样品,设计方能够对工程全过程提供设计咨询服务。在算量阶段,基于设计标准与工程算量标准的对接,设计模型能够自动深化为算量模型,并基于此给出算量成果,对算量与造价提供精确指导;在生产阶段,基于生产方的设计需求录入,模型能够展示生产方需要的模型数据信息,同时与生产方的生产端设备连接,指导生产方的生产;在施工阶段,数据模型的施工顺序、工法以及基于模型的施工现场管理都可为施工提供高效的指导;在运维阶段,模型自带的全专业属性和材料、施工信息,能够为运维方案提供指导。在这个过程中,设计方作为设计数据的发起人和协调者,能够基于数据模型为工程全过程提供指导性服务。

整体来看,基于数字设计,设计方能够为工程全过程提供设计相关的信息和咨询服务,数据模型不仅仅作为一种设计成果,更成为推动施工各参与方进行数字化业务转型的媒介,设计的价值将得到充分地认可与尊重,真正成为产业链数字化的龙头。

行业层:数据赋能的智能化监管

行业监管层是勘察设计业务的监管主体,把握着行业转型升级的方向。数字设计模式下,监管部门通过打造行业级数据库,充分发掘数据的管理要素作用,实时对市场动态进行把控;设计企业通过云端的数字设计平台,进行数字化的报建报审,交付全数字化样品,而监管机构在人工智能技术的支撑下,快速高效完成数字化的图审工作,大幅提升审图效率;通过数字设计平台,对接其他政务系统,利用大数据技术,全面掌握设计企业、在建项目的综合数据,结合人工智能技术,实现精准、动态、智能化的市场监管,全面提高行业监管水平与质量。

基于BIM的数字化审图,让行业监管更高效

数字设计平台实现数字化样品智能审核。数字设计平台集成BIM智能图审工具,提供二维图纸与三维模型辅助审图功能,在二维图纸审图流程的基础上增加三维视图,并通过二三维对比等功能实时确认图纸与模型的位置关系,保证设计意图及信息的无损传递,将因信息理解错误造成的损失降至最低,同时利用人工智能技术进行任务管理、技术审查和结果发放等功能,形成可靠的智能审图能力,减少人工审查工作量,提升审查效率和质量,满足政府项目抽查、时效调控、信用评价的数字监管需要;在政府审批方面,基于数字设计平台,推进无纸化办公和网上行政审查批度,对问题进行云线审批、意见留存等操作,大幅度节约办公成本,极大地提高审查工作效率,解决了传统审查模式存在的受时间和空间限制、审查材料繁杂、信息传递滞后等问题。

基于大数据的智能化管理,让行业治理更精准

基于数字设计平台,实现行业业务系统统一在云平台上运行、所有数据统一在数据中心管理的智慧行管机制。行业监管部门各部门相互打通,避免信息孤岛的出现,实现项目数据的互联互通。通过对全方位业务系统数据的采集、清洗、转换和比对,建立动态的勘察设计行业数据库,全面掌握监管区域内人员、项目、企业的数据,实现基于大数据技术的设计企业、注册从业人员的诚信信息联动管理和共享,完善企业、注册人员不良行为认定标准和信息发布制度,精准化、智能化推进行业守信激励和失信惩戒,实现“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据助企”,全面提升行业监管水平。

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