全流程參數化助力幕墻工程設計和項目管理

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借助AI賦能技術創新

小編借助騰訊IMA進行本地庫搭建

建議建筑朋友搭建自己知識庫 為技術賦能




下面分享 八局設計的AI賦能案例


隨著新時代建筑業向著低能耗建筑、裝配式建筑、綠色建筑方向高質量發展,參數化技術作為可視化的數據信息處理技術,逐漸成為建筑工程的中樞神經,參數和數字作為其核心、脈絡可以延伸至整個建筑全生命周期,從而實現建筑工程設計與工程項目管理的集成。

中建八局發展建設公司設計研究院結合當下建筑幕墻的集成化、專業化、數字化的發展方向,積極布局探索參數化技術的創新應用。以全過程數字化為載體,持續在幕墻工程設計領域進行深入研究和應用,創新性應用參數化技術開發了項目管理系統(ICS)。




數字化賦能

打造單元體幕墻設計的“智慧大腦”


青島深藍中心單元式幕墻工程,位于青島市市南區,建筑高度328米,施工區段單元式幕墻面積約2萬平方米,板塊數量約3700樘。



應用過程:

①表皮建模與優化歸并。

本項目建筑形體復雜程度適中,16F到67F建筑表皮隨高度變化而變化,單元板塊可分為標準矩形板塊、轉角彎弧板塊、大線角平行四邊形板塊、梯形板塊四大類。

通過對建筑表皮的參數化分析、優化,將幕墻分格按1250mm為模數進行劃分后,對細分板塊進行平板優化,將翹曲值控制在10mm以內,并采用分層分區域的方式按照一定誤差對相似板塊進行合并,最后結合統一拉彎半徑等措施,減少單元類型70%以上。







②DeepSeek協助用戶數據的Python程序編寫。

單元體幕墻型材系統的復雜性對設計精度提出嚴峻挑戰。本工程涉及35種異型鋁型材構件,各構件間存在150余種互為關聯的銑切、開孔特征,傳統人工識別方式存在三大痛點:1)特征匹配依賴工程師經驗,出錯概率較高;2)修改迭代時關聯特征難以同步更新;3)歷史數據缺乏系統化管理。針對這些問題,項目團隊基于DeepSeek開發了參數化數據管理系統。

系統采用Python語言構建SQLite關系型數據庫架構,通過特征矩陣算法將型材截面參數(輪廓坐標、壁厚、加強筋位置)與加工特征(銑切角度、孔徑公差、連接件定位)建立拓撲關聯。開發團隊使用sqlalchemy框架實現數據持久化,構建包含型材庫、特征庫、節點庫的三層數據結構。在建模階段,通過特征編碼(如MX-05-120°表示5號銑切特征的120度斜角)實現參數精準調用,系統自動解析特征間的空間邏輯關系。



實施效果表明:

1)型材特征識別準確率提升至99.7%;

2)設計變更響應效率大幅提高;

3)建立可復用的標準特征庫達230項。該技術路線為復雜幕墻系統的數字化建造提供了可推廣的解決方案,后續可通過機器學習實現特征參數的自優化迭代。

③參數化生成單元體模型。

針對單元體板塊,采用先建立個體詳細構造模型,再根據處理個體模型時得到的合理的建模邏輯,運用PowerCopy模型搭建方式,根據不同個體的銑切、挖孔等特征,為每一個構件設置用戶數據,用戶數據存于外部數據庫,最后由參數化程序進行詳細的模型搭建,這種單元體幕墻模型搭建工作流相較于傳統建模方式,準確率可達100%,建模效率提高80%以上。















單元板塊生成系統演示

④工藝圖與表單導出

使用參數化程序將各種型材分別導出三視圖(四視圖),進行外形特征尺寸標注,并導出Excel、Dwg等各種加工、施工、安裝等工序需求的各種文件。相較于傳統的三維建模軟件,參數化程序完成工藝圖、表單效率提高85%以上。

以上參數化在超高層單元式幕墻中的應用具有泛用性,通過參數化處理,可極大提高團隊運作效率和成果準確性。對于不同特點的項目和加工廠,可將參數化融入到工藝優化中,結合設備特點、加工工序、人工水平等因素,形成一套最優的工藝設計成果。

隨著科學技術的不斷發展,如今各式各樣的軟件工具都可以與數控加工平臺實現聯動,以往的二維工藝圖紙和紙質表單將逐步被數據所取代,如何實現項目設計生產等各環節的高效對接和數據共享將成為未來的重要研究方向。




打造ICS系統

助推工程項目管理邁向“新時代”


參數化技術是八局發展設計研究院的特色和優勢,諸多的數字化、參數化技術應用經驗以及深厚的技術積累,為ICS系統(項目管理系統)的立項和開發提供了強有力的助推。

ICS是以Rh+Gh為參數化平臺的工程項目管理系統,打通了幕墻工程生命周期中不同階段的信息流,實現了工程項目管理的“可視化”、“精準化”、“智能化”,針對性解決幕墻設計階段和工程管理、運維運營階段的不同平臺造成的信息不通暢,數據易丟失的痛點。



ICS系統主要有三個功能

(A)可視化施工色彩管理功能,實時分色顯示物料其當前所處的狀態。

(B)材料庫存預警功能,對現場施工材料進行實時監測,并動態預測材料庫存狀態。

(C)材料全生命周期信息溯源功能,賦予材料識別碼,信息覆蓋材料的全生命周期。



系統運行狀態

系統主體架構由搭建數據庫、數據獲取、數據交互與處理、數據轉化、信息可視化組成。



系統架構邏輯

在數據庫類型方面,針對實際需要,使用文件夾代替傳統數據庫,相關表單文件放進文件夾即可完成數據添加和更新,極大的降低了使用難度。



數據庫搭建

編寫Python程序,完成數據獲取、數據交互、數據運算等工作,根據不同類型數據、假設多種場景自動進行甄別處理,大大降低程序的容錯空間。

編制ID碼(身份標識),不同于Rh軟件的Guid標識碼,ICS系統以數字(0-9)和“@”符號為基礎,編制了代表物料身份、物料空間位置及可以進行交互的新型ID碼。

信息處理和可視化,把從數據庫獲取的數據與Rh中的物件進行比對運算和交互,根據結果對物料賦予不同的顏色,不同的顏色代表不同的意義,并將信息實時顯示在畫布上。



Python程序



系統運行結果

ICS系統搭建完成后在中國科學院大學深圳醫院(光明)項目中進行測試試用。實際使用中,該系統實現了幕墻工程設計和項目管理一體化的目的;操作簡單,工程技術人員可以兼做系統操作員,降低項目管理成本;分色顯示一目了然,項目管理人員可以迅速開展現場管理工作;大數據協助智能預測物料庫存,對建筑物料庫存運籌帷幄。

ICS系統還預留了二維碼生成、打印功能的開發端口,后期還將根據工程項目管理的實際需求不斷拓展,成為項目管理更堅實的左膀右臂。


八局發展設計研究院對參數化技術的研究與應用,不僅使幕墻向單元化裝配化方向發展的過程更加順暢,而且在項目管理方面更大有可為,使工程項目實現智能、精準、可控的管理方式,助力公司實現數字化轉型。


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