现代参数
特征

从CAD到联合设计的机器

芬兰 经济学教授Osmo A. Wiio声称我们通常高估了 不久的将来而低估了遥远的未来。他的想法引起共鸣 以当今对设计自动化的认识。

早在1980年代,我参加了芬兰有史以来的第一个“集成CAD”项目,在该项目中,建筑师,结构,HVAC和电气工程师交换了CAD文件而不是蓝图。我们使用的微型计算机的计算能力与当今的激光打印机差不多。尽管如此,我们仍然能够自动化设计任务。

我们的旗舰项目是北欧最大的办公楼。该设计由重复的地板单元组成,因此非常适合原始设计自动化。例如,我们可以对几个基本单元进行更改,并将更新传播到整个建筑物的楼层和街区。如果您将它与对数十个图形进行多次手动操作进行比较,则可节省大量时间。

今天的设计师 拥有可以做得越来越多的工具。新技术不只是 加快设计任务,它们还可以为客户创造全新的价值, 设计师,承包商和制造商。

参数设计

我们80年代的自动化可以称为脚本编制-使用一系列命令执行任务的例程。今天,我们有许多与设计自动化有关的概念。它们包括参数设计,关联设计,算法设计,计算设计,生成设计等。

新概念之间的共同点是使用参数定义设计对象的特征。参数通常是尺寸,数量和其他物理属性。参数可以 也与成本,时间和材料质量有关。参数可以有 相互制约和联系。

动力 使用数字工具可以使参数化设计变得显而易见 我们使用算法探索几何。可重复的,相当简单的规则 使用参数值作为输入来修改可以创建的结构的几何形状 不可预见的形式。算法设计在设计楼层布局时还有其他用途, 外墙,甚至城市规划。

Zaha Hadid Architects的参数化设计

Shajay BhooshanZaha Hadid Architects的高级研究员告诉我 在采访中 计算设计不仅与建筑形式有关:“我们认为,现代,复杂的生活需要更复杂的设计。我们的环境需要适应快速变化,而参数化设计则使其成为可能。我们希望建筑环境能够反映自然环境。”

参数 设计与数字制造齐头并进。计算设计与 机器人技术使大规模定制变得可行。机器人可以制造一百或一百个 相同对象的副本,无需支付额外费用。

生成设计

什么 如果您让计算机更改参数的值会发生 算法模型本身?它可以测试数千个参数 组合在很短的时间内。

生成的 设计方法会创建一组备选方案,您可以根据以下方面进行评估 吨数,件数,面积,成本,保温效果等。

乔尔 Simon’s 实验研究项目,称为 不断发展的平面图,探索投机性,优化 平面图的布局。他用一所小学的空间布局作为 初始点。他通过生成设计软件运行了该软件,旨在 例如,最小化类之间的交通流或最小化火灾 escape paths.

结果 是看起来“有机”的布局–与原始布局完全不同 矩形设计。根据Dezeen.com的说法,Simon声称他的工具可以 be used to “breed”使用数字技术的建筑物 such as 3D printing.

增加机器学习

人工的 智能和机器学习已成为头条新闻,但到目前为止, 我们还没有看到建筑行业的商业突破。耦合的 通过参数化和生成设计,他们最终将创造出一个完全 建筑环境设计师,建筑商和业主的新游乐场。

机器 可以使用现有设计的数据,建筑物和环境的实时数据, 以及来自构建环境中人员的生物特征和行为数据。

人工智能不仅可以帮助优化,而且可以使死记硬背的工作自动化。在2018年 我采访了 斯威科的毛里·劳森(Mauri Laasonen)和里卡多·法里尼亚(Ricardo Farinha)。他们在小型电厂的设计中尝试了机器学习。学习过程完成后,该机器能够自动设计工厂结构模型的关节。它无需人工干预即可成功设计77%的连接。

可以机器人 取代人类设计师?我相信它会在某些特定情况下发生 设计和施工领域。

更多选择

在1980年代,我的一位年长同事曾教导说,为了取悦客户,建筑师应提出三种替代的初始设计。其中之一应该有缺陷,一个应该可以,并且一个应该宏伟。然后,架构师应该打牌,以便客​​户选择最后一张。不幸的是,这并不总是发生。

计算的 设计可以以与传统产品相同的成本提供无限的替代方案, 标准化生产。设计团队可以使用许多因素来 评估替代方案的生命周期性能。反馈数据可以 进一步完善设计。

在里面 1980年代,许多建筑师担心CAD的使用会导致难以想象的结果, 机械结构。回顾过去,我们的工具并没有导致 某种架构。相反。架构 使我们能够有效地使用技术。但是,今天的计算设计 从根本上改变建筑的表现形式。

未来

如果使用得当,设计自动化和AI应该可以带来更好的建筑物和环境。设计人员可以更好地考虑影响设计成本和设计生命周期价值的因素数量的增加。

从人类行为和传感器数据中进行机器学习将为设计师提供反馈,以改善未来的设计。客户可以基于丰富的数据集做出明智的决策。

我认为计算设计将最终改变职业。设计学科将融合在一起,设计与制造将紧密相连。设计师将不得不比现在更好地考虑和理解制造。

有限元模型
艾因斯集团:有限元模型

计算设计将扩展到特殊结构和独特建筑物之外的区域。对于设计和施工自动化而言,大容量住房尤为成熟。

我的预测是,我们将看到“元设计师”。他们是由建筑师,工程师,程序员,经济学家,行为专家和其他专业人员组成的团队,负责开发特定项目或建筑物类型的设计过程和自动化。人工智能驱动的算法系统照顾了许多传统设计师’s work.

我同意Shajay Bhooshan的观点’的想法:“架构不存在于泡沫中。机器人技术,3D打印,人工智能,大数据等将对行业产生影响。解决复杂问题时,设计不能只是直觉问题。”

关于作者

奥尼·海斯卡宁(Aarni Heiskanen)

建筑创新代理人Aarni Heiskanen被誉为建筑行业百大影响力人物。 Aarni一直是计算机辅助设计的先驱,他与他人共同创立了一家商业软件公司,并曾担任认证管理顾问。他经营 AE合作伙伴,一家创新和战略咨询公司。 Aarni拥有建筑学硕士学位。

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