近期,住建部部长倪虹表示,住建部深化建筑业改革,推进建筑业工业化、数字化、绿色化转型升级。以科技赋能来提高建筑业发展的质量和效益,加快新一代信息技术与建筑业融合,大力发展智能建造、绿色建造、装配式建造等新型建造方式。
大模型悄然改变建筑业
建筑业是国民经济的传统支柱型产业,在深化改革的大背景下,AI大模型有望成为推动其转型升级的关键技术之一,正在成为我国科技革命和产业变革的重要动力、展现出了强大的应用潜力。
从AI大模型发展的动力来看,主要来自两个方面,一是深度学习技术的进步,使得语言大模型通过海量无标注数据预训练获得了多任务通用求解能力,引领了AI大模型的快速发展。二是来自市场的牵引,多个领域对提高效率、降低成本和风险的创新需求,推动了AI大模型产业的蓬勃发展。
01 AI大模型在建筑行业的应用层级
按照应用领域的不同,很多专家把AI大模型在产业中的应用分为L0通用大模型、L1行业大模型、L2垂直大模型三个层级。就建筑行业而言,AI大模型的应用主要集中在行业大模型(L1)和垂直大模型(L2)两个层次。与通用大模型相比,这两类模型更具专业性和数据安全性,未来将在行业和企业应用中发挥更大价值。详细来说,建筑行业AI大模型也就是使用建筑行业相关的知识、标准、规范等数据,通过微调、精调和预训练等技术手段建立起来的大模型。例如,2023年10月16日,上海建工四建集团建筑人工智能研究室上线发布建筑业首个行业大模型Construction-GPT Beta版。
AI大模型在建筑行业应用层级
建筑行业垂直大模型则是针对建筑行业特定的任务和场景的大模型,通常使用任务相关的数据进行预训练或调优,来提高该任务的性能和效果,是对建筑行业的某个具体领域或场景有深入研究,比如设计、施工等领域的大模型。
例如,上海建工四建集团推出的建筑行业首个运维大模型应用,该系统通过大模型智能调取空调控制策略,在降低能耗、节约运维成本方面具有极大潜力。图纸贯穿建筑行业设计、施工和运营的全生命周期,万翼科技基于华为云盘古大模型,结合自研的创新算法集和图纸RAG技术,推出了“万翼图纸大模型”。商汤科技与中国建筑出版传媒有限公司(建工社)共同发布了“住建领域法规标准知识大模型”,结合海量住建行业标准、法律条款、设计及工艺规范等知识库数据,为建筑设计、规划、施工各个环节等带来知识扩展和应用支持。上海建工四建集团与中国建筑出版传媒有限公司联合发布订阅版施工知识大模型Construction-GPT PRO版。
02 如何打造一个真正适配建筑行业需求的AI大模型?
数字开物结合多位业内专家观点,主要包括以下几点:
一是计算架构的高性能与可扩展性。建筑行业的数据特征是高维度、多模态和海量的。一个大型建筑项目可能涉及数百万个零部件和复杂的空间关系。因此,AI大模型需要采用先进的分布式计算架构和高效的数据处理算法,以支持大规模并行计算和实时数据分析。模型应具备处理异构数据的能力,并能够在不同计算环境中灵活部署和扩展。
二是模型的可解释性与可验证性。在建筑行业,AI模型的决策往往直接影响到工程安全和经济效益。因此,模型必须具备高度的可解释性,能够清晰地展示其推理过程和决策依据。同时,模型还应具备可验证性,允许专业人员对其输出结果进行审核和验证。这不仅增强了用户对模型的信任,也符合建筑行业严格的监管要求和质量标准。
三是领域知识的深度集成与持续学习。AI大模型需要深度集成建筑领域的专业知识,包括但不限于建筑设计规范、施工技术标准、材料性能参数等。模型应能够理解和应用这些专业知识,以提供符合行业标准的解决方案。此外,模型还应具备持续学习的能力,能够从新的项目数据和行业发展中不断更新知识库,适应不断演变的建筑技术和标准。这种自适应能力确保了模型在长期使用中保持其相关性和有效性。
打造适配建筑业需求的AI大模型
实时数据对于建筑行业AI大模型的即时决策至关重要,所以在数据构建方面,建筑行业AI大模型要做到全生命周期数据的完整性、全流程数据的准确性,以及全时段数据的实时性。设计、施工、运维等建筑项目全生命周期的数据既包括现在的项目数据也要包括历史项目数据,项目的各个环节务必保证数据的准确性和一致性;此外,建筑项目要对项目工程进行实时预测、风险预报,对建筑项目动态变化进行实时数据采集,才能对AI模型的监控和即时决策起到支撑作用。
数字开物了解到,在建筑行业AI大模型的架构上,考虑到建筑行业的传统特性,建议采用混合架构,即以租用云算力为主,建立自有私有算力为辅,形成"公有云训练,私有云推理"的分工合作模式。这种架构既能利用公有云的强大算力,又能保障数据安全和隐私。
03 AI大模型落地建筑项目的全生命周期
建筑项目生命周期长,而建筑行业AI大模型的应用落地范围也十分广泛,覆盖从办公室设计到施工工地管理再到建筑园区运营的全生命周期。
建筑行业AI大模型在项目全生命周期中的应用
在项目初期的勘察设计阶段,AI大模型不仅能协助进行外业勘查、生成勘查报告,还能快速提供多样化的设计方案,以及BIM增强应用等。这大大提高了设计的效率和质量,为后续工作奠定了坚实基础。
比如建筑师只需向AI大模型提供建筑设计标准、配置和参数表,即可快速生成初步建筑图纸。在此基础上建筑师可以选择并调整尺寸,通过分析图纸与设计标准,大模型能提供多个方案供选择,并推荐最佳尺寸,此外,基于所学习的建筑设计标准,AI大模型能够自动完成从建筑设计到结构设计、给排水设计、机电设计等所有专业设计,设计师只需进行最终的方案选择和决策。
AI 大模型提供建筑设计标准、配置和参数表
例如,万翼图纸大模型的整套能力,已经在设计、审图、图纸管理协作等业务场景中得以落地应用,用户通过智能助手与图纸进行自然语言交互,只需一句话就能快速获取所需的图纸信息,秒速找图纸、找数据、找尺寸等。基于万翼图纸大模型,万翼科技推出智能BIM设计平台,集BIM正向设计、自由造型参数化和方案智能生成于一身,辅助提升设计效率超80%。在智能审图方面,万翼AI审图实现将非结构化的设计图纸转化为结构化的建筑构造描述,从而实现自动化的规范审查,没有特殊制图要求,也无需改变用户习惯,审图效率是人工的7倍,显著提高了工作效率和准确性。
进入施工建造阶段,AI大模型在工程管理的各个维度都发挥着关键作用。在施工方案制定中,能够基于海量历史数据和实时现场信息,生成最优化的施工计划。在进度管理方面,通过实时数据分析和预测,能够精准识别潜在的延误风险,并提供相应的优化建议。此外还有安全管理、物资管理、设备管理、绿色建造、军工管理等众多场景。
建筑行业施工建造阶段
例如,广联达建筑行业AI大模型AecGPT覆盖建筑行业7个领域20个细分专业知识领域,算量在施工造价环节中非常耗时间。广联达打造算量大模型,将算量相关的工程图纸、工程量表及工程文档等数据训练至大模型,通过大模型的版面分析、多模态能力推理,支撑不同图纸、表格及文本提取等应用场景要求,从而实现算量时间的大幅缩短。
在运营维护阶段,AI大模型能应用于能源管理、设施维护、智慧社区、城市综合监管等多个场景。
例如,在运维管理方面,今年5月上海建工推出的行业首个运维大模型应用,该系统在上海建工四建集团二号楼上线运行后,通过大模型智能调取空调控制策略,在572㎡的办公区域自动发出8000多条控制指令,当月节约用电454kwh,预期长期运行该策略可减少能耗5%—10%,在降低能耗、节约运维成本方面具有极大潜力。
在建筑工程全生命周期管理体系中,AI大模型不仅在项目各阶段发挥关键作用,更在企业运营的多维度管理流程中展现出强大的应用潜力。在管理方面,AI大模型主要围绕职能管理、业务决策和监督保障三大方向展开,全面提升管理效率和决策质量。
职能管理方面,AI大模型能应用于智能会议系统、智能办公平台、人力资源管理、财务管理和智能运营管理等场景。例如,上海建工四建集团与中国建筑出版传媒有限公司联合发布订阅版施工知识大模型Construction-GPT PRO版,大模型的功能模块扩充至施工规范、施工工艺、公式检索等8大项共70小项功能内容。其中办公助手功能搭建了施工日志撰写、项目通知下发等23项与建筑施工从业者相关的AI办公智能体。
业务决策方面,AI大模型在投资决策、市场经营管理、生产运营管理和供应链管理等关键场景提供强大支持。
监督保障方面,AI大模型在合同管理与风险管控、审计监督、安全质量环境管理等场景展现出卓越的分析能力和预警能力。
未来,随着人工智能技术的迭代演进和建筑行业数据治理能力的全面提升,以及建筑行业大模型多方能力的增强,建筑行业AI大模型将从辅助工具向核心驱动力转变,从而驱动行业的高效转型。