全流程参数化助力幕墙工程设计和项目管理

 
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借助AI赋能技术创新

小编借助腾讯IMA进行本地库搭建

建议建筑朋友搭建自己知识库 为技术赋能




下面分享 八局设计的AI赋能案例


随着新时代建筑业向着低能耗建筑、装配式建筑、绿色建筑方向高质量发展,参数化技术作为可视化的数据信息处理技术,逐渐成为建筑工程的中枢神经,参数和数字作为其核心、脉络可以延伸至整个建筑全生命周期,从而实现建筑工程设计与工程项目管理的集成。

中建八局发展建设公司设计研究院结合当下建筑幕墙的集成化、专业化、数字化的发展方向,积极布局探索参数化技术的创新应用。以全过程数字化为载体,持续在幕墙工程设计领域进行深入研究和应用,创新性应用参数化技术开发了项目管理系统(ICS)。




数字化赋能

打造单元体幕墙设计的“智慧大脑”


青岛深蓝中心单元式幕墙工程,位于青岛市市南区,建筑高度328米,施工区段单元式幕墙面积约2万平方米,板块数量约3700樘。



应用过程:

①表皮建模与优化归并。

本项目建筑形体复杂程度适中,16F到67F建筑表皮随高度变化而变化,单元板块可分为标准矩形板块、转角弯弧板块、大线角平行四边形板块、梯形板块四大类。

通过对建筑表皮的参数化分析、优化,将幕墙分格按1250mm为模数进行划分后,对细分板块进行平板优化,将翘曲值控制在10mm以内,并采用分层分区域的方式按照一定误差对相似板块进行合并,最后结合统一拉弯半径等措施,减少单元类型70%以上。







②DeepSeek协助用户数据的Python程序编写。

单元体幕墙型材系统的复杂性对设计精度提出严峻挑战。本工程涉及35种异型铝型材构件,各构件间存在150余种互为关联的铣切、开孔特征,传统人工识别方式存在三大痛点:1)特征匹配依赖工程师经验,出错概率较高;2)修改迭代时关联特征难以同步更新;3)历史数据缺乏系统化管理。针对这些问题,项目团队基于DeepSeek开发了参数化数据管理系统。

系统采用Python语言构建SQLite关系型数据库架构,通过特征矩阵算法将型材截面参数(轮廓坐标、壁厚、加强筋位置)与加工特征(铣切角度、孔径公差、连接件定位)建立拓扑关联。开发团队使用sqlalchemy框架实现数据持久化,构建包含型材库、特征库、节点库的三层数据结构。在建模阶段,通过特征编码(如MX-05-120°表示5号铣切特征的120度斜角)实现参数精准调用,系统自动解析特征间的空间逻辑关系。



实施效果表明:

1)型材特征识别准确率提升至99.7%;

2)设计变更响应效率大幅提高;

3)建立可复用的标准特征库达230项。该技术路线为复杂幕墙系统的数字化建造提供了可推广的解决方案,后续可通过机器学习实现特征参数的自优化迭代。

③参数化生成单元体模型。

针对单元体板块,采用先建立个体详细构造模型,再根据处理个体模型时得到的合理的建模逻辑,运用PowerCopy模型搭建方式,根据不同个体的铣切、挖孔等特征,为每一个构件设置用户数据,用户数据存于外部数据库,最后由参数化程序进行详细的模型搭建,这种单元体幕墙模型搭建工作流相较于传统建模方式,准确率可达100%,建模效率提高80%以上。















单元板块生成系统演示

④工艺图与表单导出

使用参数化程序将各种型材分别导出三视图(四视图),进行外形特征尺寸标注,并导出Excel、Dwg等各种加工、施工、安装等工序需求的各种文件。相较于传统的三维建模软件,参数化程序完成工艺图、表单效率提高85%以上。

以上参数化在超高层单元式幕墙中的应用具有泛用性,通过参数化处理,可极大提高团队运作效率和成果准确性。对于不同特点的项目和加工厂,可将参数化融入到工艺优化中,结合设备特点、加工工序、人工水平等因素,形成一套最优的工艺设计成果。

随着科学技术的不断发展,如今各式各样的软件工具都可以与数控加工平台实现联动,以往的二维工艺图纸和纸质表单将逐步被数据所取代,如何实现项目设计生产等各环节的高效对接和数据共享将成为未来的重要研究方向。




打造ICS系统

助推工程项目管理迈向“新时代”


参数化技术是八局发展设计研究院的特色和优势,诸多的数字化、参数化技术应用经验以及深厚的技术积累,为ICS系统(项目管理系统)的立项和开发提供了强有力的助推。

ICS是以Rh+Gh为参数化平台的工程项目管理系统,打通了幕墙工程生命周期中不同阶段的信息流,实现了工程项目管理的“可视化”、“精准化”、“智能化”,针对性解决幕墙设计阶段和工程管理、运维运营阶段的不同平台造成的信息不通畅,数据易丢失的痛点。



ICS系统主要有三个功能

(A)可视化施工色彩管理功能,实时分色显示物料其当前所处的状态。

(B)材料库存预警功能,对现场施工材料进行实时监测,并动态预测材料库存状态。

(C)材料全生命周期信息溯源功能,赋予材料识别码,信息覆盖材料的全生命周期。



系统运行状态

系统主体架构由搭建数据库、数据获取、数据交互与处理、数据转化、信息可视化组成。



系统架构逻辑

在数据库类型方面,针对实际需要,使用文件夹代替传统数据库,相关表单文件放进文件夹即可完成数据添加和更新,极大的降低了使用难度。



数据库搭建

编写Python程序,完成数据获取、数据交互、数据运算等工作,根据不同类型数据、假设多种场景自动进行甄别处理,大大降低程序的容错空间。

编制ID码(身份标识),不同于Rh软件的Guid标识码,ICS系统以数字(0-9)和“@”符号为基础,编制了代表物料身份、物料空间位置及可以进行交互的新型ID码。

信息处理和可视化,把从数据库获取的数据与Rh中的物件进行比对运算和交互,根据结果对物料赋予不同的颜色,不同的颜色代表不同的意义,并将信息实时显示在画布上。



Python程序



系统运行结果

ICS系统搭建完成后在中国科学院大学深圳医院(光明)项目中进行测试试用。实际使用中,该系统实现了幕墙工程设计和项目管理一体化的目的;操作简单,工程技术人员可以兼做系统操作员,降低项目管理成本;分色显示一目了然,项目管理人员可以迅速开展现场管理工作;大数据协助智能预测物料库存,对建筑物料库存运筹帷幄。

ICS系统还预留了二维码生成、打印功能的开发端口,后期还将根据工程项目管理的实际需求不断拓展,成为项目管理更坚实的左膀右臂。


八局发展设计研究院对参数化技术的研究与应用,不仅使幕墙向单元化装配化方向发展的过程更加顺畅,而且在项目管理方面更大有可为,使工程项目实现智能、精准、可控的管理方式,助力公司实现数字化转型。


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