Projektowanie generatywne: ludzka wiedza i sztuczna inteligencja
Jak STRABAG wykorzystuje projektowanie generatywne do optymalizacji planowania budynków za pomocą algorytmów
Projektowanie generatywne jest kluczowym elementem w działaniach STRABAG na rzecz transformacji branży budowlanej. Wykorzystanie dużych zbiorów danych i odpowiednich algorytmów umożliwia nie tylko generowanie różnych wniosków i prognoz, ale także realizację określonych celów w projekcie. Temu właśnie służy projektowanie generatywne. Metoda projektowania oparta na modelach oferuje projektantom budynków niezliczone możliwości projektowania ich konstrukcji. Projektowanie generatywne rozwija swój pełny potencjał dzięki połączeniu sztucznej inteligencji i ludzkiej wiedzy.
Projektowanie generatywne oferuje STRABAG narzędzie umożliwiające wykorzystywanie różnych potencjałów danych, które sprawiają, że budownictwo jest nie tylko bardziej innowacyjne, ale także bardziej zrównoważone. Możliwość wpływania na zasoby, jakość, koszty i terminy jest największa we wczesnych fazach planowania i projektowania obiektu budowlanego. Projektowanie generatywne, w przeciwieństwie do wcześniej stosowanych metod, oferuje nie tylko trzy lub cztery szkice projektowe, ale całą ich mnogość. Oszczędza to czas i zasoby w poszukiwaniu optymalnego rozwiązania projektowego - szybkiego, zautomatyzowanego i opartego na danych.
Projektowanie generatywne: zasada w trzech krokach
Projektowanie generatywne opiera się na automatycznie generowanych danych. W procesie planowania wspomaganego komputerowo, algorytmy ewolucyjne i procesy optymalizacji generują dużą liczbę alternatyw projektowych w możliwie najkrótszym czasie. Są one tworzone poprzez łączenie zmiennych projektowych z modelu parametrycznego. Zasadę projektowania generatywnego można wyjaśnić w trzech krokach:
Generowanie
Setki propozycji projektowych są generowane w bardzo krótkim czasie. Daje to innowacyjne wyniki, które mogłyby nie zostać odkryte podczas ręcznego planowania projektu.
Analiza
Wszystkie warianty projektowe są analizowane przez system pod kątem celów optymalizacji. Specyfikacje projektowe, w tym zdefiniowane parametry i warunki przestrzenne, są uwzględniane automatycznie.
Optymalizacja
Wynikiem są zoptymalizowane propozycje projektowe oparte na wcześniej zdefiniowanych wymaganiach i celach. Wybierany jest najbardziej odpowiedni wariant, który w razie potrzeby jest dalej dostosowywany.
Przegląd narzędzi i funkcji
GD ENERGY
Określa w czasie rzeczywistym obciążenie grzewcze, obciążenie chłodnicze i ilość powietrza. Można również określić wydajność fotowoltaiki (PV) i zoptymalizować obszary PV przy użyciu zapisanych danych klimatycznych.
GD CO2 & COST
Analizuje i optymalizuje poszczególne parametry budynku pod kątem emisji CO2 i kosztów produkcji w konstrukcji.
GD ARCHITECTURE
Automatyczne generowanie przeciwbieżnych, dwuczęściowych schodów prefabrykowanych ze wspornikiem.
GD EXCAVATION PIT
Optymalizuje klasyczny proces planowania podczas projektowania wykopów.
GD PROPERTY DEVELOPMENT
Tworzy badania masy budynku przy użyciu „inteligentnego szkicowania” i analizuje ekonomiczne i zrównoważone wykorzystanie nieruchomości.
Projektowanie generatywne w praktyce: Dekarbonizacja istniejących budynków za pomocą GD ENERGY
Projektanci STRABAG już wykorzystują projektowanie generatywne w trwającym projekcie budowlanym Z2 w kampusie ZÜBLIN w Stuttgarcie. Planowana renowacja istniejącego budynku oferuje wiele możliwości wykorzystania narzędzi cyfrowych, w szczególności GD ENERGY.
GD ENERGY umożliwia STRABAG parametryczne modelowanie istniejącego budynku i ocenę jego efektywności energetycznej już na początkowym etapie planowania i projektowania. W oparciu o dane z Google Earth i plany dróg ewakuacyjnych i ratunkowych, planiści określają parametry projektowe, takie jak objętość powietrza oraz obciążenia cieplne i chłodnicze we wstępnym projekcie. Potencjalna wydajność fotowoltaiczna budynku może być również generowana przy użyciu przechowywanych danych geograficznych (GIS) i porównywana ze specyfikacjami energii pierwotnej zgodnie z ustawą o energetyce budynków. Wykorzystując projektowanie generatywne, STRABAG pomaga stworzyć neutralny dla klimatu, przyszłościowy budynek.
Perspektywy i kolejne kroki
Wymagania dotyczące budynków przyszłości są jasne: muszą być ekonomiczne i ekologiczne. Projektowanie generatywne oparte na sztucznej inteligencji ma potencjał, aby uczynić budowę szybszą, bardziej opłacalną i bardziej zasobooszczędną - zwłaszcza w połączeniu z seryjnymi procesami budowlanymi. Zautomatyzowane procesy planowania umożliwiają porównanie szerokiej gamy wariantów, a eksperci podejmują decyzje w oparciu o dane.
Zespoły GD pracują obecnie nad narzędziem do planowania hybrydowego systemu konstrukcji drewnianych MOLENO® WOHNEN, który łączy w sobie budowę seryjną i zautomatyzowane procesy planowania. Korzystając z różnych narzędzi GD, możemy szybko analizować różne warianty projektowe dla produktu budowlanego MOLENO® WOHNEN, na przykład pod względem emisji CO2, kosztów lub efektywności przestrzennej. Dzięki temu planowanie budynków będzie bardziej wydajne, a tym samym bardziej ekonomiczne w przyszłości.
Narzędzie do planowania jest opracowywane w ramach projektu „TechKon”, który jest finansowany w ramach dialogu strategicznego „Affordable Housing and Innovative Building”. Projekt jest finansowany z funduszy państwowych zatwierdzonych przez parlament Badenii-Wirtembergii.
