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新的设计方式必将重新定义行业的数字化(组图)

改革开放40多年来，建设领域发生了几次飞跃，而这些变化都与信息技术的发展息息相关。今天，我们迎来了前所未有的变化。移动互联网重建了虚拟信息高速公路。这个无形的数字网络深刻地改变了全球人类活动的方方面面。建筑业作为这一活动的主要形式，正顺应这一数字化浪潮，正在发生快速的变化。新的设计方式必将重新定义行业的数字化。

当前的数字设计格局是在过去 40 年设计行业的历史性变化中形成的。由于计算机技术的发展，建筑设计已经实现了从传统的二维到三维的巨大飞跃。摆脱古代制图台束缚的建筑师在数字平台上重新定义了设计的价值，现代设计由此展现出无与伦比的精致和表现力。

在过去的 10 年里，软件工程师、IT 领域的架构师、设计行业的架构师和建筑工程师在跨界环境中一起工作。. 计算机辅助设计（CAD）始于1980年代，经历了从二维到三维、从模型到数据的过程，多维“数智融合”成为行业新共识。随着人工智能算法的不断迭代和计算能力的指数级提升，数字化设计过程变得更加智能和自动化，人工辅助计算设计（HAD）成为一种全新的设计场景。

数字化设计与“数字智能集成”（从 CAD 到 HAD）

随着设计工具的革命性变革，数据成为主要的设计载体，传统设计从绘图生产者转变为数据生产者。无论是独立设计师、事务所还是设计企业，生产方式的升级和现代管理技术的出现共同塑造了行业的新面貌，数据驱动的数字化设计理念在全球范围内逐渐普及，而它已经开始从概念走向实践。

如今，无论是富有想象力的概念设计，还是严谨的施工图准备，基于数据交互的设计和跨专业的协作已经成为行业标准，新的数字设计“方法论”渗透到建筑设计场景的每一个角落。”《数字建筑》已成为业内的“新名词”，深受大众欢迎。

数据驱动的一体化智能设计

数据作为设计的对象，已经成为最基本的元素，正在从更高的维度重新构建所有知识工作者的连接。一个数字设计生态正在生根发芽，未来将成长为一片郁郁葱葱的数字森林。

从信息化到智能化

中国工程院院士潘云和曾说过：“世界正在从二元空间向三元空间转变。旧的二元世界是人类的社会空间和物理空间，现在要增加一个新的空间。 ，也就是信息空间。尤其是近两年疫情期间，信息空间的发展进一步加快，逐步走向互联互通，基于此，AI也将从1.0时代走向2.0时代。 2.0时代是人机智能的融合，在AI2.0时代，大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能和自主智能系统将作为关键的理论和技术支撑应用于城市等实际应用，医疗保健和制造业。”

人工智能技术的发展已经开始影响未来设计平台的基础设施。探索者正在尝试将设计思维与数学算法相结合，以期通过计算机澎湃的计算能力实现设计过程的几何加速，推动数字设计向数字设计的迁移。在人工智能阶段，在大数据和机器学习的支持下，参数化、关联化、生成化已经逐渐进入整个人工智能设计过程。

设计巧妙。许多设计优化问题可以通过创建数学模型和寻找最优解来解决。设计工作量不可控的原因之一是存在无穷无尽的设计可能性来确定最优解决方案或找到更好的解决方案。未来，一些架构师也将成为算法和数据科学家，通过算法挖掘所有设计可能性，根据各种条件筛选出最佳设计方案。如果设计目的和功能要求之间的关系可以通过一组参数来描述，那么架构师可以使用与性能标准相关的数学方程式进行设计。

生成式设计。设计迭代的过程是构件从抽象到具体的演进过程。通过轻量级的空间构件排列和参数化智能生成构件生成，设计师可以以最符合设计思维的方式工作，大大提高设计效率。空间、空间组件和组件之间可以保持双向映射关系，从而在整个设计过程中维护一个完整的空间数据库。

基于人工智能算法的机制模型和数据模型。下一代设计平台无疑将基于人工智能技术构建，理论框架在业界讨论中逐渐成型。真正能替代人类设计思维的AI模式还没有形成主流。不同于棋牌类游戏高度规则化、刻板化，设计活动在从0到1的思维过程中有着极其宽泛甚至矛盾的维度，几乎因人而异。但是，有两个抽象的理解与 AI 理论的两个基本语境是一致的：虽然大部分关键场景是通过人类直觉来思考和判断的，在设计过程中也有很多非常规律的生成逻辑。因此，我们可以从规则和算法驱动的机制模型和强调机器学习的数据模型这两个方向来理解和构建。在同一个任务场景中，他们的目标是相同的。

机制模型，又称“白盒模型”，可以从业务逻辑中梳理出来。数据模型被称为“黑盒模型”，只能拟合来自大数据的规律。这两种算法的结合将真正促进设计的智能化。在设计业务中，场景复杂度高，基于人工智能算法的数据模型只能模拟部分结果。为了产生更好的结果，需要叠加业务逻辑算法，建立准确的机制模型。

AI强排。在上述理论的支撑下，近年来全球涌现出大量的AI智能强排设计，尤其是在住宅建筑整体布局设计阶段，取得了显着进展。目前，通过具体算法取得了开创性进展：根据目标容积率、建筑密度，结合红线和日照约束，生成建筑多示意图布局。这无疑使数字化设计朝着更加智能化和自动化的方向发展。

从工具思维到数据思维

通过“数智融合”的理念，构建全新的数字化设计方法论，更加精简直接的沟通渠道和平台，更加动态透明的流通机制，从根本上解决数据碎片化带来的各种行业问题。，提高设计协作效率，实现高质量的数字化交付。数字化设计新维度通过业务数字化打通设计全流程，建立全专业协作共享机制，打破传统意义上的设计工具业务组合，梳理设计逻辑的数字化属性以结构化的方式将业务工作流压缩并简化为基于数据透明流动的工作流，

以5G为代表的移动互联网、云存储、云计算的快速发展，为数字化设计提供了完善的操作平台。建筑和基础设施的数字化活动也迅速迁移到云端和互联网平台。数字化设计的基本形态也开始脱离工具端的单点运行机制，开始将数据的输入输出平台化、智能化。

在理想的设计场景中，将设计格式和边界作为条件信息输入，通过数字化设计平台的集成生成和处理，考虑全专业、全过程的因素，进而得出设计结果将被输出。随着业务的积累，通过数字化设计平台产生的数据可以存入企业的数据资产中，并不断输入数字化设计平台，不断丰富和优化智能算法。值得一提的是，智能是人类智能和机器计算能力的结合。人们越来越关注需求和边界条件的确定。让设计师解放双手，更好地专注创意，

数据思维的形成，离不开数据驱动和空间驱动的支撑。

数据驱动（整个建筑生命周期的数字化）。在设计业务数字化之前，设计流程的数据复用程度很低。没有数据回收、合并、组织和管理的机制，没有专业的IT知识支持，设计师对于频繁的重复性工作没有很好的解决方案，导致行业效率普遍低下。数字化建筑及其核心 BIM 技术以信息共享和专业协作的能力对所有要素信息进行数字化重构。所有对象都被抽象为数据，无论是条件、设计过程、设计元素，还是设计逻辑本身。被构造成一个数据图。在建筑设计和施工过程中，

数据驱动的建筑生命周期数字化

具体来说，所谓数据驱动，离不开两类数据：

一是设计全过程数据。建筑设计的特点之一是多方参与、多学科协作。在从概念、方案到扩展、施工图阶段的全过程数据中，每个参与者都是一个设计节点，在每个阶段处理数据。这个节点通常是为了解决一个特定的问题而设立的，有明确的边界和入口，会接受和处理数据，并输出一个解决方案。一个完整的设计是一张数据流图。整个设计过程的数据流通过多个节点的数据协作推动了项目的进展。

二是特征数据图。在设计的总特征图中，数据的类型是多种多样的。其中一些数据是固定的静态数据，如规则、规范、设计条件，以及一些与建筑类型相关的有针对性的设计逻辑。有些是随着设计过程而变化的动态数据，比如不同的设计组合、造型、风格等。理想情况下，这些数据将作为数字化设计的驱动力，相互连接，与设计师的思维高度互动，最终提供高度集成的数字交付解决方案。

空间推动数字建筑业务数字化

Space （数字建筑业务的数字化）。空间是设计中最抽象的对象。空间本身没有任何特定的对象，是所有其他元素的基础。设计过程中空间的运作是形成完整建筑体系的基础。在数据驱动设计中，空间数据将贯穿设计迭代的全过程。组件是元数据，模块是基于空间逻辑的数据集合，空间是建筑模型的数据组织和载体。根据空间功能、指标等设计要求，基于规范、标准等限制，很多重复性的任务可以用算法代替。空间的布局、类型和关系是建筑构图的核心系统。空间数据驱动设计的基石是强大的空间设计功能。空间设计的过程就是创建空间数据库的过程。通过将建筑形式转化为计算机数据和计算，以空间数据库为中心，驱动各种设计活动和交付成果，保持良好的设计协作和数据一致性。

从数据孤岛到数字孪生

建筑行业的整体生态，无论是设计本身的多专业协同，还是设计、施工、运维的全流程协同，数据在各个领域之间产生和流动。然而，平台之间的壁垒和不一致的数据标准阻碍了数据的整合，中断了数据的流动。数据孤岛是整个行业的痛点。从行业来看，数据化集成设计是整个行业共同努力的方向。数字化设计实现跨区域设计交互，实时精准的构件级协同，设计流程一体化，设计、计算、施工一体化成为可能。

数字设计集成蓝图

设计概念阶段，充满创意和发散思维，这个过程侧重于想法和概念的表达。在我们通常所说的初步设计和施工图设计阶段，想法和创意需要逐步完善和实施。这是一项系统性的项目深化工作，需要认真思考，不断地计算和修正，以确保系统得到优化和深化。各种细节保证后续执行。传统的工作流和业务流程并没有解决数据碎片化和数据失真的问题，集成蓝图通过数据层面的融合支持不同阶段的价值，让各个阶段的数据透明无缝沟通，以及设计、深化、成本、

互联网行业发展历程

设计-生成集成。概念设计从一个想法开始，然后在整个设计过程中，这个想法从美观、功能、安全等方面不断丰富和延伸。因此，概念方案可以生成建筑、结构、机电的全专业设计方案。在前期不断调整和修改概念的过程中，可以不断修改和生成全专业的方案，让设计师更加专注于概念的创造。

设计组件集成。设计的意图与物理组件相结合。设计师不需要制作复杂的组件，而是专注于直接设计。概念组件可以适应专业并自行深化。

设计计算一体化。在设计的概念阶段和工程阶段的交汇处，需要将设计的表达与仿真有效地结合起来，使设计既具有感性的表达，又具有理性的支撑。数据驱动的数字化设计是通过各种要素的数字化，使设计具有可计算性、可分析性、可优化性，从而实现设计意图、计算和表达的统一，实现系统优化。

设计交互和协作。数字化设计平台同时支持全专业协同设计和跨组织外部协同，实现各方无缝协作什么是网络设计优化，让协同交互更简单，让数据传输更顺畅。

设计成本和施工一体化。数字化设计平台通过实时成本模拟，实现设计与计算的衔接与集成。传统的计算软件需要输入工程图信息来处理图纸或模型，增加了造价人员的工作量。通过预设计计算，可以在设计过程中实时映射计算，大大提高计算的准确性和效率，提供设计阶段、初步设计阶段、施工阶段的实时工程计算绘图阶段。相应的模型从源头控制计算和成本。

在建筑模型的基础上，加入工程建设所需的工艺方法、定额、材料等信息，形成建设信息模型。“试错”法避免了实体施工中的各种问题，降低了成本，缩短了工期，降低了风险，增强了施工过程中的决策、优化和控制能力。

设计元界，未来数字化设计的想象

回顾互联网行业的发展历程，从Web1.0到Web3.0，去中心化的理念和内容创造的价值凸显。这些概念的升级也在推动范式的演进。由此可见，虽然建筑设计与互联网行业在不同的轨道上并行发展，但随着技术的进步和时代的发展，两个行业的理念正在逐渐接近，新的碰撞必然会产生新的火花。火花。

设计元界

新的价值和创造力。技术进步和认知的巨大变化催生了元宇宙的概念，一个更加以人为本、虚实结合的世界呈现在世人面前。在去中心化的元宇宙世界中，人的价值与他的创造力密不可分。个体的数据生产能力得到全面提升和加持，元界中每个参与者的价值实现和定义方式也将发生翻天覆地的变化。Web3.0 和元界重新定义了数据在平台之间的传输方式。可以预见，这两种技术在未来的某个时间点会重叠，必然会引发数字化设计的新演进，

新组织和数字身份。数字化设计以设计平台为核心，为办公、住宅、商业、路桥设计等不同业态提供全新的数字化设计方法。未来，依托Web3.0，设计师与业主的关系不再局限于甲方和乙方，而是各自拥有新的数字身份，甚至交付的数字产品也将具有新的价值（NFT或其他形式）数字财产），为平台解锁新能力，成为不可或缺的强大支柱。

新形式和数字双胞胎。设计元界是一种全新的数字化设计形式，突破了传统的社交协作方式，新的范式将揭示新的设计价值。数字化虚拟设计将实现与现实世界中相应实体的高度连接，实现多维度、全方位的数字孪生。基于直觉的协作变得触手可及什么是网络设计优化，随着创造力的释放，将出现高质量的数据来刷新所有已知信息。

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