天衍智自主技术助力国家智能建造与建筑工业化协同发展

天衍智科技产业有限公司

2022年03月

目录

天衍智自主技术助力国家智能建造与建筑工业化协同发展

目录

前言

导读

1.对【行动方案】的理解

2.天衍智技术对标基于BIM的建筑设计

2.1.建筑设计基本流程及痛点

2.2.人+CAD+信息系统协同设计及痛点

2.3.人+数据中台+BIM正向设计现状及痛点

2.3.1.发展背景

2.3.2.BIM正向设计基本流程及痛点

2.3.4.数据中台技术特点及痛点

2.4.建筑设计+AI+…现状及痛点

2.4.1.BIM建模+工具软件+AI技术现状及痛点

2.4.2.建筑设计+BIM+GIS+…+AI技术现状及痛点

2.4.3.建筑设计+BIM+地质智能建模+…+AI技术现状及痛点

2.4.4.建筑设计+BIM+专业数值计算+…+AI技术现状及痛点

2.5.天衍智对“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的理解

2.6.天衍智在“以‘数据为中心’驱动数字化设计”体系中核心技术能力

2.6.1.支撑“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的天衍智基础性技术

2.6.2天衍智新一代智能设计技术——“智能建模及设计生产线”

2.6.3.“智能建模及设计生产线”技术原理

3.天衍智技术对标基于BIM的施工管理

3.1.建造施工技术特点

3.2.建造施工主流技术现状及智能化所需BIM模型

3.3.天衍智核心技术支撑推动“基于BIM的智能施工”

4.天衍智技术对标基于BIM的装配式应用

4.1.装配式BIM主流技术特点及痛点

4.2.天衍智核心技术支撑推动“基于BIM的智能装配”

5.天衍智对落实【行动方案】的构想(或建议)

5.1.天衍智支持完善匹配【行动方案】的监管与产业化政策

5.2.天衍智智能建造4.0技术改造相关建设企业的合作要点

6.相关背景资料

6.1.天衍智简介

6.2.天衍智成功案例

6.2.1.可应用【行动方案】的天衍智软件产品

6.2.2.可应用【行动方案】的智能建模及设计生产线

6.2.3.已开展的智能建造BIM建模项目与相关合作企业

6.3.颠覆性大赛情况简介

6.3.1. 天衍智参加国家颠覆性技术创新大赛成果简介

6.3.2.《智能建造4.0关键技术与原型系统验证》是颠覆性创新技术

7.附属材料

7.1.公司类材料

7.2.技术类材料

7.3.典型软件著作权证书

7.4.典型技术专利

7.5.其它材料

前言

2020年7月,国家十三部委联合颁布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》。自2021年国家相关部部委、央企等机构或单位,主动把握新一轮科技革命和产业变革机遇,相继制定了支撑智能建造与建筑工业化协同发展的行动方案,旨在深入推动相关领域发展智能建造与建筑工业化。

天衍智科技产业有限公司是一家高科技民营企业。经过20多年不懈努力,在3D+大数据+智能(I3D使能技术)的一体化技术领域,进行了规模系统化的原始创新,创立了全新的智能整体三维模型技术,实现对物体的全息表达,通过调整参数、自动生成不同专业应用的视图,从原理、结构、算法等基础技术层面,打通传统技术与行业间的边界(二维到三维,地表、地质和人工建筑等);在此基础上开发出实用化的系列BIM系统,申请发明专利40余项,走出了具有中国特色的创新发展道路,为推进建造业的智能化、工业化奠定了坚实的技术基础。

2021年,天衍智自主研发的《智能建造4.0控制性技术及原型系统验证研究》作为唯一的“行业整体智能化技术创新项目”参与国家科技部组织的全国颠覆性技术创新大赛, 2021年10月21日入围领域赛,获优秀奖;2021年12月23日在领域赛中获优胜奖入围总决赛;2022年1月,科技部正式委托北京市科委,完成针对天衍智及主研人员进行征信及“全国颠覆性技术创新大赛尽职调查”。天衍智的目标是:基于自主I3D使能技术,整合相关先进主流技术,通过对传统勘测、设计、施工等相对独立的建造环节进行融合集成,打造一体化共享平台,为发展智能建造产业提供整体技术架构和系统解决方案,突破发展瓶颈,推动建造业向集成化、工业(厂)化、智能化快速演进。

目前,天衍智BIM生产线系统已经进入最后测试阶段,其综合效率将是国外同类产品技术的至少50倍,国内已有300多家设计单位和建筑企业与天衍智达成合作意向。为响应国家的号召、落实十三部委的意见,支持各领域智能建造事业发展,实现合作共赢,天衍智以对标《民航智能建造与建筑工业化协同发展的行动方案》(以下简称【行动方案】)为例,形成了本说明材料,供相关部门领导决策参考。

导读

“1.0”节内容——以【行动方案】为例,解读了从战略目标、部署原则、中心工作、基础工作到重点工作五个层面的关键词。

“2.0”节内容——首先,论述了建筑设计基本流程及痛点;其次,论述了第一代计算机辅助设计技术——“人+CAD+信息系统协同设计”及痛点;第三,论述了第二代计算机辅助设计技术——“人+数据中台+BIM正向设计”现状及痛点;第四,论述了“建筑设计+GIS+工具软件+点云技术+地质模型+专业数值计算+AI+…”体系的现状及痛点;第五,论述了天衍智对“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的理解;第六,论述了天衍智核心技术在“以‘数据为中心’驱动数字化设计”体系中的技术实现能力,重点介绍了天衍智“智能建模及设计生产线”技术原理。

“3.0”节内容——首先,论述建造体施工过程与制造业生产流水线的本质差异——流动生产线+固定位置的建筑物产品;其次,论述了建造施工主流技术现状、发展智能施工所需的BIM模型体系;最后,论述了天衍智核心技术在支撑推动“基于BIM的智能施工”领域的潜能。

“4.0”节内容——首先,论述了装配式BIM主流技术特点及痛点;其次,论述了天衍智核心技术在支撑推动“基于BIM的智能装配”领域的潜能。

“5.0”节内容——首先,针对个行业部门BIM应用,提出了一条合理化建议——建立“项目BIM建模费用保证金机制”(类似农民工保证金);其次,指出天衍智可支撑打造“匹配【行动方案】的全新BIM数据中心”;最后,天衍智提出:支持按照【行动方案】要求,出台配套政策,鼓励国内从事工程建设的相关设计院、施工企业与装配建筑企业等,参与天衍智智能建造4.0技术的改造。

“6.0”节内容——首先,介绍了天衍智的基本情况;其次,介绍了天衍智自主研发软件产品、智能建模及设计生产线清单,以及已开展智能建造BIM建模项目与相关合作企业清单;第三,介绍了天衍智智能建造4.0技术参与国家颠覆性技术创新大赛的相关情况;第四,介绍了科技部专家针对“什么是覆性技术创新”的解读;最后,概述了天衍智参赛项目——《智能建造4.0关键技术与原型系统验证》是典型的颠覆性创新技术。

“7.0”节内容——列举了本文全部附件清单。

1.对【行动方案】的理解

以民航系统的【行动方案】为例,可以形成以下核心内容的理解,其他部委及央企对应的【行动方案】,基本与此大同小异,只是侧重点与细节上存在差异。

【行动方案】的战略目标:推进民航新基建的工业化、数字化与智能化转型升级,以及升级过程中的节能环保、绿色循环与低碳高效。

【行动方案】的部署原则:打造“民航发展新理念抓手”和“十四五”发展新要求的重要手段。

【行动方案】的中心工作,是实现基于BIM(建筑信息模型)技术的数字化应用、智慧施工管理和装配式建造。

【行动方案】的基础工作,是全面推进民航建造工程的数字化设计、智慧施工管理、智能工程设备研发、智能生产及智慧监管。

【行动方案】的重点工作:是推进设计与施工、建设与运维一体化协同;推进跨专业、跨行业合作共赢;实现建造全过程BIM+GIS、BIM+仿真技术等的集成应用;以“数据为中心”驱动数字化设计;基于全要素数字化管控赋能项目管理的智慧工地建设;研发创新推广智能装备,实施工程项目施工过程智慧化管理;发展适应民航特色的装配式建(构)筑技术、产品及产业;实施建造的绿色、节能、低碳、循环与产业链协同;拓展飞行区不停航项目的装配式应用;制定智能建造与建筑工业化新型标准体系;创新建设监管模式、探索智慧监管。

2.天衍智技术对标基于BIM的建筑设计

2.1.建筑设计基本流程及痛点

建筑设计基本流程,可以简单概括为:“设计条件准备”、“个体传递设计”、“设计成果使用”三个环节:

①设计条件准备:基本涵盖城市规划方案、建设项目报批、业主设计需求、场地勘测、施工组织等方面信息准备。

②个体传递设计:采取分内容精细层级时序流程的概念设计→初步设计→详细设计,以及分专业空间结构层次并行流程的建筑设计→结构设计→系统设计→专项设计的模式,按照设总+分组团队架构,组与组之间协作、同组成员之间协同,每个成员作为独立的设计节点开展工作;前设计节点是后设计节点的参考与基础,后设计节点是前设计节点的细化与延展;各设计节点成果汇集成整体设计成果。

③设计成果使用:设计成果以设计图纸为主,设计图纸交由业主、施工、监理等建设关联方使用;在图纸使用中,使用方因施工、监管、运维需求,可以通过变更“设计条件准备”内容,驱动设计方依据变更,重新组织“个体传递设计”。

建筑设计“设计条件准备”、“个体传递设计”、“设计成果使用”中三个环节的底层逻辑,决定了设计过程存在“设计基础瓶颈”:

①“设计基础瓶颈”之一——“设计需求点变更鲶鱼效应”:任何“设计条件准备”与“设计成果使用”中的需求点变化,都将驱动“个体传递设计”的重启;大量重复工作被动开展;极端条件下一个关键需求参数的变化,就可能导致整个设计工作的推倒重来。

②“设计基础瓶颈”之二——“设计节点质量木桶短板原理”:各设计节点独立开展工作,各设计节点设计质量,取决于个体的综合水平和工作实效;整体技术方案、辅助设计软件工具等因素,都只是被动的支撑;设计节点导致的错误,都可能被传递到下步设计节点,成为设计隐患、不知何时何处爆发;在建造行业高度内卷化的时代,设计成员地位低下、水平下降,这个问题只会更加凸显。

③“设计基础瓶颈”之三——“设计过程数据冲突癌症”:时序流程的概念设计→初步设计→详细设计的各阶段之间,并行流程的建筑设计→结构设计→系统设计→专项设计的各专业之间,独立工作的设计节点所完成的设计内容,可能导致二类数据冲突问题:一是同类多版本数据之间的不一致,二是不同类关联数据之间的冲突;由于设计过程数据量大、数据查看不易,数据问题的查找好比大海捞针,导致数据隐患和巨大风险源。

2.2.人+CAD+信息系统协同设计及痛点

自2000年前后起,随着互联网、CAD辅助设计工具与专业信息系统等技术的普及,“手工绘制图纸设计”逐渐转变为计算机辅助设计模式:设计人、辅助设计工具CAD、设计过程管理专业信息系统,三者成为建筑设计的三大生产要素,整体构成“人+CAD+信息系统协同设计”模式。

“人+CAD+信息系统协同设计”模式,相比“手工绘制图纸设计”,由于CAD工具软件从生产力层面带来变革,设计效率与设计质量都有了根本性改变,这是人类群体知识协作生产力的第一次革命,标志设计技术从手工时代正式跨入半工业时代。

虽然“人+CAD+信息系统协同设计”模式取得了巨大进步,但对建筑设计中“三大设计基础瓶颈”,没有产生根本性改变。随着新技术的应用,三大新痛点引起了设计业界的极大关注:

①“二维图纸碰撞检测难”,这其实就是“设计基础瓶颈”之三——“设计过程数据冲突癌症”中部分问题的体现。

②“数据共享难”,这其实是CAD等工具软件的全面使用,给设计体系所新导致的“设计基础瓶颈”之四——“设计数据共享垃圾灾难”:各设计节点都有对应辅助设计工具软件,所提交设计成果,最终都会以数据成果形式汇交;汇交的成果数据实质是工具软件格式的接口数据文件,与直接在该工具软件中所表达数据内容会有所不同:前者数据只是后者数据按照特定算法过滤之后所输出的部分数据;由于不同工具软件对应独立的系统底层结构,不同工具软件格式接口数据文件之间,是无法实现全部数据内容共享的,哪怕是这些工具软件都宣称共同遵循了某个国际标准;不能够实现完全共享的数据汇集,实质是打造数据垃圾场,而不是形成有价值大数据生态。

③“数据归档难”,主要是解决设计过程中的同步归档问题。

2.3.人+数据中台+BIM正向设计现状及痛点

2.3.1.发展背景

自2010年前后,“人+CAD+信息系统协同设计”模式的技术潜能基本发挥到极致;“二维图纸碰撞检测难”、“数据共享难”、“数据归档难”三大热点问题的解决,成为了设计界与新技术界的创新着力点。

而且从这个时期开始,各种信息技术相继取得突破:互联网应用全面普及,移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等IT前沿技术日新月异。

随着BIM技术理念在建造领域开始全面普及,应用BIM解决“二维图纸碰撞检测难”,将BIM技术直接融入设计过程,进一步提升建筑设计效率与质量,成为了业界共识与热点。

随着云计算+大数据在社会的广泛应用,发展“专业信息系统”为“数据中台技术”,应用数据中台技术解决“数据共享难”与“数据归档难”,同样也成为了业界共识与热点。

2.3.2.BIM正向设计基本流程及痛点

BIM(建筑信息模型)技术,简单说就是:(1)动态伴随建造体全生命周期,实现所有信息的数字化与模型化;(2)重点是通过构建三维建造体模型,来展示建造体复杂结构空间关系,并关联、承载各种信息,支撑人类更好的理解、建设和使用建造体。

BIM正向设计,即在建筑设计过程中应用BIM技术,其技术流程基本归结为:

①设计人员采用“三维BIM建模工具+CAD辅助绘图”工具,代替传统设计中的CAD工具,边设计+边绘制部分二维图+边三维建模,三者相互耦合。

②各设计节点,实时上传各自分阶段的三维设计成果,汇交在一起进行碰撞检测与分析。

③各设计节点,基于反馈的三维碰撞检测结果,实现精准修正。

④基于完整三维设计成果,按标准输出所需的二维设计图纸等。

采用BIM正向设计,有效的解决了“二维图纸碰撞检测难”行业痛点,得到了设计业界的认可;但客观的说,并没有从根本上解决“设计基础瓶颈”之三——“设计过程数据冲突癌症”。

同时,BIM正向设计的“三维BIM建模工具+CAD辅助绘图”技术,同“传统设计中的CAD工具”相比,效率并没有提升,反而会增加工作量;此外,还带来全新痛点问题:

①每个三维BIM模型只是某个应用视角的实例化表达,不代表建筑物的完整三维逻辑,这是计算机三维图形逻辑特点,给设计体系所新导致的“设计基础瓶颈”之五——“BIM模型高级美颜症”:每个BIM模型,都类似特定场景下经高级美颜化妆之后的美女;变换一个场景,需要重新来一次高级美颜化妆;据不完全统计,一个建造工程全生命周期,需要应用到近百个应用点BIM模型,意味着类似美女参加近百场不同的化妆舞会,就需要进行近百次高级美颜化妆。

②BIM模型质量从根本上说是不可有效质检的,这是三维BIM模型建模逻辑的自身结构化特点,给设计体系所新导致的“设计基础瓶颈”之六——“BIM模型不可控质量灾难”:

1)每个BIM模型都是基于建模人员自己理解图纸参数的基础上,通过输入一个构件参数或一批构件参数模式,按照特定建模先后次序,基于辅助建模工具软件所堆积起来的。

2)由于三维BIM模型只能描述几何参数在空间的协调性,而不能体现各几何尺度参数的精准性;因此,BIM模型的质量取决于建模人员对参数的理解和输入参数准备的准确性。

3)质检一个已建BIM模型,除非按照BIM建模流程再重新走一遍,才能准确核查;这个核查过程的工作量甚至超过新建一个BIM模型的工作量,而且这种核查模型的质量很难具备说服力。

4)进一步拿测绘成果质检做个对比:测绘质检是,(1)通过再次在现场实测少量数据,(2)针对再测数据与被检测数据,计算二者误差;(3)误差可控时说明质量可行;(4)无需针对具体单个高程点的数据进行质检。

5)但BIM模型检测这样做,则不成;因为BIM模型的尺寸,都是供实际施工使用的精准尺度;比如,只要BIM模型中存在一堵墙的尺寸不正确,就可以导致后续施工的崩溃。

6)为什么说测绘模型这样进行质检就可行,那是因为:测绘模型的尺寸在施工过程中,属于参考尺寸范畴;在施工现场,可依据实际情况来动态调整、适应。

③对设计师掌握“三维BIM建模工具”提出了很大挑战;基于三维BIM模型所直接输出的图纸成果,也很难满足二维图纸的实际需求;降低了相关企业普遍应用BIM正向设计技术的动力。

正如住建部某BIM技术标准组负责人所说的那样:“BIM正向设计是个伪命题”。

主流设计技术走“BIM正向设计”创新之路的尝试,基本已经走进了死胡同;BIM技术当前在建造行业中应用模式,实质成为了“基于二维设计图纸的三维翻模工具”,仅在设计模型报审、碰撞检测和竣工模型等关键需求点,基于二维图纸进行BIM建模。

这样的BIM翻模工作,事实上就是:给设计体系新增了一个流程,在这个新增流程中,帮助设计解决一些具体技术问题;而BIM建模工作,事实成为了传统设计体系的影子;因此,如何提高BIM建模效率,降低单次BIM建模成本,实质成为了BIM技术各方博弈的焦点。

2.3.4.数据中台技术特点及痛点

数据中台的百度解释是:“在政企数字化转型过程中,对各业务单元业务与数据的沉淀,构建包括数据技术、数据治理、数据运营等数据建设、管理、使用体系,实现数据赋能。数据中台,是新型信息化应用框架体系中的核心”。

以上是一个高大上的说法,数据中台技术实质就是,以一个企业的研发、生产、管理、营销、服务等全部涵盖内容为目标,以互联网+移动平台+局域网为载体,充分应用云计算+大数据技术,针对企业全部各类专业信息系统,包括生产系统、OA系统、ERP系统、客户系统、财务系统等,将这些系统中所涉及到的全部数据,进行统一的归类、存储与加工,并反过来支撑各类信息系统使用的体系。

数据中台技术,实质只能解决好 “数据归档难”的问题,对前述六大“设计基础瓶颈”无法产生实质性作用;而且,会新导致“设计基础瓶颈”之七——“数据中台严重滞后症”:

①数据中台技术,面对的是一个组织全部事务的数据内容;一个组织事务内容,是一个不断快速变化与进化的过程,而不是一个静态体系,包括股东变化、企业战略变化、组织部门变化、人员流动、业务变化、市场变化、商业模式变化、服务体系变化等等。

②数据中台技术的系统框架,则依然是主流软件架构——“集成信息技术逻辑”范式:

1)数据中台的数据框架是预设的,预设的框架,不可能随时因组织的事务变化而柔性变化,只能分阶段、集中进行修改。

2)分阶段集中修改的内容,也不可能对数据中台的底层做大手术,只能小打小闹,否则就是推倒重来、重新开发数据中台系统。

③因此,数据中台技术,这种基于“集成信息技术逻辑”范式的系统架构,是满足不了组织动态变化需求的。

“集成信息技术逻辑”范式:是以特定领域功能需求为目标,基于预设系统框架+预设数据库框架基础上,所建设的更新换代、向后进行兼容的信息技术发展模式;不同世代信息系统之间可能是完全不同的底层技术框架,下一代信息技术系统不是由上一代信息技术系统直接生长出来的,而是重新构建,所有参数和运行流程都不能继承;下一代对上一代的兼容,也只是基于数据接口层面的兼容,本质是完全不同的二套底层解释逻辑。

2.4.建筑设计+AI+…现状及痛点

2.4.1.BIM建模+工具软件+AI技术现状及痛点

BIM建模的基本流程:①人理解图纸;②人将图纸信息转换为建模的参数;③将参数输入到建模软件工具,④基于建模软件工具生成BIM模型;⑤基于浏览使用工具平台,应用BIM模型。

提高BIM建模效率,在当前“BIM正向设计走投无路”、“以BIM翻模为主要市场”背景下,如何通过BIM+AI来提高建模效率,成为了设计界+技术界的创新着力点;基于BIM建模流程,可以走出三条提高建模效率的技术路线:

“AI参数提取路线派”:在建模流程①+②环节,主要是设计方+AI技术方,力图通过与主流AI技术(深度学习)的结合,应用智能技术识别二维图纸来提取BIM建模参数,后续再批量输入到BIM建模工具软件中,实现快速建模。

“工具软件功能路线派”:在建模流程③+④环节,主要是BIM建模工具软件商,采取打通上下游工具软件(比如AUOTOCAD+REVIT)直接交换数据、提供BIM建模工具软件(REVIT)的模板化参数建模、分类批处理工具函数建模等技术手段,来提高BIM建模效率。

“轻量化BIM使用路线派”:在建模流程⑤环节,实质就是解决轻量化BIM的应用问题;主要是云计算、大数据类、可视化类、VR类等IT公司,打造BIM运维管理平台,面向市场BIM服务;但现实中,这些技术公司产品的技术指标重点停留在:可视化效果+模型一次加载量+模型下载响应速度+有效并发用户量,离具体解决轻量化BIM的专业应用需求相距甚远。

以上三条技术路线,通过几年来的大量创新实践,各自都取得了相应进展,但总的来说:“AI参数提取路线派”与“轻量化BIM使用路线派”,做的工作基本属于“花哨”范畴;“工具软件功能路线派”有实质进步,但其技术发展水平已接近天花板:

①“AI参数提取路线派”之所以走向滑铁卢,是因为二维图纸中所需提取的参数是矢量化、精准尺寸的特征参数,与图像识别中以像素为目标的统计鲁棒性特征参数,有着本质区别;基于深度学习原理,是无法解决二维图纸中矢量特征参数提取的。

②“轻量化BIM使用路线派”之所以搞得“金玉其外、败絮其中”,是因为没有搞明白:BIM应用本质是服务于行业的专业分析与决策,而不是应用于个体消费与娱乐;在BIM模型的专业应用价值得不到保障的前提下,技术“花哨”层面东西搞的越多,就越走向“抑郁症”,走向“自杀式发展道路”;轻量化BIM是有着特定技术逻辑的,但这逻辑基本与主流的云计算、大数据类、可视化类、VR类关系不大。

“轻量化BIM使用路线派”所针对的“轻量化BIM的应用问题”,是整个BIM技术中的核心问题,BIM模型是需要被使用、创造价值的,没有产业深度使用的BIM,BIM技术就丧失了发展的动力;因此“轻量化BIM的应用问题”,新导致了“设计基础瓶颈”之八——“轻量化BIM应用肥胖症”:模型数据量大,但模型中有用信息量少。

③“工具软件功能路线派”在建模效率方面的水平提升是显著的;但是这种技术路线已到发展瓶颈;后续的发展,估计会学习“轻量化BIM使用路线派”,走“花哨”的路径。

2.4.2.建筑设计+BIM+GIS+…+AI技术现状及痛点

建筑设计中,BIM+GIS+AI也是业界的技术热点;2018年时,某直辖市甚至出台了技术规范,把BIM+GIS(GEOLOGY)合成GIM。

BIM+GIS+…能给建筑设计技术带来多少浪花,在此暂且不做评论,我们先捋一捋BIM与GIS等模型之间的内容差异。

①BIM模型,是面向人造设计物,可进行标准几何参数描述的建造体结构模型;BIM模型需要精准描述、并满足建造体施工过程所需结构形态与尺寸等信息;BIM模型的设计精度需控制到毫米级、施工精度需控制到厘米级;BIM属于实际物体生产结构所需应用模型。

②GIS模型,面向地球表面(自然物体),通过采集真实测点信息并建模的:GIS中的核心模型是地形图,这也是工程测绘工作主要所生成的模型;地形图的基本要素就是三个:描述地物或区块的边界线与范围线、描述地形起伏变化的等高线、标识信息;地形图在设计中主要的作用是:相对独立的用于建筑物布局、土方平衡、场地平整、规划管控、建筑物±0标高定位、管线走向定位等工作;地形图依据技术规范,其高程精度最高在10cm级,水平精度最高在1cm级。

③GIS模型一般与RS(遥感信息)、GPS往往一起使用:在工程建设中GPS的作用比较少;RS(遥感信息)模型在工程建设中的主要应用点:遥感影像可以用于过程规划选线与选址工作,倾斜摄影模型用于施工现场形象进度描述、运维阶段三维实际效果展示等。

④三维激光扫描技术是新一代工业化测绘技术,是高精度获取自然物体表面、已存在人造物表面的必选技术;在工程建设领域,是高精度获取施工现场表面、施工建筑物结构表面的关键性技术之一。三维激光扫描技术在建设行业实际已经遍地开花;但总的来说,应用不深,三维激光扫描技术实际作用、仅仅作为一种快速生成主流地形图模型的技术工具。

现实工作中,建筑设计与GIS(工程测绘)实际已经是一体化应用的;那么新一代建筑设计+BIM+GIS+…+AI,到底是要“在BIM与GIS等之间加什么东东呢?”

建造业整体上由三大类建设工程体系构成:①以高铁工程、高速公路工程、机场工程等为典型的区(带)状工程类;②以火电厂、石化厂、制造业厂房等为典型的工厂工程类;③以住宅、商业体、医院等为典型的建筑工程类。

在三类工程中,区(带)状工程类设计与施工中,与地形图模型相关的痛点,是基于大区域精准地形的精准选线、土方平衡等的分析;针对工厂工程类、建筑工程类,与地形图模型相关的痛点,主要针对地形起伏较大的工程场地才有相应迫切需求。

此外,在工程施工开挖与填方过程中,动态三维激光扫描技术用于精准土方量测,应用需求迫切;同时,区(带)状工程类中,大区域高精度地形图的生成,需要用到三维激光扫描技术。

从以上看,建筑设计+BIM+GIS+…+AI,就是要解决以上所需应用中存在、且尚未有效解决的痛点问题,归结起来有以下几点:

①基于高精度密集点云扫描原始点数据,如何能够智能化识别相关地物点云数据,快速生成所需要高精度的地形图模型或者高精度不规则三角网矢量模型;这个痛点不彻底解决,基于大区域精准地形的精准选线、土方平衡、施工过程中精准土方量测等的行业应用,就很难实质性深入;自20世纪90年代末到现在的二十多年,三维激光扫描技术在工程领域已经普遍应用,但该痛点仍未实质性解决,新导致了“设计基础瓶颈”之九——“点云特征分类识别建模巨婴症”:采集到点云原始信息海量,但能有效应用的特征点云数量少;相关内容参见“附件6”-“2.2.”节内容。

②由于地形图模型是一个以坐标点+矢量线所表征的特征模型,无法直接有效的进行精准选线、土方平衡与精准土方量测等;需要构建不规则三角网矢量模型,才能有效用于行业的深度应用;这里涉及到二项技术痛点:

1)如何基于既有地形图、智能化生成不规则三角网矢量模型,这个痛点技术,属于“设计基础瓶颈”之九——“点云特征分类识别建模巨婴症”范畴。

2)如何基于高精度不规则三角网矢量模型,按照空间分析的拓扑关系一致原理,智能化的实现挖、切、填等的计算机精准分析;GIS工具分析应用,自20世纪90年代末到现在历经二十多年的发展,仍未实质性解决这个技术痛点,新导致了“设计基础瓶颈”之十——“计算机浮点拓扑一致基因缺陷症”;相关内容参见“附件6”-“2.3.”节内容。

2.4.3.建筑设计+BIM+地质智能建模+…+AI技术现状及痛点

工程建造勘察阶段,实质就是获取工程场地地质信息,生成勘察报告;勘察报告以纸质或数字化的图+表+文档而存在,应用于设计、施工建设等的关键环节。

勘察报告所揭示的信息,都属于工程隐蔽内容;一旦现场勘察完成取样之后,相关参数无法在后续建设过程中被验证,只有部分信息在施工开挖环节,才能揭示验证开挖面上所分布的地质信息,是否与原勘察报告相符。

在当前主流建造设计中,勘察报告相关参数,主要通过二个渠道产生应用:一是提供专业参数数据(比如力学参数等),供设计人员在相关岩土工程专业计算中使用;二是提供地质柱状图和二维地质剖面图,供设计人员自己理解使用,设计人员基于自己的理解,在大脑中形成三维地质分布,为建造体岩土工程设计提供技术支撑。

岩土工程是所有建造工程(尤其是典型的区(带)状工程类、有深基础的工厂工程类、建筑工程类)中的重点工作项;比如在机场建设领域,包括山区类机场与滩涂类机场,都存在大量岩土工程;如何应用好地质模型参数,是影响机场建安造价、提高建设效率与质量、以及落实碳中和战略的关键因素之一。

天衍智首席科学家陈树铭博士,2005年12月发布的《中国数字工程产业发展战略分析报告》(参见“附件9”)中,就提出了“工程建设全流程一体化流程图”,其中揭示了勘测模型在工程建设全生命周期中的角色与作用。


(图2.4.3-1)工程建设全流程一体化流程图

如何推动建筑设计的智能化、工业化与数字化,在设计过程中智能化用好地质模型,是其中的控制因素之一;要智能化用好地质模型,实质就是:能否开发出一种地质建模技术,把设计人员自己大脑所理解的三维地质模型,基于勘察报告信息来生成地质三维数字模型(行业也称之为地质BIM模型或勘察BIM模型),满足三维数字化设计需求。

基于勘察报告信息,生成地质三维数字模型,国际有近百款类似地质建模软件(典型如GOCAD、EVS、SURPAC等);部分软件也号称是智能化,但实质上这些主流软件,都无法满足大型工程领域地质三维建模的需要;主要痛点是:基于这些三维地质建模工具,人机交互建模的工作量太大、对使用建模工具的人员要求门槛高;而且一旦工程项目涉及到上千个钻孔+地表地质边界信息+复杂地表时,采用这些建模工具,花费多少代价都几乎建不出一个完整的、深度应用于设计过程的地质三维模型;这个瓶颈技术,属于“设计基础瓶颈”之十一——“三维建模技术皇冠缺陷症”。

如同航空发动机是工业技术皇冠一样,三维地质建模就是三维建模技术之皇冠,因她集三维建模技术中四大瓶颈技术于一体:属性不确定性、结构不规则性、矢量非结构化大数据、宏观大尺度复杂系统下的定量分析;相关地质建模的复杂性剖析,参见“附件6”-“2.1.4.”节内容。

此外,三维地质模型,还与工程设计、施工中的地热清洁能源开发、地下水资源保护等的技术工作,有着重大应用价值;随着国家碳中和战略的深入,三维地质模型的应用价值潜能将会进一步得到挖掘。

2.4.4.建筑设计+BIM+专业数值计算+…+AI技术现状及痛点

在建筑设计技术中,针对各类专业开展有限元类的专业数值分析,属于设计中的基础性工作。

目前相关CAE工具软件(ANSYS、FLAC3D、ADINA、SAP、PKPM等),在计算力与物理本构模型等方面的技术都比较成熟,归结有二大通用痛点问题很难解决:

①有限元类数值计算时,需要针对计算的目标结构,进行专业化单元剖分,这个单元剖分其实也是一种二三维结构建模技术;这个技术瓶颈在于,如何基于三维设计结构模型以及真实环境物理结构模型,自动化进行单元剖分,满足专业计算要求。

②单元剖分模型的计算结果,如何智能化的融入到设计过程,成为设计依据与支撑,这是很大的技术挑战。

专业数值计算中的以上二个瓶颈,至今都是业界的技术难点;这个瓶颈技术,属于“设计基础瓶颈”之十二——“建造设计过程分析计算富贵病”。

建筑设计+BIM+专业数值计算+…+AI化的关键,就是推动工程设计过程的数值计算,“从贵族化应用走向普遍平民化应用”;全面实现建造工程全生命周期中的专业分析计算,尤其是加强在机场、水电、风电、核电、地下工程、矿山、复杂建筑等工程设计、监测、施工仿真中的数值计算应用频率与水平。

2.5.天衍智对“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的理解

以“数据为中心”驱动数字化设计模式,是当前设计领域在数字经济时代,支撑智能建造与建筑工业化,支撑建造行业数字化转型的重大创新技术路线。

对如何构建以“数据为中心”驱动数字化设计体系,天衍智基于自主研发的智能建造4.0技术,提出了自己的思考:

①以“数据为中心”驱动数字化设计,首先,必须建立在智能设计人+智能建模+智能软件三大基础专业智能技术之上;这三大基础专业智能技术,是“数据为中心”的起因与基础;三大基础专业智能体系,概括起来就是上述所描述的十二项“设计基础瓶颈”体系(见表2.5-1)的实现;如果“设计基础瓶颈”体系无法实质性解决,“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的实质水平,仍然只会与“人+数据中台+BIM正向设计”体系相当。

智能设计人:可代替人设计的各专业角色智能化末端功能系统

智能软件:涵盖新型软件开发构架与新型软件系统框架等体系

智能建模:涵盖智能建造体系各种模型的智能化建模算法体系

(表2.5-1)十二项“设计基础瓶颈”

②以“数据为中心”的本质,就是构建支撑、驱动整个设计全流程的“模型体系”,即构成一个“建造全产业链生态大数据模型”:首先,数据是所有设计关联内容在计算机中的数字化表征形式;同时,数据体系也必须是承载并体现出建造行业全产业链的内在逻辑关系。

③以“数据为中心”驱动数字化设计的本质,就是基于模型驱动,推动智能化设计、智能化施工与智能化运维,即基于“建造全产业链生态大数据模型”,实现设计的智能化、施工的智能化与运维的智能化。

④“建造全产业链生态大数据模型”,是建造体全生命周期各个关联数据之间成为一个有机模型整体,类似人类通过各种感知信息(看、听、闻、尝、触),在大脑中所形成的整体模型——人类感知生态链模型,“看”的信息与“听”的信息之间是有机关联的;而不是类似一个人所穿的各种衣服,各衣服之间没有关联,随时可以被替换与抛弃,只是一堆“大杂烩数据垃圾场”;这是主流普遍应用技术——“数字中台技术”、“云平台技术”等常会导致的大数据场景。

2.6.天衍智在“以‘数据为中心’驱动数字化设计”体系中核心技术能力

2.6.1.支撑“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的天衍智基础性技术

针对建造设计中的十二项“设计基础瓶颈”,天衍智历经二十三年的自主研发,已经全部取得突破,所有核心技术都通过原型系统的验证,部分核心技术已经开发出实用产品。

相关材料可以参见“附件5”、“附件6”与“附件7”等。

2.6.2天衍智新一代智能设计技术——“智能建模及设计生产线”

天衍智研究了新一代智能设计技术——“智能建模及设计生产线”,她是建立在天衍智智能建造4.0等原创技术、系统解决十二项“设计基础瓶颈”基础上,完全可以体现“以‘数据为中心’驱动数字化设计”的相关要求。

“智能建模及设计生产线”技术,是基于天衍智智能建造4.0核心技术中——“面向建造体全生命周期知识及设计需求,颠覆式创新一套相比主流普遍应用技术效率提升至少50倍的‘智能化工业化知识流水线设计技术’”,参见“附件5”中(一)节内容。

经行业专家对既有成果的初步评估,“智能建模及设计生产线”的综合设计效率,将是主流建筑设计技术的至少50倍,二维设计成果质量可得到全面保证,三维BIM模型质量可得到根本性改进。

同时,随着“智能建模及设计生产线”技术的进化完善,还将可以实质性带来基于模型驱动的、面向智能施工、智能监测、智能监理、智能装配式生产+物流+安装、智能物业管理等的应用;可以高效适应设计过程中,面临业主需求与施工条件变化下的快速设计响应,按需智能化地提供图纸、概预算、图审、BIM模型等各类专业成果。

2.6.3.“智能建模及设计生产线”技术原理

“智能建模及设计生产线”:是由“标准+专利+知识工艺+软件+设备”等一系列技术要素所集成的综合体系。

其中,“标准+专利+知识工艺”主要以天衍智自主技术为主;“软件”中包括二部分,核心软件由天衍智自主研发,其它软件包括主流操作系统软件+主流工具软件(都是相关企业的正常配置);“设备”为当前常规配置的计算机、移动设备和网络设备等。

建造行业的子类,均存在相应的“智能建模及设计生产线”;基于该生产线,培训相应的“岗位技术劳动力”;匹配的“智能建模及设计生产线”+“岗位技术劳动力”,就可形成实质生产能力。

每个建造行业子类的“智能建模及设计生产线”,对应的每个“岗位技术劳动力”,就会匹配相应的“BIM建模正设末端生产系统”(BIMEND),来支撑“岗位技术劳动力”进行相关机人交互工作。

基于任一的“智能建模及设计生产线”+“岗位技术劳动力”体系,所完成生产项目的效率,将至少50倍优于主流建造设计;生产周期一般都能控制在一周之内;“设备”及配套相关软件属于常规配置,而且硬件数量与软件LICENSE个数都会显著减少。

基于“智能化工业化知识流水线设计技术”,结合现有设备及辅助工具软件基础,面向智能建造及工业智能化协同发展需求,打造二类流水线:

①“建造工程BIM 建模类流水线”。

②“建造工程BIM 正设类流水线”。

相关内容参见“6.2.2.可应用【行动方案】的智能建模及设计生产线”。

3.天衍智技术对标基于BIM的施工管理

3.1.建造施工技术特点

建造体施工过程与制造业制造过程机制有着本质不同,前者施工过程流水线设备是流动的,但所建造产品——建造体位置却是固定的;后者生产过程流水线设备是固定的,但所制造产品却是动态流动的。

流动的施工过程流水线设备,受施工现场及建造物的个性化影响极为严重;单一功能性的智能化装备技术,很难直接应用于施工过程、发挥应有的价值与作用。

这也是施工技术,至今仍处脱离不了人的干预,只能实现半工业化水平的关键因素所在。

3.2.建造施工主流技术现状及智能化所需BIM模型

建造施工技术主要涉及到几大板块:土石方施工技术、基础处理施工技术、边坡处理施工技术、混凝土浇筑技术、建筑主体结构施工技术、建筑设备安装技术、建筑外装修施工技术、建筑内装修施工技术等。

建造施工技术要实现智能建造,就必须分别推动各类建造施工技术的智能化。基于天衍智智能建造4.0体系进行对比分析,汇整成“建造施工技术智能化要素表”,见(表3.2-1)。

(表3.2-1)建造施工技术智能化要素表

注:“勘察BIM”,即三维地质模型、地质BIM模型。

中国是当今全球唯一的世界全工业产业链生产体系国家,除了少部分产品缺失核心技术之外,大部分都具有较强竞争力;建造领域的各类工程机械设备的自动化水平,都已到达世界先进水平。同时,相关自动驾驶技术也达到世界先进水平。

通过(表3.2-1)可知,智能施工的关键问题最终还是在于:各项“智能化改造所涉及到关键技术”所依赖的综合BIM模型,是否能够按需、精准、实时、快速获得,并能被对应施工设备的大脑智能系统所理解,并组合协作来实现精准施工与操作。

3.3.天衍智核心技术支撑推动“基于BIM的智能施工”

基于天衍智新一代智能设计技术——“智能建模及设计生产线”,实现快速动态设计、按需提供二维图纸+BIM模型等的强大基础,将为各项“智能化改造所涉及到关键技术”所依赖的综合BIM模型,提供全面而强大的支撑和解决方案。

在此基础上,基于天衍智自主研发的“末端智能增量可驱动功能系统”+主流装备技术,联合相关产学研机构,快速研发出各种“智能装备”;这种“智能装备”能够理解“智能建模及设计生产线”所生成的各类综合BIM模型,并随施工现场的实时变化,精准组织施工。

这套技术体系,就是天衍智参与国家颠覆式技术创新大赛——《智能建造4.0关键性技术及原型系统验证研究》项目,拟于未来5年之内重点攻关的核心技术——面向建造体全生命周期施工及安装需求,颠覆式创新一套整体技术实施体系:形成计算机理解施工现场环境模型、施工内容模型和设备模型,并自主驱动机械自动化施工技术体系,在建造工地现场,基于流动设施设备,打造柔性流水线施工工艺技术体系。

依据天衍智研究计划,相关产品将于“2024年10月~2026年9月”期间,推动产业化应用;参见“附件6:”-“十一、进度安排”章节内容。

4.天衍智技术对标基于BIM的装配式应用

4.1.装配式BIM主流技术特点及痛点

建造装配式体系,属于建造体系中一个相对独立工业链体系,主要包括四大环节:①装配式建筑结构设计;②装配式工厂生产,③装配式构件物流,④装配式构件的现场施工与安装。

在这四大技术环节,其中核心技术痛点在于:如何基于装配式建筑结构设计体系,快速、低成本、动态、高质量的生成“装配式建设结构BIM模型”、“装配式构件BIM模型”。

只有建立在“装配式建筑结构BIM模型”+“装配式构件BIM模型”二大精准关联模型的基础上,装配式工厂生产+装配式构件物流+装配式构件的现场施工与安装,三大工作才能形成最佳协同工作体系,推动智能装配式的生产。

4.2.天衍智核心技术支撑推动“基于BIM的智能装配”

基于天衍智新一代智能设计技术——“智能建模及设计生产线”,以及“支撑基于BIM的智能施工”等的核心技术体系,是可以有效支撑推动“基于BIM的智能装配”体系发展的;具体支撑细节内容,后续另行说明。

5.天衍智对落实【行动方案】的构想(或建议)

5.1.天衍智支持完善匹配【行动方案】的监管与产业化政策

一项合理化建议:建立“项目BIM建模费用保证金”机制(类似农民工保证金);

①建设项目一旦启动,就由相关业主先期支付相应的“项目BIM建模费用保证金”。

②“项目BIM建模费用保证金”数额,按照项目总投资额的比例进行计算。

③项目中每完成一次BIM建模,从“项目BIM建模费用保证金”中,直接支付对应BIM建模费用。

④项目完成后,“项目BIM建模费用保证金”中如果有结余,则上缴国家、作为国家数字BIM产业发展基金。

天衍智基于自主核心技术,全力支持打造匹配【行动方案】的BIM数据中心,相关支持方案后续另行说明。

天衍智支持按照【行动方案】的要求,出台配套政策,支持国内从事工程建设的相关国有体制的设计院、施工企业与装配建筑企业等,参与天衍智智能建造4.0技术的改造;相关细节见“5.2.”、“5.3.”、“5.4.”章节。

5.2.天衍智智能建造4.0技术改造相关建设企业的合作要点

天衍智支持国内从事工程建设的国有重点企业,包括设计院、施工企业、装配建筑企业等,参与到天衍智智能建造4.0技术的改造,尽快提升相关单位,成为支撑智能建造与建筑工业化协同发展的排头兵。

智能化改造相关设计院、施工企业、装配建筑企业的商业模式——采取向“被智能化改造单位所形成的增量价值中,提取一定比例技术服务费”为原则;以设计院改造为例:

①天衍智向被改造设计院,按照智能建造4.0技术改造要求,提供相关自主技术,不收取相关技术费用。

②被改造设计院所需配套的第三方资源,由天衍智提供技术清单,原则上不新购买设备,以整合现有存量资源为主。

③天衍智针对智能化改造的设计院,在5年内提供全方面技术支持,并收取相关技术服务费;5年之后,已部署的天衍智技术,全部留存被该造设计院,天衍智退出被改造设计院。

④在设计院智能化改造的5年合作期内,天衍智收取技术服务费的基本模式是:(1)经双方评定确定设计院被改造之前的平均生产效率和毛利成本;(2)经天衍智智能技术改造之后,每年核算被改造设计院的平均生产效率和毛利成本;(3)计算被改造设计院的平均生产效率的增量、平均生产成本的减量;(4)当平均生产效率增量与平均生产成本减量,达到一定阈值时,天衍智按照一定比例提取相应技术服务费,否则天衍智将不收取当前相关技术服务费。

6.相关背景资料

6.1.天衍智简介

天衍智科技产业有限公司,是中国国内乃至全球,少有专注于技术研发并推动技术驱动产业市场的民营科技公司,二十三年来坚持“从0到1”的基础研究模式,持续专注于建造业全流程,开展相关智能建模技术、智能设计技术以及配套智能大数据技术、智能云计算技术、智能软件技术等的自主研发,在“3D+大数据+智能”领域形成“I3D使能技术”,取得了多项关键技术突破,已申报国家发明专利近四十项,其中已获授权十余项,获得软件著作产权十余项。

天衍智生态平台是以天衍智科技产业有限公司为核心企业,核心团队历经23年在“3D+大数据+智能”领域自主原创“I3D使能技术”体系为内在逻辑和纽带、全面深度整合与天衍智核心技术同频共振的行业团队与资本团队、深刻融合信息智能社会各类新型产业生态体系特点所打造的价值力银行,致力于孕育迭代发展企业生态集群。

天衍智“I3D使能技术”,可以彻底解决制约建造业三大类建设工程体系、走向智能工业化发展的三大瓶颈难题;制约这三类体系走向智能工业化的瓶颈:一是面向地球自然体模型(地质+地表+地物+水体)的不确定性、不规则性、矢量拓扑性等;二是面向技术规范知识模型的专家协同性、计算机语义理解技术规范知识;三是面向领域大数据管理、云计算及生产性应用平台技术。

天衍智其它信息参见“附件1”。

6.2.天衍智成功案例

6.2.1.可应用【行动方案】的天衍智软件产品

6.2.2.可应用【行动方案】的智能建模及设计生产线

天衍智下属产业化平台公司——天城智(重庆)智能城市规划设计有限公司,已规划于2022年推出一系列“智能建模及设计生产线”

注:天衍智基于自主研发的“末端智能增量开发技术”,可以针对任一建造行业的子类,在1~2个月内,开发出对应的“智能建模及设计生产线”。

6.2.3.已开展的智能建造BIM建模项目与相关合作企业

天衍智基于自主核心技术完成的与BIM模型的典型应用项目及成果,见如下表:

同时,天衍智已与全国范围数百家建造类企业,就采用天衍智自主智能建造4.0相关核心技术与产品,达成合作意向:

①已经与3家民营建筑甲级设计院签署合作协议,应用天衍智智能建造4.0技术,进行设计生产技术流程的智能化改造,相关工作正在持续推进过程中。

②已经与27个省、区、直辖市的300余家设计院、建筑类科技公司、建造咨询公司、大学等,达成合作意向,基于天衍智智能建造4.0技术,在设计生产技术智能化环节,开展研究、测试与应用工作。

6.3.颠覆性大赛情况简介

6.3.1. 天衍智参加国家颠覆性技术创新大赛成果简介

天衍智参赛项目——《智能建造4.0控制性技术及原型系统验证研究》,是本次大赛中唯一的“行业整体智能化技术创新项目”。

2021年10月21日,天衍智自主研发的《智能建造4.0控制性技术及原型系统验证研究》项目,入围国家科技部组织的全国颠覆性技术创新大赛领域赛,获优秀奖。

2021年12月23日又在领域赛中获优胜奖,入围总决赛。

2022年1月,科技部正式委托北京市科委,完成针对天衍智及主研人员进行征信及“全国颠覆性技术创新大赛尽职调查”。

本次参赛是天衍智自主原创科技,正式昂首挺胸亮相主流科技界的里程碑,标志天衍智自主核心科技得到了国家层面的实质性认可与肯定。

天衍智参赛项目——《智能建造4.0控制性技术及原型系统验证研究》,所获二个奖项——“优秀项目”奖与“优胜项目”奖的证书,参见“附件4-1”、“附件4-2”。

6.3.2.《智能建造4.0关键技术与原型系统验证》是颠覆性创新技术

颠覆性技术,由美国学者克里斯坦林于1995年首次提出:“从低端或边缘市场切入,以简单、方便、便宜为初始阶段特征,随着性能与功能的不断改进与完善,最终取代已有技术,开辟出新市场,形成新的价值体系” 。

在全国颠覆性创新技术大赛成都领域赛开幕式上,科技部火炬中心相关技术负责人,详细解释了什么是颠覆性技术,并明确强调,只有符合以下特点的创新项目,才是颠覆性创新项目;同时可参见“《科技部关于举办全国颠覆性技术创新大赛的通知》中关于颠覆性技术的定义”:

①颠覆性技术,是“可改变游戏规则”的创新技术,以创新思维为根本,开辟新型技术发展模式,在发展到一定阶段时,将超越原有技术并产生替代,具有另辟蹊径改变技术轨道的演化曲线和颠覆现况的变革性效果:

从技术角度看:是以科学技术的新原理、新组合和新应用为基础,开辟全新技术轨道,产生突破性的创新技术。

从产业角度看:应与产业结合紧密,通过形成新工艺、新产品或新模式,利用技术创新带动产业升级换代,改变行业主流产品和市场格局,推动相关产业乃至全球经济的革命性、颠覆性进步。

②颠覆性创新项目,就是——另辟蹊径、跨越主流先进技术,并能形成产业化,甚至可以推动传统产于转型升级的颠覆性技术;而不是目前看起来市场化好的现有主流先进技术:

另辟蹊径:对已有传统或主流技术产生颠覆性、根本性替代效应的技术。

另辟蹊径:能使现有的投资、人才、技术、产业、规则“归零”。

另辟蹊径:能使现有的力量结构、基础以及能力平衡发生根本性变革,推动传统产业的彻底转型升级。

另辟蹊径:能够实现对现有主流技术的替代,定义新规则、创造新产业、投资、就业,成为未来的主流。

以智能建造4.0为核心内容成果的颠覆性创新项目,是按照颠覆性创新的客观规律,充分嫁接并超维整合现有建造行业的主流普遍技术,另辟蹊径颠覆性创新一整套技术,能够大大降低建造行业对主流普遍世界技术的依赖,数量级提升设计生产效率,对建造行业用户形成实质性吸引力,并在不断产业化应用的基础上,能够快速形成对现有主流普遍应用技术的替代与升级。

7.附属材料

7.1.公司类材料

附件1:天衍智介绍图片。

附件2:商业模式。

附件3:天衍智智能建造4.0产业发展规划(2021修订版)。

附件4:颠覆性竞赛获奖证书(附件4-1——优秀项目;附件4-2——优胜项目)


7.2.技术类材料

附件5:颠覆性竞赛领域赛答辩材料。

附件6:颠覆性申报项目材料。

附件7:《“3D+大数据+智能”使能技术研究报告》,网络文献参考地址:http://www.数字中国.cn/?p=1362。

附件8:《BIM的前世今生&&&三维BIM智能正向设计》,网络文献参考地址:http://www.数字中国.cn/?p=978。

附件9:《中国数字工程战略分析报告》(2005),网络文献参考地址:http://www.数字中国.cn/?p=573。

7.3.典型软件著作权证书

附件10:包括二项典型软件产品的著作产权证书:

①全矢量三维数字地球平台软件著作权登记证书。

②附件11:三维地质智能建模平台。

7.4.典型技术专利

附件11:包括六项典型国家发明专利证书:

①一种复杂属性边界三维矢量迭代方法及应用系统专利证书。

②一种不确定性概率场属性分布建模方法与系统专利证书。

③海绵地质体与排水连通的城市海绵结构体的构建方法及系统 专利证书。

④全球地理框架不规则三角网金字塔建模系统及方法专利证书。

⑤不规则三角网曲面几何拓扑一致分析方法及系统专利证书。

⑥三维水平地质剖面图制作方法及其用途专利证书。

7.5.其它材料

附件12:住建部等十三部位联合颁布《住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》。

附件13:住建部颁布《“十四五”建筑业发展规划》。

附件14:民航局颁布《推动民航智能建造与建筑工业化协同发展的行动方案》。

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