| 研究生: |
龔智群 Kung, Chih-Chun |
|---|---|
| 論文名稱: |
人工智慧輔助BIM建築設計流程 AI-assisted BIM Architectural Design Workflow |
| 指導教授: |
鄭泰昇
Jeng, Tay-Sheng |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
規劃與設計學院 - 建築學系 Department of Architecture |
| 論文出版年: | 2023 |
| 畢業學年度: | 111 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 142 |
| 中文關鍵詞: | 人工智慧 、建築資訊系統 、工作流程 |
| 外文關鍵詞: | Artificial Intelligence, Building Information Modeling, Design Workflow |
| 相關次數: | 點閱:226 下載:124 |
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數位轉型趨勢引領建築營造產業的轉變。除了建築資訊系統的運用外,必須導入其他數位技術用以管理建築生命週期。本論文聚焦於建築產業,旨在探討如何將人工智慧技術融入以建築資訊系統主導的設計環境,以建立一個AI+BIM的標準化設計流程。
人工智慧輔助建築設計技術可分為三大類:衍生式設計、生成式AI、和自動化工具。衍生式設計基於參數化設計邏輯,但將原先固定數據的設定轉為限制區間,並檢討輸入與輸出數據值,進行最佳化演算;生成式AI利用大量數據資料和深度學習技術,依照目的建構演算邏輯進行生成;自動化工具以固定程式邏輯執行單向的工作流程。
本研究嘗試自行開發與整合工具。主要利用Revit建立BIM工作平台,整合Dynamo、Generative design、Solar Analysis..等Revit插件,以及QGIS、CFD、Python..等其他軟體。利用這些工具撰寫程式與研發指令,以自動化操作Revit功能,執行整理資訊、建立模型與分析模型等任務。另外,借助生成式人工智慧技術如ChatGPT、Midjourney及Stable Diffusion..等,以輔助設計發展。
本研究透過一個實際的集合住宅案例,演練AI技術整合研發應用的建築設計流程。界定討論的範圍從基地調查開始,直到設計彙整完成。將設計流程分為三個階段:計畫階段、規劃階段和設計階段。每個階段皆會細分為多個工作項目,探討設計師如何透過AI+BIM執行設計任務。
以下是本研究具體操作設計工作項目的幾個例子:「基地調查」使用QGIS和Google Earth將GIS資訊整合至Revit模型中;「量體配置」使用Dynamo配合Generative design編寫配置腳本;「環境分析」使用CFD和Solar Analysis進行設計風與熱輻射分析;「外觀風格探索」使用Midjourney和Stable Diffusion進行設計探索;「配置元件」使用Python + Revit API開發自動化配置工具。
研究結果顯示,人工智慧不僅能提升設計的創造力與生產力,還能輔助設計決策。設計師在初期階段就能更清楚地掌握整體情況並確定重點,同時也能催化思考和探索,減少設計的迴圈,進而改變設計流程的過程與結果。然而,人類設計師的角色並未被AI取代,相反,人與AI共同協作推進設計的創造力。
隨著人工智慧的持續演進,建築產業迫切需要重視這項技術對產業的影響。因此,本研究也參與AI建築師論壇,整合實務與學術角度探討AI的使用情況,以作為推動人工智慧輔助BIM設計流程的參考。
This study aims to explore the integration of AI (Artificial Intelligence) and BIM (Building Information Modeling) digital technologies within the architectural design process, with a particular focus on utilizing CAD (Computer Aided Design) technologies through AIGC (AI Generated Content), Generative and Parametric Design, and Programming Tools. AI+BIM Design process will be demonstrated through a practical design case study of a residential complex, illustrating the implementation and impact of this technological integration. AI-aided design tools have the potential to improve human productivity and foster human creativity.
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