装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台制造技术

本发明专利技术公开了装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，属于智慧建筑信息设计技术领域，包括自主研究开发了基于数字孪生技术的装配式设计模型及应用ALoT的产业生态供应链技术，基于LSH最近邻查找算法的非结构化数据快速检索技术，基于建筑信息模型、人工智能、机器深度学习的的装配式建筑数字化设计技术，基于Web服务和数据基础平台核心算法的装配式建筑云服务平台，基于BIM技术工业化建造协同技术，装配式轻钢结构的轻量化设计技术，装配式建筑专业人才在线培训软件等关键核心技术，形成以项目为核心的多边协同一体化应用，本发明专利技术能降低建造成本，提高建造效率和建筑质量。筑质量。筑质量。

【技术实现步骤摘要】
装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台


[0001]本专利技术属于智慧建筑信息设计
，具体地说，涉及装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台。

技术介绍

[0002]目前，装配式钢结构建筑因其具有自重轻和强度高、抗风抗震性能佳、工业化程度高、施工周期短等特点和节能环保、循环利用、经济性等优势，契合可持续发展理念，成为绿色建筑的代表，世界各国都将发展装配式钢结构建筑提升到国家战略层面。在数字经济时代，基于BIM三维数字技术，利用“互联网+”和大数据、云计算、人工智能、物联网等新一代信息技术，推进装配式钢结构建筑工业化与信息化深度融合，构建智能设计与制造服务云平台，协同整合产业链资源，打造互联网建筑产品，为装配式钢结构建筑的设计、制造、运输和安装提供信息服务与数据管理，高效共享各种要素数据，形成全寿命周期的全产业链、价值链和创新链的互联互通，也已成为世界各国提高装配式钢结构建筑行业信息化水平、实现智能设计、智能建造的重要举措。
[0003]在国内，近几年来装配式钢结构建筑智慧设计、造价设计软件产品销售一直保持较高幅度增长，装配式钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台服务应用也开始兴起，尤其是在商用建筑、工业厂房、民用住宅方面广泛应用。如无锡喜来登温泉度假酒店总建筑面积6.5万平方米，其连廊指环型造型钢结构工程，通过云平台采用5D建模和三维可视化技术成功进行现场施工安装。广州东塔总建筑面积50万平方米，用钢量约9.6万吨，全部采用云平台智能设计和100％工厂化制造，建筑垃圾只有传统施工垃圾的1％，耗能只相当于传统建筑的20％。
[0004]从国内外装配式钢结构建筑云平台技术现状来看，在平台架构、功能以及信息集成等关键技术方面取得了突破，但也存在不足和问题，主要体现在：装配式钢结构建筑产业与建筑信息模型技术、新一代信息技术、智能建造技术还没有真正实现深度融合，通过智能设计源头打通设计、加工、物流、装配、运营等产业生态链全过程、全要素、全参与方的资源数据并进行数字化定义，驱动构建建筑项目、企业和产业新生态体系而实现高效率、高质量、低成本的智慧建造创新模式目标没有真正达成。具体表现为：一是智慧设计平台轻量化设计水平不足，数字化设计软件标准化程度低，装配式构件设计效率不高；二是智能建造平台交互协同能力不足，基于软件和数据形成的“数字化生产线”缺乏统一的产业链上下游标准化体系与技术规范，工业化、精准化、智能化建造水平和生产效率不高，各环节作业机制不完善、成本高；三是云平台缺乏装配式钢结构建筑专业人才培训功能模块，专业技术人才跟不上数字建筑业务的发展，两者存在脱节现象，这些问题已成为国内同行业普遍存在的技术瓶颈与痛点。

技术实现思路

[0005]要解决的问题
[0006]针对现有智慧设计平台轻量化设计水平不足，数字化设计软件标准化程度低，装配式构件设计效率不高；智能建造平台交互协同能力不足，缺乏统一的产业链上下游标准化体系与技术规范，工业化、精准化、智能化建造水平和生产效率不高，各环节作业机制不完善、成本高；云平台缺乏装配式钢结构建筑专业人才培训功能模块，专业技术人才跟不上数字建筑业务的发展，两者存在脱节现象的问题，本专利技术提供装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台。
[0007]技术方案
[0008]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0009]装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于，包括：
[0010]装配式建筑数据模块：用于进行数据管理和分析计算，构建面向装配式轻量化钢结构建筑服务生态链的数字化服务平台，匹配最适合的建筑设计方案；
[0011]驱动应用业务平台模块：用于为客户提供设计、加工、物流、装配、培训、金融、交易服务，同时提供创新设计、数字化驱动、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸功能；
[0012]所述装配式建筑数据模块包括：数据共享匹配模块、供应链生态数据模块、数据云存储模块和异构建筑数据库模块；
[0013]所述供应链生态数据模块包括：设计分析模块和建造管理模块；
[0014]所述驱动应用业务平台模块包括；设计与咨询模块、加工技术应用模块、装配技术应用模块、物流技术应用模块、人才培训模块、金融服务应用模块、交易服务模块。
[0015]优选地，根据客户需求与装配式钢结构建筑一体化服务对接，采用了基于数字孪生技术的装配式设计模型及应用ALoT的产业生态供应链技术，采用数字孪生技术将装配式轻量化钢结构建筑的各项物理属性、数据参数进行精准化标签和虚拟化模型设计，对建筑业标准规范数据库定制标签，建立设计与法规评估体系，对平台数据库中装配式钢结构建筑产业链企业供应信息进行多维度数据标签，建立企业生态供应及服务水平评估体系，应用人工智能物联网技术在对建筑房型、建筑图纸、建筑模型、建筑外观、建筑内部装饰、客户需求及供应商信息等各类数据进行深度知识挖掘的基础上自动进行分析、融合、交互，实现客户需求与装配式钢结构建筑一体化服务对接。
[0016]优选地，为装配式建筑模块提供自动匹配建模功能，实现智能化建筑方案设计和大规模建筑参数查找、匹配、组装，采用了基于LSH最近邻查找算法的非结构化数据快速检索技术，采用LSH将高维建筑设计数据利用哈希表映射到低维特征空间，相应的哈希值作为BIM数据在低维空间的签名，利用多层树状和森林状结构实现并行处理可并发控制，哈希查找时间复杂度为O(1)，对建筑图纸数据、技术资料进行分类。
[0017]进一步地，为实现一体化集成设计，透过参数化的塑模过程，将几何信息组构成参数组件，携带几何信息和材质、成本、使用年限等信息打通生产、装配的交互数据流，采用了基于建筑信息模型、人工智能、机器深度学习的装配式钢结构建筑数字化设计技术，开发基于建筑信息模型的数字化设计模块，统筹建筑产业链各专业应用，通过建筑信息模型在建筑物建造前期对碰撞问题进行协调，生成并提供协调数据实现一体化集成设计，透过参数化的塑模过程，将几何信息组构成参数组件，携带几何信息和材质、成本、使用年限等信息打通生产、装配的交互数据流
[0018]开发基于人工智能、机器深度学习的建筑造型及空间布局智能优化设计技术，将建筑按照功能自动模块化拆分，利用大数据自动差分算法将规格参数、风格相近的功能模块分类，建立建筑造型及外立面效果数字化设计数据库，利用卷积神经网络技术，将建筑功能模块和数据资料做深度机器学习，实现建筑户型、主体结构、水电管网等数字化设计参数与用户需求进行匹配，并自动生成设计评价系统和按用户偏好最优化排序的户型平面、立面及3D可视化效果图；
[0019]开发装配式建筑协同设计软件，研究不同建筑和加工软件间数据输出、输入格式及数据传递算法，实现不同软件间数据精确读取及无损传递，再结合BIM技术开发协同设计模块，实现3D建模、计算、构件部件加工过程中数据互联互通、多软件协同设计的效果，最终完成建筑、结构、水电及各设备系统全部设计内容和可视化效果图。；
[0020]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于，包括：装配式建筑数据模块：用于进行数据管理和分析计算，构建面向装配式轻量化钢结构建筑服务生态链的数字化服务平台，匹配最适合的建筑设计方案；驱动应用业务平台模块：用于为客户提供设计、加工、物流、装配、培训、金融、交易服务，同时提供创新设计、数字化驱动、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸功能；所述装配式建筑数据模块包括：数据共享匹配模块、供应链生态数据模块、数据云存储模块和异构建筑数据库模块；所述供应链生态数据模块包括：设计分析模块和建造管理模块；所述驱动应用业务平台模块包括；设计与咨询模块、加工技术应用模块、装配技术应用模块、物流技术应用模块、人才培训模块、金融服务应用模块、交易服务模块。2.根据权利要求1所述的装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于：为了实现客户需求与装配式钢结构建筑一体化服务对接，根据客户需求与装配式钢结构建筑一体化服务对接，采用了基于数字孪生技术的装配式设计模型及应用ALoT的产业生态供应链技术，采用数字孪生技术将装配式轻量化钢结构建筑的各项物理属性、数据参数进行精准化标签和虚拟化模型设计，对建筑业标准规范数据库定制标签，建立设计与法规评估体系，对平台数据库中装配式钢结构建筑产业链企业供应信息进行多维度数据标签，建立企业生态供应及服务水平评估体系，应用人工智能物联网技术在对建筑房型、建筑图纸、建筑模型、建筑外观、建筑内部装饰、客户需求及供应商信息等各类数据进行深度知识挖掘的基础上自动进行分析、融合、交互。3.根据权利要求2所述的装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于：为装配式建筑模块提供自动匹配建模功能，实现智能化建筑方案设计和大规模建筑参数查找、匹配、组装，采用了基于LSH最近邻查找算法的非结构化数据快速检索技术，采用LSH将高维建筑设计数据利用哈希表映射到低维特征空间，相应的哈希值作为BIM数据在低维空间的签名，利用多层树状和森林状结构实现并行处理可并发控制，哈希查找时间复杂度为O(1)，对建筑图纸数据、技术资料进行分类。4.根据权利要求3所述的装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于：为实现一体化集成设计，透过参数化的塑模过程，将几何信息组构成参数组件，携带几何信息和材质、成本、使用年限等信息打通生产、装配的交互数据流，采用了基于建筑信息模型、人工智能、机器深度学习的装配式钢结构建筑数字化设计技术，开发基于建筑信息模型的数字化设计模块，统筹建筑产业链各专业应用，通过建筑信息模型在建筑物建造前期对碰撞问题进行协调，生成并提供协调数据实现一体化集成设计，透过参数化的塑模过程，将几何信息组构成参数组件，携带几何信息和材质、成本、使用年限等信息打通生产、装配的交互数据流开发基于人工智能、机器深度学习的建筑造型及空间布局智能优化设计技术，将建筑按照功能自动模块化拆分，利用大数据自动差分算法将规格参数、风格相近的功能模块分类，建立建筑造型及外立面效果数字化设计数据库，利用卷积神经网络技术，将建筑功能模块和数据资料做深度机器学习，实现建筑户型、主体结构、水电管网等数字化设计参数与用户需求进行匹配，并自动生成设计评价系统和按用户偏好最优化排序的户型平面、立面及
3D可视化效果图；开发装配式建筑协同设计软件，研究不同建筑和加工软件间数据输出、输入格式及数据传递算法，实现不同软件间数据精确读取及无损传递，再结合BIM技术开发协同设计模块，实现3D建模、计算、构件部件加工过程中数据互联互通、多软件协同设计的效果，最终完成建筑、结构、水电及各设备系统全部设计内容和可视化效果图。5.根据权利要求4所述的装配式轻量化钢结构建筑智慧设计及工业化建造云平台，其特征在于：数据存储采用了基于Web服务和云环境数据分析平台核心算法的装配式建筑云服务平台，开发基于Web服务的云服务平台，开发数据基础平台核心算法，采用分布式系统基础架构作为离线分析平台，采用分布式的、容错的实时计算系统作为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文波，高振闯，聂欣，张鹏鹏，李凤梅，何锐，
申请(专利权)人：苏州筑百年建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：