Большая красная кнопка в проектирование. Искусственный интеллект (AI) в проектирование

ChatGPT взбудоражил умы людей. Он повышает скорость работы, заменяет людей, снижает требования к компетенции специалистов. Он у всех на слуху. Но на самом деле на рынке более 1000 различных нейросетей для работы. Заказчики давно мечтают об одной большой красной кнопке, которая по нажатию выдает им проект. Нейросети это шаг к красной кнопке. Об одном из таких решений, на базе нейросетей, рассказывается в статье Martyn Day "Hypar: преобразование текста в BIM и не только". Один из продуктов который демонстрирует что что идеология существующих BIM решений - это уже прошлое. И отечественные решения для проектирования идут не тем путем.

"Представьте себе CAD-систему, которая может моделировать здание по письменному определению. Пользователь просто вводит свой запрос в окно чата, и через несколько секунд появляется модель."

Перевод статьи....

Может ли небольшая компания, занимающаяся разработкой программного обеспечения, помочь пользователям избежать большей части детального моделирования и создания чертежей, связанных с BIM 1.0? Мартин Дэй рассказывает о Hypar, компании, стремящейся сделать именно это

Представьте себе систему автоматизированного проектирования, которая может моделировать здание по письменному определению. Пользователь просто вводит свой запрос в окно чата: «Двухэтажное торговое здание и 14 этажей жилых домов, расположенных в форме буквы L». За считанные секунды появляется модель, соответствующая точным требованиям пользователя, дополненная условиями окружающей местности и включающая конструктивные элементы, фасады и планировку кондоминиума.

Чтобы уточнить результаты, пользователь просто добавляет описательный текст. Например, разные этажи могут быть определены разными текстовыми командами.

Вот куда движется BIM 2.0. Во многом это уже есть.

Компания Hypar.io, основанная в 2018 году, является детищем двух опытных ветеранов отрасли: Энтони Хаука и Яна Кеоу. Хаук был руководителем отдела разработки продуктов Revit и руководил разработкой генеративного дизайна в Autodesk. Кио нежно называют «отцом Dynamo», визуального интерфейса программирования для Revit.

Эта пара пользуется большим уважением в отрасли за их работу по разработке некоторых из самых популярных программных инструментов проектирования, используемых сегодня архитекторами. Когда дело доходит до разработки инструментов дизайна, они были там, сделали это и купили футболку.

В Autodesk Хаук и Кио приняли участие в разработке Project Fractal, инструмента, совместимого с Dynamo, для создания нескольких дизайнерских решений в соответствии с собственной логикой проектирования заказчика. Он использовался при проектировании пространства и здания, оптимизируя размещение и структуру помещений, а также создавая варианты, соответствующие основным спецификациям.

В конечном итоге это привело к появлению Hypar — автономной облачной веб-платформы и API, которая выполняет код (на Python и C#) для быстрого создания сотен или даже тысяч проектов на основе логики проектирования. Пользователи могут просматривать полученные 3D-модели как на настольных, так и на мобильных устройствах вместе с аналитическими данными.

Особенностью Hypar является то, что он предоставляет общий пользовательский интерфейс, который не зависит от объемных наборов данных, как многие современные инструменты BIM, а также поддерживает открытые файлы IFC (Industry Foundation Class).

Кроме того, он открыт для сообществ разработчиков инструментов, которые могут захотеть поделиться или продать алгоритмы или воспользоваться набором постоянно развивающихся инструментов Hypar и растущим числом ресурсов с открытым исходным кодом. Это делает его популярным выбором для разработки генеративных инструментов. Затем дизайнеры, не умеющие программировать, могут использовать эти генеративные инструменты для экспериментов с различными вариантами дизайна одним щелчком мыши. Выходные данные Hypar также могут быть связаны с другими процессами через широко используемые форматы и сценарии.

Основная команда Hypar в настоящее время насчитывает двенадцать человек, и компания привлекла несколько раундов начального финансирования на общую сумму более 2,5 миллионов долларов от специализированных венчурных фирм AEC, строительных предприятий и Obayashi Construction of Japan.

На задании

«Наша миссия с самого начала и по сей день состоит в том, чтобы использовать мировой опыт в области строительства для создания лучших зданий». объясняет Кио. Однако, добавляет он, на этом пути были повороты и повороты.

«Когда мы запускали Hypar, я думал, что, поскольку я вышел из сообщества компьютерного дизайна вместе с Grasshopper и Dynamo, мы будем продавать компьютерным дизайнерам. Оказалось, что по множеству различных причин, о которых я писал в Твиттере и других местах, мы зашли в тупик», — говорит он.

«У нас были собственные визуальные языки программирования; мы как бы отошли от собственной вычислительной истории, которую мир AEC создал для себя. Энтони и я определили это как тупик».

Проблема с продажей архитектурным фирмам, продолжает он, заключается в том, что они уже сильно насыщены Grasshopper и Revit. Любой новичок должен бороться с этой глубоко укоренившейся конкуренцией.

«Мы осознали, что от одного проекта к другому программисты не могли использовать созданную ими логику, представляющую своего рода автоматизацию для целей проекта, и превратить ее в воспроизводимую систему, которую можно было бы использовать с одного проект к следующему, к следующему», — продолжает Кио. Он говорит, что мечта с Dynamo Package Manager заключалась в том, чтобы сделать рутину и поделиться ею.

«Проблема была в том, что все эти системы — Rhino, Grasshopper, Dynamo — были построены на основе программного обеспечения-героя, но основная предпосылка BIM была ошибочной».

Хаук и Кео считают, что, хотя вы можете автоматизировать определенную часть на основе модели BIM, вы, по сути, все еще автоматизируете на основе ошибочной предпосылки. «В итоге Dynamo очень эффективно использовался для автоматизации переименования всех листов в наборах чертежей вместо автоматизации создания определенного, нового типа структурной системы», — говорит он.

«Даже в тех случаях, когда люди это делали, вы не могли затем взять созданный вами генератор структурной системы и легко соединить его с чьим-то другим генератором механической системы или чьим-то другим генератором фасадной системы. В этих «дерганых» рабочих процессах все записывали все в Excel, а затем считывали из другого сценария».

Системное мышление

Анализируя проблему вместе с клиентами из мира производства строительной продукции, Хаук и Кио решили «подняться по лестнице абстракции», говорит он, выходя за рамки рабочего процесса BIM, когда клиенты строят объекты с помощью балок и колонн вручную и вместо этого думают системно.

«Партнеры по производству продукта очень ясно дали понять: ценность системного мышления, потому что у них есть системы с широкими возможностями настройки, для которых у них сидят эксперты, которые просматривают PDF-файлы, измеряют вещи, ищут спецификации в своих книгах по продуктам, чтобы создать полностью спроектированные системы. , чтобы сделать продажу», — говорит он.

У каждого производителя строительной продукции, который обращался к Hauck and Keough, была одна и та же проблема. С 2019 по 2022 год у пары произошел сдвиг в мышлении: от взглядов на здания как на проекты они стали рассматривать здания как продукты и сборки систем, которые работают вместе.

Кио говорит: «Почему существуют столкновения? Столкновения существуют, потому что все сидят обособленно и действуют, не взаимодействуя друг с другом. Они не видят, чем занимаются друг друга уже пару недель, пока не объединят модели Revit воедино. Затем они обнаруживают, что эти компоненты упираются в другую геометрию. Нам нужно создавать системы, которые могут взаимодействовать друг с другом и понимать друг друга.

Преобразование текста в BIM

Так что же происходит, когда запрос вводится в окно чата? За кулисами Hypar волшебным образом отображает ввод на естественном языке (например, «2-этажный гараж») на параметрические функции Hypar. Это не ИИ, а ИИ, информированный посредством ввода на естественном языке.

Он не только создает архитектурную модель, но и переворачивает представление структуры, чтобы показать каркасную структуру стальных конструкций, которая также была смоделирована. Продолжая моделирование, мы можем добавить стеклянный фасад, 10-этажную жилую Г-образную башню. Можно разрезать и просмотреть модель интерьера вместе с планами жилых помещений. Все это занимает секунды.

Чтобы изменить полностью детализированный вариант здания в Revit с L-образного здания на U-образное, обычно может потребоваться три недели работы. В Hypar это занимает пару секунд — неплохо! Кроме того, все сеансы могут использоваться совместно как совместные рабочие процессы.

Вопреки распространенному мнению, Hypar не основан на Grasshopper или Dynamo. Вместо этого он построен с нуля, от ядра геометрии до своей генеративной логики, чтобы делать все сам. Причина этого в том, что, как облачное приложение, оно работает на микросервисах в облаке и не может быть создано с использованием исторического кода рабочего стола. Результаты довольно прямолинейны, поскольку программное обеспечение еще не поддерживает NURBS, хотя существует тесная интеграция с Grasshopper, где сценарии Grasshopper можно превратить в функции Hypar.

Все элементы BIM Hypar определяются с использованием схемы JSON. Это очень похоже на то, как Speckle (https://speckle.systems) определяет объекты, которые передаются через сервер Speckle. В конечном счете, у него есть возможность экспорта в IFC, но IFC не встроен в саму платформу.

Что касается поддержки Revit, Кео объясняет: «У нас действительно богатая поддержка Revit как при импорте, так и при экспорте. Мы знали, что должны сделать это с самого первого дня, потому что это то, где люди находятся, и это то, где люди будут находиться какое-то время, по крайней мере, при производстве документов».

Тем не менее, Hypar работает со многими клиентами, которые сейчас используют Revit — не потому, что это идеальная система, а потому, что она есть в их распоряжении, — говорит он. Часто они создают функции в Hypar для экспорта определенного типа чертежа панели, что очень сложно, если вообще возможно, сделать в Revit без каких-либо вспомогательных средств автоматизации, таких как Dynamo».

По его словам, со временем, по мере того как здания все больше переходят на сборное и модульное строительство, а первенство чертежей снижается, потребность в нестандартных типах чертежей и выходных данных для роботизированного производства будет соответственно возрастать. «И мы направляем Hypar на путь удовлетворения этих потребностей», — говорит он.

Одна из самых больших проблем с BIM 1.0 заключалась в том, что он не смог преодолеть пропасть от чертежей в масштабе до производственных моделей 1:1. Hypar предназначен для представления данных в нескольких масштабах. Как говорит Кио: «У нас есть клиенты, работающие на каждом уровне детализации, от осуществимости проекта до строительства. У нас есть клиенты, которые на самом деле делают строительные чертежи и определенные типы производственных чертежей из Hypar, потому что, точно так же, как системы, которые создают фактические строительные материалы, структурные системы, системы для создания этих визуализаций являются просто еще одним видом расширения поверх Хайпар.

Недавно на конференции Advancing Prefabrication компания Hypar объявила о работе по интеграции, которую она провела с DPR Construction в США, чтобы автоматизировать компоновку гипсокартона. «Представьте, что по мере того, как архитектор рисует, стена генерирует все чертежи компоновки и все предварительно вырезанные производственные чертежи для изготовления отдельных частей гипсокартона за пределами площадки, а также накапливает информацию о том, как именно эти части предварительно Нарезанный гипсокартон будет складироваться на месте», — говорит Кио.

Но с увеличением детализации возникают проблемы с производительностью — так как же Hypar справляется с большими объемами данных? Он отвечает, что размер и сложность рабочих процессов, которые клиенты доверяют Hypar, начинают тестировать систему. «Это естественный прогресс при создании любого программного обеспечения», — говорит он. «Когда Энтони создавал Revit, когда-то, и когда я создавал Dynamo, всегда был момент, когда ваши клиенты начинали использовать созданную вами вещь для все больших и больших моделей».

Это означает, что одна из вещей, которую он и Хаук должны очень тщательно рассмотреть, — это производительность. «Если мы приглашаем всех этих людей играть в этой среде, и мы можем представить все эти вещи с таким уровнем детализации, тогда вычисления и ваше взаимодействие в качестве пользователя в этих вычислениях должны работать на уровне производительности, который вы исторически имели». повторно привык. Это будет проблемой, потому что мы собираемся представлять гораздо больше на этой платформе».

Будущее строительства

Затем наш разговор переходит к будущему строительства — и к тому, как здания становятся продуктами. По мнению Кио, здание состоит из материалов и компонентов множества разных производителей, как и ноутбук. Все эти системы должны плотно и аккуратно вписываться в четко очерченное шасси. Интерфейсы между ними, от вентиляторов до материнских плат, согласованы и систематизированы, чтобы это могло произойти.

«Вот как здания начнут возводиться — и сейчас на рынке нет программного обеспечения, которое думает о зданиях таким образом», — говорит Кио. «Мы все по-прежнему думаем о зданиях как о большой грязной дыре в земле, которую мы засыпаем палками и кирпичами. Это будет программное обеспечение, такое как Hypar и другие, которые начнут развиваться, чтобы думать о зданиях системно, получая системную логику и интерфейсы с другими системами в коде. Есть будущее, в котором координация столкновений больше не будет тем способом, которым мы координируем, потому что это не требуется, потому что все системы в здании понимают, где находятся друг друга, и действительно понимают, как адаптироваться друг к другу».

Кончина рисунков

Я говорю Кио, что я слышу от большего количества фирм AEC, что они хотят отказаться от производства чертежей и улучшить автоматизированный вывод. Он тоже часто слышит это: «Наши клиенты все чаще просят рабочие процессы без рисования». Он добавляет, что у его коллеги Энтони есть «удивительно лаконичный и содержательный» способ описания этой проблемы. «Он говорит, что для многих людей Revit — это налог. Они занимаются Revit, потому что они каким-то образом обязаны это делать. Они должны его доставить».

Возьмем, к примеру, виртуальное проектирование и строительство, или VDC, действие по превращению проектной модели в конструируемый объект. Как правило, это требует миллионов часов труда для создания все более детализированных версий моделей, так что фирмы могут координировать такие задачи, как установка шпилек в стене. Но, как показала компания DPR Construction, очень крупный подрядчик может использовать Hypar для автоматизации компоновки всего своего гипсокартона.

«Миллионы квадратных футов гипсокартона — самая обыденная вещь в мире — но DPR превращает это в высоко оптимизированный и эффективный процесс, который начинается с резки каждого отдельного куска гипсокартона с помощью ЧПУ, а затем роботизированной укладки на плиту». он говорит. «Если вы вырезаете весь гипсокартон с ЧПУ и у вас есть механизм автоматизации, который сделает все это за вас на основе модели архитектора, он также автоматизирует все, когда модель архитектора изменится. Зачем тебе чертежи?»

По словам Кио, уже сегодня возможна поставка зданий без чертежей. Некоторые фирмы уже приняли его. «И я думаю, что если вы плывете еще дальше против течения, вы на самом деле начинаете задавать вопросы, которые задаем мы. Если вы переходите к доставке на основе моделей, но не берете на себя огромный объем работы, если все, что вы делаете, — это доставка на основе моделей, то почему люди до сих пор создают эти модели вручную?»

Более быстрая лошадь?

Каждая новая компания возникает потому, что кто-то бьется головой о стену, недовольный существующим процессом, считает Кио. По его словам, Hypar ничем не отличается. «Это произошло из-за того, что мы с Энтони бились головой о стену и решили, что индустрии нужно что-то лучшее. «Будут чертежи» — первое предположение, а не «будет здание».

Но с появлением таких стартапов, как Snaptrude , с целью конкурировать с лидерами рынка BIM, что Кио думает о программном обеспечении, которое придерживается рабочих процессов BIM 1.0, но стремится ускорить процесс? По его словам, для него это просто «более быстрая лошадь», а не что-то действительно революционное.

«Я думаю, что должны быть более быстрые лошади. В программном обеспечении должен происходить естественный регенеративный цикл, когда люди создают следующую версию, скажем, SketchUp. Несмотря на то, что SketchUp великолепен, возможно, кто-то сможет внести в него немного инноваций. Но я думаю, что следующее поколение инструментов в этой отрасли связано с автоматизацией создания строительных систем и кодированием опыта, который сейчас находится в головах архитекторов и инженеров в виде программного обеспечения».

В мире, где программные инструменты полностью детализируют большинство моделей зданий и автоматически создают чертежи, нужно задаться вопросом, что происходит со всеми местами BIM. Будут ли фирмы нуждаться только в нескольких рабочих местах, чтобы выполнять работу, которую в прошлом обеспечивали тысячи рабочих мест? Уже наблюдается медленный переход к различным моделям взимания платы, например, за проект или на основе стоимости проектов. Если требуется меньше программного обеспечения, наверняка цена вырастет?

«В тот момент, когда это произойдет, стоимость программного обеспечения, я думаю, обязательно должна будет возрасти, да, потому что будет продано меньше мест», — соглашается Кио. «Но это также часто открывает всевозможные возможности для продажи программного обеспечения по стоимости. И под этим я подразумеваю, например, что прямо сейчас мы работаем со многими производителями строительной продукции. Мы автоматизируем генеративную логику, на основе которой построена система производителя строительной продукции».

Для этих клиентов ценностное предложение заключается в том, что они продают больше своего продукта. Это означает, что ценностное предложение для Hypar также должно заключаться в том, чтобы продавать больше их продукции. «Мы зарабатываем больше денег, потому что они используют программное обеспечение как часть этой продажи. Я пытаюсь вычислить подходящую сумму, которую вы будете платить нам, и это самая высокая сумма, которую я могу заставить вас платить нам каждый год. Да, мы увидим всевозможные интересные эффекты на рынке программного обеспечения, которые станут генеративными, и некоторые из них будут реальными бизнес-моделями программного обеспечения».

Заключение

В течение последнего года журнал AEC Magazine сосредоточился на освещении небольших новых новаторов, которые работают над тем, чтобы разрушить устоявшиеся рабочие процессы BIM и добиться значительного скачка производительности. Общим для почти всех инструментов следующего поколения является то, что разработчики стремятся автоматизировать создание 3D-геометрии и обеспечить определенный уровень детализации и производства чертежей. Некоторые даже надеются на то время, когда промышленность полностью откажется от чертежей. Эти усилия, как правило, имеют золотую середину — «хлеб с маслом», прямолинейные, повседневные здания, такие как офисы, жилые дома, магазины, больницы, школы и так далее.

Из того, что я видел до сих пор, Hypar стремится потенциально сэкономить недели, если не месяцы, времени с далеко идущими последствиями для отрасли с точки зрения использования программного обеспечения (сколько рабочих мест требуется для инструментов BIM), как промышленность выставляет счета своим клиентам, и сколько компаний-разработчиков программного обеспечения выставляют счета нам.

Hypar является кульминацией многолетнего опыта работы в отрасли, который Кео и Хаук совместно накопили, благодаря сочетанию выразительного программирования и простоты использования. По мере того, как он простирается от концепции до изготовления, он может заменить рабочие процессы BIM 1.0 узкоспециализированными решениями, но, что более важно, сократить рабочие нагрузки с недель до секунд.

Индивидуальные лицензии Hypar стоят всего 79 долларов в месяц на пользователя, при этом клиентам, покупающим группы из пяти лицензий или заключающим корпоративные сделки, предоставляются скидки.

Кио о IFC

Ян Кио из Hypar ( @ikeough ) всегда хорош для интересных твитов о разработке программного обеспечения и BIM. Он также время от времени комментирует IFC и присущие ей проблемы. Мы спросили Кио о его взглядах на IFC.

«Возвращаясь к началу Hypar, мы всегда думали, что открытых стандартов и протоколов, которые есть в нашей отрасли, очень не хватает», — говорит он нам.

«Стандарты, которые мы разрабатываем, должны быть доступны любому, кто имеет хотя бы базовые знания в области вычислений. Чтобы использовать стандарты открытых данных, которые есть в нашей отрасли, не требуются ресурсы Autodesk, Trimble или чьи-либо еще ресурсы».

Сейчас он программист с 10-15-летним опытом, продолжает он, «и я до сих пор считаю, что IFC почти невозможно использовать для каких-либо повседневных задач. Многое из того, что мы сделали, например библиотека с открытым исходным кодом, которая лежит в основе Hypar, просто делает эти вещи проще и доступнее.