2024鲁班节｜大界智造：建筑制造业的革新者

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2024年1m鲁班建筑装饰节聚焦建筑未来与AI同行，大界智造作为演讲嘉宾，分享其基于自研RoBIM软件与智能建造技术，实现设计数据驱动建筑工业化生产。活动将于7月18-19日在上海举办，涵盖行业创新培训、主题论坛等，探讨数字化、智能化、可持续的建筑未来。

摘要由作者通过智能技术生成

有用

2024年1m鲁班建筑装饰节

建筑未来·AI同行

即将于7月18日-19日在上海盛大举办

大界智造

作为本次特邀演讲嘉宾

诚挚邀请每一位热爱建筑的您

共襄1m鲁班建筑装饰节

△ 上海“西岸漩心”©西岸金融城

“中国式建筑生产智能化、现代化，要从蓝图变成施工图、变成可期的未来，传统生产方式必须改造，而大界赶上了时机。”大界智造合伙人梁喆说。

上海大界机器人科技有限公司建筑事业部总监梁喆说：未来建筑，大界智造。大界智造通过自主开发工业软件平台赋能建筑产业链的上下游。建筑师可以更大胆地创造具有想象力的作品，工厂利用智能化的机械设备对建筑部件进行工业化生产，施工现场可以更优雅且高品质地完成建筑作品的建造。

△ 基于RoBIM的矩阵式生产网络

大界成立于2016年底，是中国领先的智能机器人系统公司，通过自研的工业软件平台RoBIM打造适应柔性制造的新一代机器人解决方案。公司拥有一支跨学科的硕博研发团队，包括来自图形及自动化领域的技术专家，深耕机器人的控制、智能算法与人机交互的核心技术，致力于将机器人系统应用于全球建筑业和制造业，追求更高的质量和效率。

△ 装配过程中的35mm厚碳纤维屋面拼装断面 ©大界智造

大界正在颠覆传统建筑制造业，像河北的“禅堂”，屋顶面积接近200平方米，异形结构、形态复杂，碳纤维屋面的现场装配就完成了。

△ 大界智造多学科的团队组成与服务内容

大界“智能制造”的整合能力源于其先进的技术。按照智能化的要求，整合多种技术，建立起自己的线上协作平台，实现实时演示和闭环预设的智能化系统。这样，现场操作与公司“大脑”回路的实时互通变得更加顺畅，施工将会变得像搭积木一样简单。设计端——工厂——工地，就形成了畅通的数据流，传统的预制模式被彻底改变，建造变得非常简单、安全、高效且高质。

△ 面向制造和装配的设计

大界智造主要针对建筑、结构、幕墙、表皮等复杂系统的设计建造一体化。以“复杂幕墙顾问+结构咨询+正向BIM+智能建造”的多重角色；以面向制造和装配的设计（Design for Manufacture and Assembly，DfMA）为出发点，自设计阶段起，包括深化、生产、施工等环节，以BIM技术赋能智能化制造和预制装配施工，为业主、建筑师、总包带来“智造”价值。

本次活动分享嘉宾

ROBOTICPLUS.AI

嘉宾简介

大界智造合伙人/总监
UCLA建筑学硕士
美国建筑师协会会员
2022年入选福布斯中国30U30行业精英

梁喆将通过上海西岸漩心、承德金山岭禅堂、长沙湘江之花等项目，与大家分享大界智造基于自研RoBIM软件与智能建造技术，以面向制造与装配的设计（DfMA）为出发点，实践“设计数据驱动建筑工业化生产：数字化、智能化、可持续”的核心价值，论坛上将为大家揭秘更多技术及数据。

上海西岸金融城“西岸漩心”

“西岸漩心”由香港置地开发，位于上海徐汇滨江中央活动区“西岸金融城”的核心地带，高21.4m，地上建筑面积4500m²（图1）。建筑由Heatherwick Studio设计，外立面“飘带”象征中国古代造园的“月桥”，又似星轨不断旋转，上下起伏缠绕。从建造角度来看，建筑共包含6圈飘带，面层材料为GRC。每层飘带由外圈至内圈、由下到上以同心圆收缩，如此自由灵动的造形使模具脱模受限，无法批量生产。

△ 图1 上海西岸金融城“西岸漩心”项目施工现场

对此，团队首先对GRC的产品制作工艺进行大量分析，针对飘带的非线性复杂造型进行几何找形优化，通过理性的数理逻辑建构，最大程度地实现幕墙表皮建造的标准化和模块化，在保留建筑师设计意图的同时，将原表皮模具面积由2000m²优化至300m²，优化了85%的模具用量（图2）。其次，由于幕墙与主体构造关系复杂，团队基于对结构规范与材料工艺的掌握，在BIM模型中通过参数化程序设计龙骨—GRC面板挂接体系，龙骨成本也降低至原方案的50%以下（图3）。第三，在复杂造型项目的建造过程中，传统的图纸设计并不能将空间的问题全部暴露。团队将构造节点在BIM模型中细致表达，通过软件协同识别碰撞点（图4），进行二次优化，验证表皮与结构距离是否满足构造要求，以及安装时所需的空间，为项目落地预先检验，降低了现场安装的未知风险。

△ 图2 模具聚类化

△ 图3 参数化钢结构龙骨系统设计

△ 图4 龙骨空间碰撞检查及碰撞位置输出

长沙“湘江之花”

长沙“湘江之花”是可动式屋面开合建筑，由“花蕊”（观光厅）以及9片“花瓣”组成（图5）。建筑设计概念意图在观光厅从廊道向上抬升至屋面层的过程中，以花瓣展开的姿态将江景引入使用者的眼帘。

△ 图5 长沙“湘江之花”建成实景

在“智造师”的实施架构里，诗意的表达被化作两个重要的建造特征——外立面复杂的几何双曲造型以及控制建筑升降的可动机械装置。因此，团队在设计深化阶段，首先通过多目标优化程序和迭代算法，得到全局最优的曲面形式与分格方式，并满足材料的基本加工尺寸与设备工艺限制。其次，通过BIM数据打通设计过程中各专业的信息互联，选取适合的可动机械装置构造方案，将机电与幕墙构件整合到结构设计中。第三，将BIM模型精度深化至LOD400以上，利用完整的BIM加工数据进行智能建造和柔性生产（图6），同时对接多个工艺的机加工设备，实现不同材料不同工艺的平行生产。

△ 图6 携带生产加工数据的高精度BIM模型

“智造师”的正向BIM工作流，不但免去设计端为每个定制工件一一出图的大量工作，也优化了生产供应链端的技术部门对非标构件逐一拆解标注的繁琐步骤，使得原始设计数据在建筑生产的中后期发挥巨大的价值。最终，基于项目前期的精细化设计、工厂自动化生产、预搭建，以及施工模拟仿真，在地建造仅需工人通过仿真指导，按照各构件编号组装完成即可（图7）。信息流的无缝传递，在一定程度上提升了建筑的预制水平，提高施工准确度，减少人力成本和资源浪费。

△ 图7 长沙“湘江之花”现场装配

河北金山岭上院禅堂

禅堂（Zen Hall）是中国河北金山岭上院的重要组成部分，由阿那亚投资开发，整体方案由大舍建筑事务所设计，项目包含了由大界智造与和作结构建筑研究所联合完成的中国第一个也是目前最大一个全碳纤维屋面（图8）。

△ 图8 金山岭上院禅堂建成实景

项目地处群山之中，山谷环境以及场地建造条件都倾向于将屋顶重量尽可能降低，因此建筑师想要寻找一种更为轻盈且精确的预制建造方式，这为超轻碳纤维的“智造”提供了前提条件。

首先，基于制造工艺的BIM深化，建筑师将双曲屋面分格为230片六边形网格单元构件，通过算法将面积优化至0.9~1.12m²，将机器人减材制造的原材料可聚类优化为四种规格，降低生产成本。其次，结合工厂预制装配的策略，联合多种材料的供应方基于同一BIM模型探讨材料和构造安装技术，将碳纤维与钢结构圈梁、GRP吊顶龙骨定位等细部构造设计，以及碳纤维构件间使用沉台对锁螺栓连接、碳纤维与钢结构间使用坡口咬合、吊顶龙骨转接件等数控刻度定位，均集成至高精度的BIM模具与构造模型之中。第三，利用机器人与机床的并行生产，团队在工厂端完成了230片碳纤维构件的批量加工和预组装（图9）。作为集“结构层、防水层、装饰层”三层合一的超轻碳纤维屋面，10套预组装模块的展开面积为177m²，厚度仅为35mm。