摘要:AI进军建筑设计领域

项目货值提升数亿元,AI如何重塑建筑设计? | 爱分析访谈-ifenxi

调研 | 黄勇 赵子梦 撰写 | 赵子梦

在房地产行业中,建筑设计处于产业链的上游。对地块的前期规划设计,在开发商拿地开发前就已经开始。

国际上,大型建筑设计机构实行总设计师负责制,从建筑的设计方案到施工建造,建筑设计师都全程负责,业内也有“按图审批,按图采购,按图施工,按图销售,按图管理”的行规。可见,设计图是建筑领域至关重要的通用“语言”。

随着科学技术在建筑设计领域的渗透,建筑设计工具在几十年前就从纸笔尺规进化到了数字化操作的计算机软件,如CAD(二维计算机辅助绘图软件)、Rhino(三维辅助建模软件),在近十年还产生了建筑图形与建筑信息结合的计算机软件,如Revit(三维建筑信息模型建模软件)等。

然而,这些数字化设计工具并未突破人工手动进行设计操作的本质,设计方案生成过程的工作量依旧庞杂,并且高度依赖设计师的个人经验和技能水平。

除此之外,被广泛应用的CAD等传统设计工具多为线下工具,不仅与建筑设计息息相关的经济数据、测算数据、网络数据等数据信息脱节,更没有连结产业链上下游功能,缺乏智能化、信息化。

项目货值提升数亿元,AI如何重塑建筑设计? | 爱分析访谈-ifenxi

拥有建筑设计与计算机技术跨界背景的何宛余和杨小荻,在海外留学时期就专注于用新技术改变建筑设计现状这一领域。早在2010年,二人就一起开发出一款基于机器学习针对单一地块的半自动化三维设计软件。得益于这款软件的底层逻辑,2011年他们对系统进行了优化升级,并在其辅助下产生的设计方案成功中标深圳湾生态科技园项目的概念设计全球竞标。因此,他们看到了新兴技术在传统建筑设计领域的巨大机会,开始了人工智能、大数据、云计算和云端渲染等技术在建筑设计应用的深入研发。

在之后的短短几年时间里,中国房地产行业开始经历下行周期,地产开发商在日益高企的融资成本和激烈的市场竞争中,对地块及建筑的设计产出有着更高的精细化管控要求,甚至产生了快周转的开发逻辑和相应的开发流程要求。这也给建筑设计的技术创新和模式创新提供了市场空间和时机。

2016年,在技术研发趋于成熟和市场转型时机的推动下,小库科技应运而生,经过2017年6月发布的内测版到2017年12月的公测版的迭代,于2018年7月正式上线人工智能设计云平台,开启商业应用。

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人工智能设计助手的突破

小库主产品“小库智能设计云平台”,基于其独家研发的核心技术“AI建筑设计引擎”(并非基于其它图形软件的二次开发),融合实际设计成果输出所需的其它技术而打造的全球第一款云端AI建筑设计应用。使用者只需在网页端登录,在操作页面上输入基本项目信息和需求,基于云计算的平台即可以利用AI建筑设计引擎,进行快速自动生成和智能分析评估,推荐数个优选方案,最终将方案所包含的三维图形、指标信息、财务数据等通过云端分享,或输出下载二维图纸、三维模型、经济测算数据表格、汇报用PPT等多项内容与现有行业格式对接。

在设计的可行性和合理性方面,平台基于大数据分析和AI设计引擎,严格执行各地的设计规范和要求,智能生成过程中对各项指标进行实时核验,并对方案的货值、覆盖率、利润率等经济指标进行最优化分析,不再依赖设计师的个人经验或第三方工具。此外,通过逐步积累用户方案大数据,在平台的运行规则中加入更多对现实因素的考量,以提升输出方案的综合效益与可行性。

另外,云平台有着传统设计工具所不具备的强交互性,根据设计师在线对方案的调整、挪动、旋转等操作,会实时对指标更新和合规性检查进行反馈。生成的方案可通过移动设备分享,所有参与者都能查看和进行意见评论,以反馈给设计师更好地优化方案。

目前完整的设计流程已在相对独立的前期阶段闭环打通:为拿地项目生成的多个极限方案,将原本可能存在设计盲区和价值损失的项目货值推到极限,使每个项目可以多创造数百万至数亿元货值,大幅提升了开发价值。同时,也将原本需要一周左右的单轮设计时间缩减为一天,大幅提升了设计效率。

AI引擎+服务

在商业模式上,小库科技在2019年5月的新发布会以前以AI-产品模式主要服务于建筑设计机构。而在今年5月后,小库科技开启了针对地产开发商的AI+服务模式:联合平台已有的数万用户及其背后的设计机构,组成AI联合体,为其赋能更优质的AI设计和品控,共同为开发商提供更快更好更易管控的前期设计解决方案,即提供满足个性化需求的智能拿地分析设计报告,和以AI设计引擎、大数据分析与云端跨部门协同打造的智能辅助决策平台,从源头加速项目的开发进程。

未来,小库科技计划更多向设计的中、后期的建筑设计环节延伸,并探索与产业链的更深结合,例如切入装配式建筑的预制模块化智能设计和对接数字工厂下单流程。

除了很好地把握住了人工智能行业崛起的准入时机之外,获取头部客户以产生标杆效应和口碑效应是小库科技的获客策略。目前,小库科技已获得万科、碧桂园等数十家标杆地产客户,Top100开发商占有率达到26%;与柏涛设计、天华设计、清华大学建筑设计研究院等近百家标杆设计机构加入了小库智库联盟,Top500设计机构占有率近20%。

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近期,爱分析对小库科技创始人&CEO何宛余进行了访谈,她介绍了小库科技的业务进展、发展战略,以及对行业的见解,现节选部分内容分享如下。

多功能组合拳,实现云端智能设计

爱分析:小库科技的AI设计云平台主要有哪些方面的产品规划?

何宛余:我们的产品规划根据建筑设计的前期、中期、后期三个阶段从前往后延伸。前期设计针对地块尺度,也就是开发商拿地拍地前后,关注在地块上规划盖多少栋楼、楼宇的类型是洋房、别墅,还是高层,业态配套如何等等。中期设计针对于单个楼栋尺度,楼内是几梯几户,每户是几房几厅,楼的平面、外立面等是什么样子。后期设计针对于更细节的构件尺度,比如窗户是平开窗还是推拉窗,是中空玻璃还是钢化玻璃,长宽高尺寸是多少等等。

我们的产品是按这三个阶段去设计整个流程。在前期设计部分我们已经做到90%的成熟度,现在仍在进一步地迭代优化。今年5月的发布会,我们也发布了针对中期设计的新产品,可以做户型和楼栋的智能设计,目前已进入内测阶段,预计公测后会正式上线,之后我们也会再持续迭代优化。同时,我们会继续往后期设计去推进研发。

爱分析:小库平台跟传统的设计工具相比带来哪些不一样的价值?

何宛余:我们不把自己定位为一个工具。工具是被动的,只有人去使用它,它才会发挥价值。比如设计师用鼠标去画一根线,要输入LINE的命令以及长度和方向,才能画出来,这和原始的尺规画图区别不大。我们的平台跟传统的绘图工具不一样,不是被动式的,而是主动的、有反馈的。我们把它看作一个智能助手,你告诉它想要什么,它会给你超出预期的反馈。比如输入期望的容积率、地块类型、产品类型,它可以做出多个满足这些需求的设计方案,而且这些方案你根本看不出来不是人做的,有时候你还会发现它做的方案还挺精巧,是你没有想过的。因此,不再手动画图,不再局限于个人的知识和经验,而让机器为我们做更多可能性发现与实现,这就是我们跟传统设计工具一个最大的区别。

其次的区别还在于,传统设计工具是一种数字化软件,所画的图纸从以前的纸质图纸变成了电子图纸,但实际上图纸中几何图形与建筑指标、财务数据、还有周边数据信息都是脱节的。现在的建筑设计软件也大多是线下软件,和网络、大数据没有关系,但我们的平台是跟这些数据紧密相连的。我们不是基于图形语言的绘图引擎,我们是基于大数据和人工智能的设计引擎,这是我们在数据信息层面上区别,也是时代所向的优势。

第三,“人机互动”在传统设计工具里是缺失的。比如说,设计师在我们的平台上对设计方案进行修改调整,平台会帮助设计师实时检验调整是否满足规范要求,是否满足这个地方的日照条件,指标参数会如何变化等。这就是一种强交互式的设计方式,跟传统设计工具的弱反馈有完全不同。

当然还有其他一些小的区别,例如我们可以做在线协同,就像石墨文档一样,可以同时在线编辑,也可以云端分享方案,通过扫描二维码就可以在手机上看到三维模型以及项目细节和详细信息,不再是只能截取静态图片转发,或是在电脑上打开软件才能看到三维模型。所以,很多细节都是传统设计工具不具备的。

爱分析:在设计师的实际工作中,小库的设计云平台是对传统设计工具的替代还是补充?

何宛余:应该是部分补充,部分替代。补充的是缺失的数据和更多的设计可能性,替代的是输出各种信息和成果的脏活累活。我们现在能做到不限于CAD、SketchUp、Excel、PPT、Photoshop等不同软件组合所产生的结果,还包括查询规范、日照验算、搜索信息、数据分析等,智能地产生前期项目所需的60-70%的设计成果。所以是与人的创造力、沟通能力互补。

爱分析:小库平台设计方案的质量是如何进行验证的?

何宛余:商业地产中一个重要的商业指标就是货值,也就是一块地上不同的户型产品能卖出的总价。以往,设计师很难知道方案是不是做到了货值最优。因为人进行设计的语言是图形,方式是不断地试错,去找到满足指标和规范要求的更好可能性的图形方案,但是人的时间和脑力都有限,不可能穷尽所有可能性,也做不到所有信息联动。而我们是可以将这些数据与设计联动,通过智能设计的方式去找到那些最优解或近似最优解。

比如,我们遇到一个项目,某Top 10的开发商在一个地块做出15亿货值的营销规划,设计团队花了几周做出了几个10亿左右货值的方案,认为这就是极限了,做不了15亿。但这与营销预定目标有33%差距,设计给出的理由是此地块受到基地形态、当地规范和日照条件、产品配比等约束,实际上做不到15亿货值,营销规划无法落地。但是,通过我们平台为开发商提供的成果,就设计出了12亿,13亿,最高14.55亿货值的方案,这是项目价值的极大提升,接近150%。如果不做AI设计、检验,是无法得知该项目还有其它更优的设计方式及结果的。

不断积累,建立技术护城河

爱分析:小库科技在技术层面的壁垒体现在哪些方面?

何宛余:首先,我们是全球第一个在AI建筑设计上实现商业化应用的平台。所谓可以实现商业化,意味着我们可以完成完整的闭环设计,这不能靠一个单一算法或模型,需要有将多种算法模型设计组合而成的多模态“AI设计引擎”、训练数据库和大数据知识信息库、全流程设计中各环节需要的各个技术模块,通过精巧架构才能落地应用,而这三项又必须通过长时间的研发试错才能实现。现在很多人工智能技术大会和论文研讨最多的是各种算法模型如何调参,怎么一年年一点点地更好。所以,所谓的技术壁垒,都经过多年“踩坑”试错建立起来的时间护城河,我们起码已经过了十年。

其次,就是我们的数据。从2017年6月内测版开始到现在,我们的用户已经在小库平台上生成了近千万的设计方案,而且这些方案都是用户打过标签的独家有效数据。比如,我们的AI设计引擎从后台生成的成百上千个方案中推荐了10个方案给用户,用户最终对4个进行修改或保存或下载,这4个正向方案和6个负向方案就会被打上不同维度的标签。我们可能是全球住区设计方案最多的公司了。除了这一类数据,我们还有多种独家的庞大数据库以供我们的AI设计引擎在建筑设计的横向和纵深维度去进一步拓展。

第三,是团队。建筑行业里懂计算机的很少,计算机行业里懂建筑的更少。像我和杨小荻这样在学校研究这个方向,毕业后还在继续投入资金和精力做研发的少之又少。我们能够把设计和技术这两种不同的语言融合起来,有效地跨界洞察行业未来终局,十年磨一剑地通过技术创新、产品创新、模式创新去创造新的解决方案,直至实现这个终局。这是我们团队的基因,很难复制。后来者只能跟随,难以超越。

此外,团队丰富的行业资源,和已获得的行业认可,让小库占领了这个品类的认知,并荣幸地成为了人工智能建筑设计细分的公认领跑。因而,市场竞争优势和品牌优势构也是我们的另一壁垒,会让我们进入正向循环。

爱分析:小库的设计云平台上自动提供的周边数据的数据源有哪些?

何宛余:数据分为几方面。第一是建筑空间静态数据,第二是周边业态功能POI数据,第三是由人产生的动态数据。

第一的空间静态数据,都是我们自己转化的。比如建筑空间数据:因为我们本来就是做AI设计引擎去生成三维空间的,所以城市中的三维空间我们可以通过自己的数据技术和AI设计引擎去转化。现在三线以上城市的核心区域的周边三维建筑空间数据我们是免费提供的。再比如日照,这是客观世界中存在的要素,我们可以通过技术去实现仿真模拟。

第二是周边的环境数据,比如说地块周边有没有学校、幼儿园、医院,这些数据我们通过所有开源的在线地图的POI去做整合。

第三就是由人产生的动态数据。比如周边楼价、周边交通情况、周边城市热力度等,基本都是通过我们的合作方提供,我们做清洗、整理和分析而获得。比如针对于基地的经济价值分析,我们会针对不同城市进行建模和模拟分析,然后泛化做预测评估。

爱分析:周边业态环境数据,除了地图之外,还会有其他的数据源吗?

何宛余:那些还未出现在现实世界中,但在政府的规划中的城市信息,我们也会通过对政府的开放信息去做整理,然后拼合到我们的环境数据中去。当然,也有一些是我们的用户在使用过程中,对我们的信息进行查漏补缺而分享的数据。

持续教育市场,并在产业链延伸

爱分析:目前中国的建筑设计大概是多大的市场规模?

何宛余:中国目前地产是5万亿左右的产值,未来可以预见的是,中国的城市化率从59.5%往75%发展的过程中,仍会有每年数万亿的产值产生,并将持续十余年。2018年国内建筑设计相关的总营收是在6000亿左右,其中和地产相关的大概在3000~4000亿的规模。我们未来的发展是往整个产业链去延伸,这会在一个万亿级的大市场。

此外,国外市场也是一个我们可以去拓展的万亿级的市场,特别是一带一路上那些城市化率只有20~30%的国家和地区。想象空间巨大。

爱分析:服务开发商的业务是怎样的服务流程?

何宛余:我们会从开发商那里直接获取项目,但并不会自己做或直接把项目转包给设计院,而是用我们的平台对项目进行拆解,让机器完成那些脏活累活,将最需要人的内容分配给被我们的平台赋能的设计机构,让我们的AI设计引擎与他们共同去完成项目设计。同时,我们通过小库的智能设计云平台向开发商实时反馈项目的进度,并对人机协作的内容进行智能的审核。最终,我们可以向开发商提供更快更优的成果,以及整体可控的过程。用我们平台将需求方和供应方在生产流程和成果产出上实现强连接。

爱分析:小库科技是如何触达设计机构和地产开发商客户的?

何宛余:地产公司有近十万家,实际上活跃的可能就一千家左右,很多地产公司都是Top1000的分子公司。然而,Top100的开发商已经占了60%的产值。其实我们的目标就锁定在这LTV高的Top100开发商。设计机构的数量也是近十万家,其中有资质的有27000家左右,相对比较分散,但也主要集中在一二线城市,我们的目标也就锁定在一二线城市的设计机构。

从战术层面来讲,我们通过自下而上和自上而下两个层面去攻打市场。自下而上就是通过品牌的输出,让行业里面的从业者先知道我们,然后了解我们,进而认可我们,让他们只要想到人工智能就会先想到小库科技;目前建筑设计行业中已有50~60%的从业者进入到这个状态,开发行业中大概有40~50%;当他们遇到问题的时候,他们会主动找过来寻求解决工作中痛点的解决方案。

其次就是自上而下。针对开发商,我们会去接触头部开发商,头部企业都有很强的竞争压力和转型升级焦虑,都希望可以通过科技增加竞争优势。通过头部的标杆效应和KOL转介,扩大我们在开发商中的曝光度和认知度。

我们目前的客户是头部居多的,比如万科、碧桂园等,我们在Top100的开发商中占有率达到26%。针对设计院,我们每年都会参加中国勘察设计协会、建筑学会等高级别的行业组织的闭门活动,向几百位参会的院长和企业领导做主题报告,向他们汇报最新的科技应用案例和未来发展前景,他们其实也是面临二十年不变的人效产值,每天都在思考企业如何转型升级,因此对我们提供的人工智能行业合作方案非常感兴趣。后面我们就可以和他们展开进一步的对接合作,目前我们在Top500的设计机构占有率近20%。

爱分析:智能设计平台产品做商业化过程中会遇到哪些挑战?

何宛余:行业还是非常传统,所以教育市场是一个比较大的挑战。大家在接受新事物的时候有一个适应的过程。我们要让用户知道AI能够如何帮助他们,如何为他们创造更大的价值,其次要怎么与机器进行真正的协作,这需要一定的学习和训练。

爱分析:小库科技下一步是怎样的战略发展规划?

何宛余:我们正在做AI产品+服务,未来的下一阶段我们会切入到往后的业务链条中去,比如与预制装配式及其智造工厂的连接。设计作为沟通语言是连接产业链上下游的,我们相信智能设计能让这个连接更高效,同时可以协同产生更大价值。