结构生成式智能设计AI-structure 2024上半年小结

各位新老朋友大家好，时光飞逝，2024年转眼过半，简要汇报一下AI-structure 2024年上半年的一些主要进展。

（1）更优秀的学习样本

（2）更强大的生成算法

（3）更实用的设计功能

（4）更合理的设计结果

（5）更方便的操作界面

（6）更广泛的应用场景

生成式AI的基本原则就是照猫画虎，所以学习样本的质量对AI设计结果至关重要。考虑到我们建立的工程师设计案例库存在一定的质量参差不齐，我们采用费一凡等同学提出的“智能优化大 法”，对训练数据集进行了系统的大规模优化，从而显著提升了训练数据集和设计结果的质量，整个流程如下图所示：

优化以后案例库中力学损失降低了13%，结构的材料用量平均下降了2.6%。

去年顾燚同学在研究扩散模型时，提出了“硅基视觉大 法”，显著提升了图像语义化处理的信息密度，可以在相同数据样本情况下，有效提升生成算法的质量。于是“硅基视觉大 法”也随即推广到生成对抗网络(GAN)等其他算法中，从而使得各算法的设计效果都有了进一步的提升，例如GAN算法设计结果与工程师设计的相似度（IOU）提升了近25%。

另外，我们修改了设计算法，建筑平面尺寸不再有限制。

（b）GAN的设计结果

根据用户提出的反馈意见，住宅设计中多标准层是“刚需”，因此我们完善了多标准层设计功能，并实现上下楼层的剪力墙布置对齐，以满足用户需求。

同时，我们还增加了新的功能，可以根据图纸中房间类型，自动建立楼板并设定楼层荷载。现在只需点击鼠标数次就可以快速生成包括完整构件和荷载信息的多标准层PKPM/YJK三维模型。

（a）标准层&自然层参数设置

（c）根据房间功能设定楼层荷载

（d）多标准层同步设计

（e）一键建模组装的结构模型

生成式AI设计接近工程师设计，但高烈度区部分设计指标会超过规范限值，需要基于力学计算校核设计并指导设计优化合规，因此我们软件新增加了“结构分析与优化”功能，云端实现PKPM结构计算，并由AI根据计算结果自动完成优化设计，整个过程可在5分钟内完成。

（a）软件操作流程

（b）增加“结构分析与优化”功能

（c）“结构分析与优化”功能操作界面

执行“结构分析与优化”操作后，AI对生成的方案进行优化调整，如下图所示。优化前X方向层间位移角为1/935，Y方向层间位移角为1/880，不满足规范要求；优化后X方向层间位移角为1/1201，Y方向层间位移角为1/1212，调整后可完全满足规范要求。同时，软件也会将更新后的设计结果和计算指标同步绘制在CAD中。

（a）AI优化设计结果

（b）优化后的关键指标

根据用户反馈，我们不断完善操作界面，用“功能栏”代替了“菜单栏”，方便操作，同时集成了登录、注册、项目管理等功能，用户可在CAD界面中完成全部的操作，无需再登录官网，如下图所示。

（a）功能栏

（b）注册界面

（c）项目管理界面

同时，我们在前处理过程中，增加了图层隔离功能，图层选择时，每完成选取一个图层的操作后，将自动关闭该图层，便于用户检查是否有遗漏。全部图层选取完成后，CAD界面将显示全部已选图层。

（a）增加“修改图层”功能

（b）“修改图层”操作界面

目前AI-Structure正在探索除剪力墙住宅以外的其他结构类型。比如下面这个案例，需要采用BRB支撑进行抗震加固，AI通过学习以后，可以自动给出符合建筑功能和结构性能需要的加固设计（耗时24分钟）。

（a）框架结构的BRB支撑

（b）AI生成的BRB支撑平面布置

（c）加固前后层间位移角变化

2024年上半年，AI-structure围绕“软件功能实用化、用户操作便捷化、设计效果精细化”做了很多工作，也得到了很多用户的支持，下半年我们将继续努力，让我们的软件更加便捷和实用，也欢迎大家继续支持我们，继续试用，并多多提出宝贵意见。

后续，我们还将不断完善相关产品功能。欢迎大家持续关注我们的工作，多多支持！

温馨提示：为更好使用AI设计工具，请仔细阅读使用说明书。