其实结构设计行业的一些工程师也在智能化设计方面做了一些探索，比如清华大学陆新征教授团队将生成对抗网络技术运用到工程设计中，自动将建筑图纸转化为结构模型。PKPM也和奥雅纳联合开发了智能辅助设计软件，可以智能完成指标调整和截面优选，省去反复的手动调整工作。智能施工图和审查软件也有一定的发展，市面上有不少成熟的产品。
上面讲的这些技术其实已经完成了从建筑图-结构模型-分析计算-施工图-图纸审查的全部流程，如果把这些技术运用在一个项目的设计全流程中，会是一种什么样的体验呢？今天我们一起来尝试一下！
一、建筑图纸-结构模型
作为结构工程师，首先咱们会拿到一张建筑专业图纸，如图1所示
图1 建筑专业图纸
为了提高AI识别的准确性，我们利用AI-Structure CAD工具进行简单的预处理，生成规范的矢量图。采用AI-Structure CAD工具，自动化提取建筑墙、门窗等建筑构件的轴线，以及电梯、阳台等房间的空间轮廓，将提取后的CAD数据生成AI可以读取的图像数据，如图2所示。
图2 由建筑专业图纸提取的AI输入图像数据
图3 上传预处理数据
数据上传完成后，通过左侧树中进入新建项目
图 4 预处理数据通过AI设计生成结构数据
点击设计，生成剪力墙结构的像素图和对应的矢量建模数据(.gdt文件)，下载矢量建模数据，如图5所示：
图 5 AI-Structure云平台生成的结构设计数据
下一步我们采用PMCAD结构模型转换工具或Python的开源代码读取结构建模信息，通过参数化建模工具，进行简单的校核与调整，我们就可以得到PKPM结构模型了。
图 6 AI-Structure生成的PKPM初版结构模型
二、结构模型优化及分析计算
进入模型调整和计算阶段，我们首先对AI生成的结构模型进行一下微调，获得更加合理的结构模型。
图7 优化前模型
该项目是一个住宅结构，地震设防烈度7度(0.15g)。经过PKPM试算后，发现结构的整体指标和位移角均满足要求，可以通过PKPM-AID软件对剪力墙长进行调整，获得更优的经济指标。
基于对称性可将需要调整墙长的墙分成11个设计组，见下图，黄色箭头为墙伸长方向，反之为墙缩短方向。
图8 设计组分组
11个设计组的墙长调整范围见下图变量信息表。
图9 变量设置
根据项目需要设置优化目标和约束。
图10 优化目标和优化约束设置
完成优化后，软件可以导出优化报告，可以看到，优化后结构的整体指标无超限，且指标的富裕度并无显著降低，部分指标甚至安全度还提高了。构件的承载力也均满足要求。工程量总造价降低约5.56%
图11 优化前后的指标对比
图12 工程量的变化
图13 优化后模型
三、智能出图
计算分析之后，我们直接使用PKPM的施工图模块出图。施工图的生成、修改、校审、变更工作均能在PKPM施工图模块高效完成。
首先根据项目要求设置好参数，一键完成自动绘图。
图14 施工图参数设置
在PKPM最新版本的施工图中，自动出图的图纸，标注智能避让，图面清晰简洁；在此基础上，PKPM还提供了便捷的编辑功能，方便用户修改，同时提供了边改边审和全面校审功能来保证图纸质量。
图15 施工图边改边审
图16 施工图一键校审
软件中还提供了增量更新的功能，简而言之就是如果模型进行了调整，增量更新功能可以只改模型和计算中发生变化的部分，保留我们之前对于施工图所做的所有的修改工作（标注移动、配筋修改）等，省时省力。
图17 增量更新
PKPM的V2版本中，对柱墙施工图部分进行了大量的改进，柱智能归并选筋、边缘构件的生成合并和智能设计有大幅的提升。通过丰富的参数控制，满足用户实际工程的多种需求，实现图纸的简洁美观。同时也提供便捷的编辑和丰富的校核功能；新增分区出图、型钢柱绘制等功能，适应用户在多场景下的工程应用。
图18 柱墙施工图改进
四、图纸审查
在通过AI和辅助工具完成一系列的转图、识图、计算、优化工作之后，我们获得了最终的施工图纸。
图19 项目施工图
在送审之前，可以通过施工图审查软件进行一轮自审，查看图纸是否违反规范条文。
将配筋简图和施工图导入校审软件中，选中施工图和配筋简图之后，程序可自动进行对位。对于大多数工程，我们可以不选择图层，直接一键校审。程序会根据图纸信息自动识别图层，完成后续的识图、校审工作。
图20 图纸审查
本项目审查过程中，无违反规范条文情况。当然，审查过程中如有发现不满足规范或错画漏画的地方，也可以直接双击图素，完成随审随改。
图21 图纸随审随改
PKPM的墙图模块支持对用户关注度比较高的内容的校审，支持大部分常用画法。
支持的校审内容：
（1）支持边缘构件多种箍筋规格的识别校审
（2）支持边缘构件短墙箍筋按墙水平筋校审
（PKPM支持边缘构件箍筋作为墙身水平筋时是否满足墙身规范配筋的校审，可以进行单肢墙的墙身水平筋的校审。）
（3）边缘构件计算体积配箍率支持考虑墙身分布筋的贡献，默认为30%。
（4）依据计算模型数据，校审边缘构件是否应该设置成约束边缘构件
支持画法：PKPM墙图校审模块拥有较高的实战性，支持列表画法、原位画法等习惯画法
图22 列表画法
图23 原位画法
此外，软件支持规范库的设置，可实现校审条文的导入及导出，这意味着企业自己的标准也可以在软件中进行个性化的设置。
图24 规范库设置
PKPM报审系统在上海、南京、湖南等多个城市或省份成功落地，借助PKPM施工图审查软件，我们可以实现本地完成识图校审后直接进行BIM报审数据导出工作，达到本地自审和线上报审同步进行的效果。
图25 BIM报审
五、小结
至此，我们利用AI和辅助设计工具完成了整个结构设计智能化应用流程，从一张建筑图纸获得了符合规范要求的结构施工图。整个过程中，结构工程师可以通过结构概念设计和工程经验，将更多的时间关注在设计层面，把控关键环节，提升自己的设计能力。反复的修改调整和试错更多的交由计算机来完成，对于设计质量、设计效率以及个人能力的提升都是有益的。
最后回到咱们最初的话题，面对人工智能的发展，我们要怎么做？我想我们还是要顺势而为，拥抱变化，利用这些工具去放大我们人类的创造力，以此发挥结构工程师更大的价值！
