1 Desarrollo de los edificios virtuales
Desde mediados del siglo XX, la revolución informática basada en las tecnologías de la información microelectrónica y con las redes informáticas y las comunicaciones como núcleo ha tenido un profundo impacto en La asignación de recursos sociales y el funcionamiento económico, los métodos de competencia y los estilos de vida humanos han tenido un impacto profundo, desencadenando una nueva revolución industrial, empujando así a la humanidad a la era de la economía del conocimiento basada en la alta tecnología.
La moderna tecnología de gestión de la industria manufacturera se basa en la atmósfera de mercado de la producción en masa global y está respaldada por el comercio electrónico, Internet, las autopistas de la información, las intranets, la realidad virtual y la fabricación virtual. A través de varios métodos de gestión avanzados, como ERP (planificación de recursos empresariales), JIT (producción justo a tiempo), AM (fabricación ágil), VR (realidad virtual), VC (construcción virtual) y otros métodos de gestión avanzados, se forman dinámicas. mediante la selección de socios estratégicos. Las estrategias de desarrollo comunes de las empresas manufactureras en diferentes períodos se muestran en la Figura 1.
(1) La combinación de CAD y diseño arquitectónico puede considerarse como el germen de la arquitectura virtual. A finales de la década de 1980, la aplicación de CAD comenzó a popularizarse en el diseño de ingeniería. La industria de topografía y diseño tomó la delantera en la aplicación de tecnología informática al campo de la construcción, convirtiéndose en una industria que comenzó temprano, se desarrolló rápidamente y fue muy eficiente en mi opinión. construcción de la información del país. La aplicación de CAD completa el trabajo de diseño en computadoras, liberando a las personas del complicado trabajo de diseño. Esta etapa es la etapa embrionaria de la construcción virtual.
(2) La aplicación integral de CAD, la tecnología de modelado de simulación de sistemas y la tecnología multimedia se considera el prototipo de la arquitectura virtual. La aplicación integral de CAD, tecnología de simulación y modelado de sistemas, multimedia y otras tecnologías ha cambiado fundamentalmente los conceptos, medios y métodos de diseño tradicionales, haciendo que la comparación y optimización de planos sea más intuitiva y desempeñando un papel importante en la mejora de la calidad y el nivel de diseño. El diseño de ingeniería pasa de lo bidimensional a lo tridimensional. Los diseñadores no sólo pueden ver la forma general del edificio, sino también entender la estructura detallada dentro del edificio. Esta etapa se ha convertido en el prototipo del desarrollo de la arquitectura virtual.
(3) La tecnología de realidad virtual es un desarrollo posterior de la arquitectura virtual. La tecnología de realidad virtual es una nueva tecnología de la información integral que surgió a finales del siglo XX. Es un entorno de información tridimensional: un entorno virtual compuesto por software, hardware y varios sensores. La tecnología de realidad virtual proporciona nuevos medios técnicos para que los arquitectos diseñen y evalúen edificios. Los arquitectos pueden interactuar directamente con los objetos arquitectónicos que diseñan de cualquier forma posible en el mundo real. Este proceso ayudará a los arquitectos a comprender la forma, el espacio, el color, la iluminación e incluso los efectos acústicos del edificio, y a realizar las evaluaciones correspondientes. Al mismo tiempo, la tecnología de realidad virtual puede permitir a los arquitectos o clientes experimentar un entorno virtual tridimensional. En muchos casos, comprender con precisión y estar de acuerdo con las necesidades de los usuarios es un factor clave para un proceso de diseño fluido y exitoso. La tecnología de realidad virtual proporciona una gran comodidad para que los usuarios participen en el proceso de diseño. Aprovechando la autenticidad de los edificios virtuales, los arquitectos presentan sus intenciones de diseño a los usuarios de la manera más intuitiva, y los usuarios obtienen la experiencia más intuitiva al recorrer el modelo de edificio virtual. Los usuarios pueden incluso controlar directamente la computadora para proponer algunas modificaciones parciales. el diseño. La aplicación de la tecnología de realidad virtual enriquecerá enormemente los métodos de diseño de los arquitectos y mejorará la capacidad de innovación del diseño arquitectónico.
(4) El período de formación y aplicación de la arquitectura virtual. En el siglo XXI, la investigación y aplicación de la arquitectura virtual en el país y en el extranjero han alcanzado un nuevo nivel. En 2000, Dace A. Campbell estudió VRML (Virtual Modeling Language), que se convirtió en una eficaz herramienta de transmisión de documentos de construcción. En 2002, Ahmed F. Waly y Walid Y. Thabet de la Universidad Americana de Arquitectura y Estudios Urbanos estudiaron la aplicación del entorno construido virtual en la planificación inicial.
Ese mismo año, Mark J. Clayton, Robert B. Warden, Thomas W. Parker y otros en Estados Unidos realizaron una investigación sobre la aplicación de CAD tridimensional y simulación de sistemas en la construcción virtual de edificios. La investigación teórica sobre la construcción virtual alcanzó un nivel relativamente alto durante este período, y también se aplicó en la práctica, logrando buenos resultados.
La planificación y el diseño del puente de la Isla de Skye en Reino Unido son controvertidos en términos de protección medioambiental y han despertado la preocupación pública. Posteriormente, se aplicó tecnología de realidad virtual para mostrar vívidamente al público la apariencia diseñada del puente y su entorno, así como la sensación visual dinámica de volar alrededor de la isla y conducir sobre el puente. Afirmó el plan de diseño del puente.
El Jardín del Administrador Humilde en Suzhou es uno de los cuatro jardines famosos de China y uno de los patrimonios culturales mundiales. Al establecer un sistema de recorrido virtual por el Jardín del Administrador Humilde, los turistas que nunca han estado en el Jardín del Administrador Humilde pueden elegir cualquier ruta en su computadora y visitar varias escenas.
La parte de visualización de Ertan Power Station utiliza tecnología de realidad virtual, por lo que los usuarios pueden explorar fácilmente cualquier parte del entorno y la presa de Ertan. Nuestro país ha logrado algunos resultados en la simulación y cálculo visual de procesos constructivos estructurales, los cuales pueden simular diversos procesos constructivos.
El proyecto Shanghai Zhengda Plaza es la primera aplicación de tecnología de realidad virtual en un proyecto de construcción chino. El sistema de simulación virtual de construcción de Zhengda Plaza, desarrollado conjuntamente por expertos y técnicos de la Tercera Oficina de Ingeniería de Construcción de China y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, ha logrado tres objetivos esperados: Primero, antes de que se complete el edificio, puede mostrar virtualmente el entorno circundante después. el edificio está terminado. En segundo lugar, antes de la construcción de la estructura de acero, que es la parte central del sistema de simulación virtual, se completan en la computadora varias pruebas y trabajos de optimización de varios planos de ensamblaje y elevación de componentes. El tercero es el análisis de tensión y deformación, incluido el análisis de fuerza interna de grúas de mástil y armaduras de techo elevables, y análisis de tensión y deformación de soldadura. Los expertos creen que el sistema de simulación virtual de construcción simulará el proceso inacabado y cambiará por completo la situación irreversible del proceso de construcción tradicional, que es la dirección de desarrollo futuro de la industria de la construcción.
La combinación de tecnología informática y la industria de la construcción se puede dividir en la etapa de incipiente, la etapa embrionaria, la etapa de desarrollo posterior, la etapa de madurez y la etapa de aplicación, como se muestra en la Figura 2.
2 La connotación de construcción virtual
La American Inventors Society propuso por primera vez el concepto de construcción virtual en 1996, es decir, la construcción virtual es una tecnología que incorpora conexiones electrónicas y de arriba hacia abajo. enfoque de gestión del proceso de diseño-construcción.
La comprensión de Ding, Xu Youquan y Peng Yong de la Universidad de Tongji sobre la construcción virtual: 1. Combinación de diseño y construcción (contratación general del proyecto). El segundo es intercambiar información a través de tecnología electrónica. En tercer lugar, la relación vertical de mando y control de propietario → diseño → construcción → suministro se transforma en una conexión de colaboración horizontal entre propietarios, directores de proyecto, diseñadores y proveedores. Se cree que la construcción virtual es un nuevo modelo de gestión de proyectos adaptado a la sociedad actual de economía del conocimiento. Utilizando el principio de organización virtual, con el apoyo de la tecnología moderna de la información y la comunicación, utilizando un modelo de organización de gestión plana y no jerárquica y un método de gestión de organización de producción de bases de datos, a través del intercambio de sistemas de información de proyectos basados en red, podemos lograr un bajo costo. Construcción de proyectos de alta calidad y alta calidad. Con el fin de avanzar rápidamente y una buena coordinación, se utiliza la información y el conocimiento para lograr el valor agregado de los productos de construcción.
En 2000, los académicos japoneses Yoshio Maruyama, Yoichiro Iwase, Kazuo Aju y otros propusieron el concepto de VR-COMS (Sistemas de gestión de construcción virtuales y de campo real), creyendo que VR-COMS puede integrar la simulación de construcción virtual. , sistemas de gestión de planificación, planificación y ejecución para mejorar la productividad y seguridad en la construcción real.
El Dr. Zheng Lei de la Universidad del Sureste cree que la construcción virtual es un nuevo modelo de construcción de proyectos basado en dos grandes sistemas de apoyo: la tecnología y la gestión. Uno es el aspecto técnico de la construcción virtual (T-VC). T-VC utiliza principalmente tecnología informática para resolver algunos problemas técnicos (como itinerancia virtual, simulación virtual del proceso de construcción, etc.) en el proceso de construcción del proyecto, desde la planificación y el diseño hasta el mantenimiento de la propiedad del proyecto, así como la implementación de tecnología informática. en el desarrollo de entornos virtuales y sistemas de visualización. Otro nivel es el aspecto de gestión de la construcción virtual (M-VC).
M-VC es un nuevo modelo de organización y gestión de la construcción de proyectos de ingeniería que se adapta a la demanda del mercado y a las exigencias de los tiempos y se apoya en tecnologías de la información informática. Se trata de una innovación al modelo tradicional de organización y gestión de la construcción. A través de él, los contratistas pueden rastrear las tendencias del mercado a la velocidad más rápida y al menor costo, y satisfacer rápidamente las necesidades de los clientes mediante la integración y utilización de recursos externos.
Basado en la comprensión de la construcción virtual por parte de expertos y académicos nacionales y extranjeros, el autor cree que la connotación de la construcción virtual puede entenderse desde dos perspectivas: estrecha (micro) y amplia (macro).
2.1 Ficción en sentido estricto (micro)
Arquitectura virtual en sentido estricto (micro) se refiere al uso de VRML, AutoCAD, 3DSMAX y otros software y sistemas basados en computadora. tecnología y tecnología de la información La tecnología de simulación, la teoría del modelado tridimensional y el algoritmo LOD optimizan el sistema virtual, simulan y analizan la construcción de edificios o proyectos por adelantado bajo diversas condiciones del entorno virtual, para descubrir posibles problemas de antemano y tomar medidas preventivas en avance. Para optimizar el diseño, ahorrar períodos de construcción, reducir el desperdicio y reducir costos, o utilizar el lenguaje JavaScript para expandir el comportamiento dinámico del mundo virtual, proporcione a los clientes un entorno virtual que se pueda ver, sentir y ver con anticipación.
Desde esta perspectiva, se puede ver que la construcción virtual de 1 capa se refiere a la construcción de ingeniería en un entorno virtual, descubriendo posibles problemas lo antes posible y modificando constantemente el plan hasta completar todo el proceso de construcción. El proyecto cumple con los requisitos del constructor y del cliente. Esto ayudará a los gerentes de proyecto a tener una comprensión previa del proceso de construcción real y fortalecer la gestión de áreas propensas a problemas durante el proceso de construcción, logrando así, en última instancia, el propósito de ahorrar tiempo y costos de construcción. El segundo significado de arquitectura microvirtual es la aplicación de la realidad virtual en el campo de la arquitectura. En el campo de la arquitectura y la planificación, el uso de la realidad virtual para mostrar edificios individuales, barrios residenciales e incluso espacios urbanos completos puede permitir a las personas examinar o apreciar la imagen dinámica de sus espacios exteriores y sus características de distribución desde diferentes ángulos, y sentir la impacto de toda la comunidad después de su finalización. Medio ambiente (incluido el transporte, la ecologización, la música y el entorno circundante de la comunidad). La fusión que produce es más vívida, completa y realista que los modelos o las representaciones.
2.2 Construcción virtual (macro) generalizada
La construcción virtual (macro) ampliamente definida se refiere a un modelo de gestión organizacional. Para adaptarse a los cambios del mercado y las necesidades de los clientes, basándose en el desarrollo de la tecnología informática y de redes, los contratistas están interesados en encontrar objetivos de mercado, encontrar socios en Internet o www., formar alianzas con los recursos superiores de cada uno y completar proyectos de forma conjunta. , logrando así Ocupar el mercado y lograr objetivos de beneficio mutuo o de beneficio múltiple. Con la optimización continua de los proyectos de construcción y la mejora continua de los niveles de construcción, los clientes tienen requisitos cada vez más altos para los proyectos. No solo exigen a las empresas constructoras que completen la construcción del proyecto en sí de manera oportuna y efectiva, sino que también exigen a las empresas constructoras. participar en la planificación temprana del proyecto para una mejor gestión y seguimiento de los proyectos también requiere que las empresas participen en la operación y mantenimiento posteriores del proyecto. Desde una perspectiva interna, las empresas constructoras nacionales suelen tener grandes ventajas en un aspecto (como la ingeniería civil o la instalación), pero carecen de experiencia o capacidad y tecnología en otros aspectos, como el diseño, la gestión de propiedades, las operaciones comerciales, etc. estándares. Para proyectos a gran escala que son integrales o tienen altos requisitos técnicos, es difícil para una sola empresa completarlos de manera independiente y efectiva. Cada empresa necesita utilizar sus propios recursos ventajosos para unir fuerzas y desarrollar proyectos conjuntamente.
La construcción virtual en un sentido amplio tiene las siguientes características: En primer lugar, es una organización de gestión de proyectos virtual diseñada para completar proyectos de manera efectiva. En segundo lugar, requiere una combinación orgánica de conocimientos de gestión de la construcción y tecnología de la información informática. En tercer lugar, todas las unidades participantes están conectadas a través de un software de gestión de proyectos basado en red para maximizar el intercambio de información y datos. En cuarto lugar, se requiere soporte de conocimientos avanzados de gestión de proyectos. Quinto, los socios de la alianza deben compartir recursos y beneficios, costos, riesgos, cooperación mutua, confianza mutua, libertad e igualdad.
3 Proceso de organización y gestión de la construcción virtual
El proceso de organización de todo el proyecto se muestra en la Figura 3. Una vez seleccionado el proyecto y ganada la licitación, se lleva a cabo la construcción del proyecto, se establece una organización virtual de gestión del proyecto y se organiza el proceso de construcción del proyecto.
Construcción virtual microscópica simula la construcción de cada edificio o de todo el proyecto en un entorno virtual en el ordenador.
Si se repiten los problemas encontrados durante la construcción, el diseño se revisará antes de que comience la construcción. Repita hasta que el cliente y el constructor estén satisfechos. Incluyendo el flujo de proceso de cada proceso, el intervalo entre cada proceso, el método del proceso, la disposición de diversos equipos y materiales mecánicos, la estructura interna y los materiales de la entidad de construcción, etc. , No los enumeraré uno por uno aquí.
4 Conclusión
El desarrollo de la arquitectura virtual requiere el apoyo de la tecnología informática, la tecnología de la información y la tecnología de redes. Estas tecnologías se han utilizado ampliamente en otras industrias, pero aún no están muy maduras en la industria de la construcción. A medida que mejore el nivel de tecnología y gestión de la industria de la construcción, la integración de la tecnología y la industria de la construcción será cada vez más estrecha. Esto crea condiciones sólidas para el rápido desarrollo de la arquitectura virtual, que se desarrollará a un ritmo más rápido en el siglo XXI.
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