數(shù)字孿生如何助力基建數(shù)字化?聽聽他們怎么說

計(jì)算機(jī)世界
雙碳政策和數(shù)字經(jīng)濟(jì)政策對數(shù)字孿生技術(shù)來說都是機(jī)遇,因?yàn)殡p碳項(xiàng)目都涉及到工藝和管理的優(yōu)化,而管理的優(yōu)化更需要數(shù)字技術(shù)的支撐,未來沈陽院將探索把數(shù)字模型和工廠管理應(yīng)用結(jié)合起來。

2021年是“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的開篇之年,加快數(shù)字化發(fā)展,建設(shè)數(shù)字中國,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型被明確寫入規(guī)劃之中。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等信息技術(shù)被越來越多的行業(yè)廣泛應(yīng)用,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)也不例外。

作為一家軟件研發(fā)公司,Bentley一直為基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的專業(yè)人士提供基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)全生命周期解決方案。近日,由Bentley舉辦的2021線上縱覽基礎(chǔ)設(shè)施大會和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽頒獎(jiǎng)典禮中展示了19個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目,22個(gè)創(chuàng)始人榮耀獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)叩玫奖碚茫麄兇砹藢A(chǔ)設(shè)施進(jìn)步和/或環(huán)境、社會發(fā)展目標(biāo)做出了顯著貢獻(xiàn)的組織或個(gè)人。部分參賽者與記者分享了他們在基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中的數(shù)字化實(shí)踐。

實(shí)現(xiàn)“所見即所得”,改善用戶體驗(yàn)

中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司(以下簡稱中海油技術(shù)公司)三維可視化應(yīng)用室主任石寶山帶來的是海油集輸平臺FPSO數(shù)字孿生項(xiàng)目。

據(jù)介紹,該項(xiàng)目是建設(shè)一個(gè)海上平臺,該團(tuán)隊(duì)采用了Bentley實(shí)體建模技術(shù)ContextCapture軟件,把海上平臺的信息,包括三維激光、航拍和影像等融合,實(shí)現(xiàn)了場景構(gòu)建,讓用戶獲得了“所見即所得”的感受。

石寶山告訴記者,過去中海油技術(shù)公司接收的模型應(yīng)用體驗(yàn)并不太好,經(jīng)常讓生產(chǎn)運(yùn)維者感覺與實(shí)際平臺有一定的差異。2018年接觸到Bentley以后,他了解到Bentley提供的實(shí)景建模技術(shù)可以構(gòu)筑“所見即所得”的場景,真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的效果,讓用戶的體驗(yàn)更友好。而且考慮到Bentley的軟件體系也很完善,就選擇了與Bentley合作,并從設(shè)計(jì)階段開始應(yīng)用。

在疫情期間,中海油技術(shù)公司通過構(gòu)建數(shù)字孿生模型,減少了人員出海調(diào)研的頻率,有些改造設(shè)計(jì)甚至直接通過數(shù)字孿生模型應(yīng)用做下調(diào)工作,也取得了很好的效果。石寶山計(jì)劃,未來在伊拉克和烏干達(dá)的項(xiàng)目都采用該技術(shù)來加強(qiáng)海油總部對海油設(shè)施的管控,新員工培訓(xùn)時(shí)也可以通過這種模型提前了解海上的大型裝備。

石寶山表示,海油集輸平臺FPSO數(shù)字孿生項(xiàng)目給中海油技術(shù)公司的數(shù)字孿生應(yīng)用搭建了一個(gè)很好的底座,未來還可以拓展到船舶建設(shè)的數(shù)字孿生運(yùn)維和應(yīng)用中。

不只是工藝優(yōu)化,還有管理提升

沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司(以下簡稱沈陽院)工程技術(shù)中心組長劉方波帶來的是東軟健康醫(yī)療國際產(chǎn)業(yè)園二期C5工廠數(shù)字孿生應(yīng)用項(xiàng)目。

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劉方波表示,這是沈陽院第一次用Bentley軟件做一個(gè)完整的、大型的類似民用設(shè)施的建筑,用4D模擬對現(xiàn)場施工指導(dǎo)進(jìn)行了優(yōu)化。由于做項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)正處于疫情期間,很多人都居家辦公,需要的協(xié)同性比以前更多。沈陽院利用Bentley軟件的特點(diǎn)解決了可視化問題,實(shí)現(xiàn)了可視化流程標(biāo)準(zhǔn)化。而且,除了工藝優(yōu)化,數(shù)字孿生技術(shù)還帶來了管理效率的提升。

劉方波指出,Bentley軟件比較適合有嚴(yán)格等級要求的設(shè)計(jì),可以解決沈陽院做工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格的等級問題,而且適合做大體量的設(shè)計(jì)。目前沈陽院把關(guān)注的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)和施工上,希望未來和Bentley有更加密切的項(xiàng)目合作,從設(shè)計(jì)一直用到運(yùn)維階段,讓前端設(shè)計(jì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和數(shù)字孿生模型的優(yōu)勢,真正用在周期較長的項(xiàng)目運(yùn)營階段。

劉方波強(qiáng)調(diào),雙碳政策和數(shù)字經(jīng)濟(jì)政策對數(shù)字孿生技術(shù)來說都是機(jī)遇,因?yàn)殡p碳項(xiàng)目都涉及到工藝和管理的優(yōu)化,而管理的優(yōu)化更需要數(shù)字技術(shù)的支撐,未來沈陽院將探索把數(shù)字模型和工廠管理應(yīng)用結(jié)合起來。

多專業(yè)協(xié)同,全生命周期管理

晉南鋼鐵二期曲沃基地產(chǎn)能減量置換項(xiàng)目轉(zhuǎn)爐連鑄項(xiàng)目是由中冶南方鋼鐵工程技術(shù)有限公司(以下簡稱中冶南方)總承包EPC項(xiàng)目。

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中冶南方BIM中心副主任褚學(xué)征告訴記者,中冶南方從2019年開始布局Bentley的軟件,在鋼鐵冶金類的工廠設(shè)計(jì)和建造過程中進(jìn)行多專業(yè)的協(xié)同。“在設(shè)計(jì)過程中,我們考慮到,用Bentley平臺在各個(gè)專業(yè)之間可以互通,特別是在相互參考設(shè)計(jì)方面,具有獨(dú)特的優(yōu)勢。”

而項(xiàng)目剛剛啟動就遇到了新冠肺炎疫情暴發(fā),設(shè)計(jì)人員不能到單位辦公,施工人員也不能到施工現(xiàn)場,是Bentley平臺上的6款專業(yè)軟件給異地協(xié)同設(shè)計(jì)和開會討論方案提供了極大的便利,可視化的溝通和設(shè)計(jì)效果在最大限度上保證了整個(gè)項(xiàng)目得以順利實(shí)施。

褚學(xué)征總結(jié)到,之所以選擇Bentley平臺主要有以下幾個(gè)原因:

第一,Bentley的產(chǎn)品線非常全。作為工程公司,中冶南方的業(yè)務(wù)涵蓋了工程的整個(gè)生命周期,包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、數(shù)字化資產(chǎn)管理,要從中提取工藝知識,反饋給用戶,并指導(dǎo)其生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)中冶南方對比了多家三維設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商,從設(shè)計(jì)角度來看,在鋼鐵行業(yè)里,Bentley覆蓋的專業(yè)是最全的。而且不僅有設(shè)計(jì)端,還包括施工的模擬,能解決施工人員、物資、物流、規(guī)劃、安裝方案的制定和演示,還有數(shù)字資產(chǎn)管理、數(shù)字孿生解決方案,都非常貼合工程設(shè)計(jì)行業(yè)和工程建造行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,也非常適合給大型央企數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供良好的支撐。

第二,在設(shè)計(jì)方面,Bentley的模型可以供多個(gè)專業(yè)參考,不只是模型,數(shù)據(jù)也可以在多個(gè)專業(yè)之間進(jìn)行傳遞,給協(xié)同設(shè)計(jì)帶來了極大的便利。

第三,根據(jù)中冶南方的評價(jià)體系,Bentley售前、售中、售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)的支持也非常出色。中冶南方和Bentley之間建立了不同的專業(yè)群,每個(gè)月都會進(jìn)行溝通,Bentley反饋非常及時(shí),中冶南方在技術(shù)上的問題都得到迅速解決。

第四,鋼鐵建設(shè)行業(yè)的特點(diǎn)是規(guī)模大、體量大、專業(yè)多。一個(gè)工程項(xiàng)目可能會涉及到十幾或二十多種專業(yè),傳統(tǒng)的軟件不足以解決這樣的行業(yè)問題,而Bentley不同專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)給可以中冶南方提供很好的支撐。

從設(shè)計(jì)驅(qū)動,到數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化交付雙輪驅(qū)動

中冶京誠工程技術(shù)有限公司(以下簡稱中冶京誠)數(shù)字化BIM中心主任張鶴介紹了世界首套60MW亞臨界高爐煤氣發(fā)電工程。

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據(jù)悉,2018年之前,中冶京誠多是應(yīng)用BIM技術(shù)來解決設(shè)計(jì)協(xié)同問題,包括設(shè)計(jì)和施工的難點(diǎn),2019年以后,開始向數(shù)字交付和數(shù)字化工廠方向發(fā)展,2020年,中冶京誠采用了Bentley的iTwin,希望借助iTwin搭建一個(gè)技術(shù)平臺,還能為客戶提供實(shí)體工廠建筑之外的數(shù)字化工廠服務(wù)。張鶴表示,對于小體量的典型項(xiàng)目,BIM技術(shù)的可復(fù)制性更強(qiáng)、更廣,可以發(fā)揮更好的作用。

談起選擇Bentley的原因,張鶴解釋到,2009年,中冶京誠通過一個(gè)海外項(xiàng)目接觸到Bentley軟件,考慮到Bentley的模塊非常多,對土建、管道、電氣都有一定能力的支撐,就選擇了Bentley,并應(yīng)用到具體項(xiàng)目中。2015年公司成立了BIM中心后,開始在公司范圍內(nèi)正式推廣。2018年,公司明確了要走數(shù)字化交付路線,開始研究怎樣讓設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的模型在后期發(fā)揮更大的價(jià)值,如給業(yè)主提供運(yùn)營服務(wù),與其建立長期的服務(wù)關(guān)系,為企業(yè)帶來持續(xù)的效益。

張鶴告訴記者,中冶京誠正在規(guī)劃從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購、施工,到后續(xù)業(yè)務(wù)經(jīng)營環(huán)節(jié)全流程的數(shù)字化,能將項(xiàng)目管理各個(gè)階段,如設(shè)計(jì)、采購、施工的數(shù)據(jù)自動積累下來,形成工程的數(shù)據(jù)庫,對內(nèi)能給公司的項(xiàng)目管理、項(xiàng)目報(bào)價(jià)提供數(shù)據(jù)服務(wù),對外能從中提取與項(xiàng)目有關(guān)的數(shù)據(jù),形成工程數(shù)據(jù)資產(chǎn),向業(yè)主交付。即通過數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化交付雙輪驅(qū)動,完善中冶京誠的數(shù)字化平臺建設(shè)。

化解工程碰撞問題,提升設(shè)計(jì)效率

山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司(以下簡稱山冶設(shè)計(jì))工程數(shù)字化中心主任周濤帶來了山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司2x65MW富余煤氣資源綜合利用發(fā)電項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用BIM和數(shù)字化技術(shù)解決了兩個(gè)核心問題:一個(gè)是狹小復(fù)雜空間的工程布置和管線路徑優(yōu)化問題,另一個(gè)是多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)問題。

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據(jù)周濤介紹,工程中的沖突碰撞一直是發(fā)電項(xiàng)目的老大難問題,一旦出現(xiàn)就會給公司造成很大經(jīng)濟(jì)損失,雖然公司也出臺過一些措施,建立了一些審核機(jī)制,但都沒能從根本上解決這個(gè)問題。采用Bentley以后,通過三維可視化設(shè)計(jì)進(jìn)行方案優(yōu)化、管線路徑優(yōu)化以及碰撞檢查,不僅解決了碰撞問題,也讓設(shè)計(jì)指標(biāo)得到了較大提升。而且,采用Bentley讓設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)協(xié)同,每個(gè)設(shè)計(jì)人員都可以隨時(shí)調(diào)看其他人設(shè)計(jì)的模型,對有障礙的地方及時(shí)規(guī)避,還可以對照模型對復(fù)雜區(qū)域設(shè)計(jì)進(jìn)行溝通交流,大大提高了設(shè)計(jì)效率,同時(shí)也讓設(shè)計(jì)管理和進(jìn)度管理更有抓手,設(shè)計(jì)經(jīng)理能夠?qū)γ總€(gè)人的設(shè)計(jì)進(jìn)度一目了然。

周濤表示,山冶設(shè)計(jì)選擇Bentley主要出于兩個(gè)原因:一是技術(shù)層面的升級。過去山冶設(shè)計(jì)一直采用二維設(shè)計(jì),存在很多痛點(diǎn),如管線之間、管線與設(shè)備之間,管線與土建結(jié)構(gòu)之間都會存在碰撞問題。而且,根據(jù)二維圖紙,人工統(tǒng)計(jì)工程量、材料量時(shí)效率低下,準(zhǔn)確性也差。二是因?yàn)樵O(shè)計(jì)發(fā)展趨勢。如今工程數(shù)字化是大勢所趨,數(shù)字化交付也是設(shè)計(jì)發(fā)展的必然選擇。

周濤指出,Bentley軟件比較適合冶金這種長流程的工廠設(shè)計(jì),在冶金行業(yè)中的認(rèn)可度、占有率都比較高,而且其平臺下專業(yè)軟件配套齊全,功能完善,最大程度上避免了使用第三方軟件帶來的數(shù)據(jù)兼容問題。目前Bentley軟件已經(jīng)解決了山冶設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)端問題,未來將向下游延伸,解決數(shù)字化施工和數(shù)字化交付問題。

談起2021年基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽的情況,Bentley全球高級副總裁、北亞區(qū)總裁劉德盛介紹,今年中國區(qū)共有67個(gè)項(xiàng)目參賽,15個(gè)項(xiàng)目入圍決賽,范圍涵蓋了交通、數(shù)字工廠、智慧城市、電力及新能源、數(shù)字化的施工沿途工程等多個(gè)領(lǐng)域,展現(xiàn)了中國基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)在數(shù)字化領(lǐng)域取得的卓越成就。

劉德盛表示,未來Bentley將通過一橫一縱兩個(gè)方向繼續(xù)推進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù):縱向?qū)⒆寯?shù)字孿生在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期發(fā)力,橫向?qū)⒅?shù)字孿生在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的各行各業(yè)全面發(fā)展。

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