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数字孪生如何助力基建数字化?听听他们怎么说
作者:刘沙 | 来源:计世网
2021-12-14
信息技术被越来越多的行业广泛应用,基础设施建设行业也不例外。

 

  2021年是“十四五”规划和2035年远景目标纲要的开篇之年,加快数字化发展,建设数字中国,推进产业数字化转型被明确写入规划之中。云计算、大数据、物联网、人工智能、5G等信息技术被越来越多的行业广泛应用,基础设施建设行业也不例外。

  作为一家软件研发公司,Bentley一直为基础设施领域的专业人士提供基础设施资产全生命周期解决方案。近日,由Bentley举办的2021 线上纵览基础设施大会和基础设施数字化光辉大奖赛颁奖典礼中展示了 19 个基础设施数字化光辉大奖赛的获奖项目,22 个创始人荣耀奖的获奖者得到表彰,他们代表了对基础设施进步和/或环境、社会发展目标做出了显著贡献的组织或个人。部分参赛者与记者分享了他们在基础设施项目中的数字化实践。

  实现“所见即所得”,改善用户体验

  中海油能源发展装备技术有限公司(以下简称中海油技术公司)三维可视化应用室主任石宝山带来的是海油集输平台FPSO数字孪生项目。


  据介绍,该项目是建设一个海上平台,该团队采用了Bentley实体建模技术ContextCapture软件,把海上平台的信息,包括三维激光、航拍和影像等融合,实现了场景构建,让用户获得了“所见即所得”的感受。

  石宝山告诉记者,过去中海油技术公司接收的模型应用体验并不太好,经常让生产运维者感觉与实际平台有一定的差异。2018年接触到Bentley以后,他了解到Bentley提供的实景建模技术可以构筑“所见即所得”的场景,真正实现数字孪生的效果,让用户的体验更友好。而且考虑到Bentley的软件体系也很完善,就选择了与Bentley合作,并从设计阶段开始应用。

  在疫情期间,中海油技术公司通过构建数字孪生模型,减少了人员出海调研的频率,有些改造设计甚至直接通过数字孪生模型应用做下调工作,也取得了很好的效果。石宝山计划,未来在伊拉克和乌干达的项目都采用该技术来加强海油总部对海油设施的管控,新员工培训时也可以通过这种模型提前了解海上的大型装备。

  石宝山表示,海油集输平台FPSO数字孪生项目给中海油技术公司的数字孪生应用搭建了一个很好的底座,未来还可以拓展到船舶建设的数字孪生运维和应用中。

  不只是工艺优化,还有管理提升

  沈阳铝镁设计研究院有限公司(以下简称沈阳院)工程技术中心组长刘方波带来的是东软健康医疗国际产业园二期C5工厂数字孪生应用项目。


  刘方波表示,这是沈阳院第一次用Bentley软件做一个完整的、大型的类似民用设施的建筑,用4D模拟对现场施工指导进行了优化。由于做项目设计时正处于疫情期间,很多人都居家办公,需要的协同性比以前更多。沈阳院利用Bentley软件的特点解决了可视化问题,实现了可视化流程标准化。而且,除了工艺优化,数字孪生技术还带来了管理效率的提升。

  刘方波指出,Bentley软件比较适合有严格等级要求的设计,可以解决沈阳院做工业设计时严格的等级问题,而且适合做大体量的设计。目前沈阳院把关注的重点放在设计和施工上,希望未来和Bentley有更加密切的项目合作,从设计一直用到运维阶段,让前端设计产生的数据和数字孪生模型的优势,真正用在周期较长的项目运营阶段。

  刘方波强调,双碳政策和数字经济政策对数字孪生技术来说都是机遇,因为双碳项目都涉及到工艺和管理的优化,而管理的优化更需要数字技术的支撑,未来沈阳院将探索把数字模型和工厂管理应用结合起来。

  多专业协同,全生命周期管理

  晋南钢铁二期曲沃基地产能减量置换项目转炉连铸项目是由中冶南方钢铁工程技术有限公司(以下简称中冶南方)总承包EPC项目。


  中冶南方BIM中心副主任褚学征告诉记者,中冶南方从2019年开始布局Bentley的软件,在钢铁冶金类的工厂设计和建造过程中进行多专业的协同。“在设计过程中,我们考虑到,用Bentley平台在各个专业之间可以互通,特别是在相互参考设计方面,具有独特的优势。”

  而项目刚刚启动就遇到了新冠肺炎疫情暴发,设计人员不能到单位办公,施工人员也不能到施工现场,是Bentley平台上的6款专业软件给异地协同设计和开会讨论方案提供了极大的便利,可视化的沟通和设计效果在最大限度上保证了整个项目得以顺利实施。

  褚学征总结到,之所以选择Bentley平台主要有以下几个原因:

  第一,Bentley的产品线非常全。作为工程公司,中冶南方的业务涵盖了工程的整个生命周期,包括设计、施工、运维、数字化资产管理,要从中提取工艺知识,反馈给用户,并指导其生产。当时中冶南方对比了多家三维设计软件供应商,从设计角度来看,在钢铁行业里,Bentley覆盖的专业是最全的。而且不仅有设计端,还包括施工的模拟,能解决施工人员、物资、物流、规划、安装方案的制定和演示,还有数字资产管理、数字孪生解决方案,都非常贴合工程设计行业和工程建造行业未来的发展趋势,也非常适合给大型央企数字化转型提供良好的支撑。

  第二,在设计方面,Bentley的模型可以供多个专业参考,不只是模型,数据也可以在多个专业之间进行传递,给协同设计带来了极大的便利。

  第三,根据中冶南方的评价体系,Bentley售前、售中、售后服务团队的支持也非常出色。中冶南方和Bentley之间建立了不同的专业群,每个月都会进行沟通,Bentley反馈非常及时,中冶南方在技术上的问题都得到迅速解决。

  第四,钢铁建设行业的特点是规模大、体量大、专业多。一个工程项目可能会涉及到十几或二十多种专业,传统的软件不足以解决这样的行业问题,而Bentley不同专业的设计软件架构给可以中冶南方提供很好的支撑。

  从设计驱动,到数字化设计和数字化交付双轮驱动

  中冶京诚工程技术有限公司(以下简称中冶京诚)数字化BIM中心主任张鹤介绍了世界首套60MW亚临界高炉煤气发电工程。


  据悉,2018年之前,中冶京诚多是应用BIM技术来解决设计协同问题,包括设计和施工的难点,2019年以后,开始向数字交付和数字化工厂方向发展,2020年,中冶京诚采用了Bentley的iTwin,希望借助iTwin搭建一个技术平台,还能为客户提供实体工厂建筑之外的数字化工厂服务。张鹤表示,对于小体量的典型项目,BIM技术的可复制性更强、更广,可以发挥更好的作用。

  谈起选择Bentley的原因,张鹤解释到,2009年,中冶京诚通过一个海外项目接触到Bentley软件,考虑到Bentley的模块非常多,对土建、管道、电气都有一定能力的支撑,就选择了Bentley,并应用到具体项目中。2015年公司成立了BIM中心后,开始在公司范围内正式推广。2018年,公司明确了要走数字化交付路线,开始研究怎样让设计阶段产生的模型在后期发挥更大的价值,如给业主提供运营服务,与其建立长期的服务关系,为企业带来持续的效益。

  张鹤告诉记者,中冶京诚正在规划从项目设计、采购、施工,到后续业务经营环节全流程的数字化,能将项目管理各个阶段,如设计、采购、施工的数据自动积累下来,形成工程的数据库,对内能给公司的项目管理、项目报价提供数据服务,对外能从中提取与项目有关的数据,形成工程数据资产,向业主交付。即通过数字化设计和数字化交付双轮驱动,完善中冶京诚的数字化平台建设。

  化解工程碰撞问题,提升设计效率

  山东省冶金设计院股份有限公司(以下简称山冶设计)工程数字化中心主任周涛带来了山东钢铁股份有限公司莱芜分公司2x65MW富余煤气资源综合利用发电项目。该项目采用BIM和数字化技术解决了两个核心问题:一个是狭小复杂空间的工程布置和管线路径优化问题,另一个是多专业协同设计问题。


  据周涛介绍,工程中的冲突碰撞一直是发电项目的老大难问题,一旦出现就会给公司造成很大经济损失,虽然公司也出台过一些措施,建立了一些审核机制,但都没能从根本上解决这个问题。采用Bentley以后,通过三维可视化设计进行方案优化、管线路径优化以及碰撞检查,不仅解决了碰撞问题,也让设计指标得到了较大提升。而且,采用Bentley让设计过程实现了实时协同,每个设计人员都可以随时调看其他人设计的模型,对有障碍的地方及时规避,还可以对照模型对复杂区域设计进行沟通交流,大大提高了设计效率,同时也让设计管理和进度管理更有抓手,设计经理能够对每个人的设计进度一目了然。

  周涛表示,山冶设计选择Bentley主要出于两个原因:一是技术层面的升级。过去山冶设计一直采用二维设计,存在很多痛点,如管线之间、管线与设备之间,管线与土建结构之间都会存在碰撞问题。而且,根据二维图纸,人工统计工程量、材料量时效率低下,准确性也差。二是因为设计发展趋势。如今工程数字化是大势所趋,数字化交付也是设计发展的必然选择。

  周涛指出,Bentley软件比较适合冶金这种长流程的工厂设计,在冶金行业中的认可度、占有率都比较高,而且其平台下专业软件配套齐全,功能完善,最大程度上避免了使用第三方软件带来的数据兼容问题。目前Bentley软件已经解决了山冶设计的设计端问题,未来将向下游延伸,解决数字化施工和数字化交付问题。

  谈起2021年基础设施数字化光辉大奖赛的情况,Bentley全球高级副总裁、北亚区总裁刘德盛介绍,今年中国区共有67个项目参赛,15个项目入围决赛,范围涵盖了交通、数字工厂、智慧城市、电力及新能源、数字化的施工沿途工程等多个领域,展现了中国基础设施行业在数字化领域取得的卓越成就。

  刘德盛表示,未来Bentley将通过一横一纵两个方向继续推进数字孪生技术:纵向将让数字孪生在规划、设计、施工等基础设施的全生命周期发力,横向将助力数字孪生在基础设施领域的各行各业全面发展。

责任编辑:刘沙