从BIM走向数字孪生 数字工厂不断进阶
2021年12月1日-2日，受疫情影响，一年一度的Bentley纵览基础设施大会（YII）再次以在线形式举办，吸引全球各地工程领域人才带着各自项目共聚一堂，竞相角逐基础设施数字化技术应用领域的奥斯卡——YII光辉大奖。本届大赛，共有来自45个国家/地区的230多个组织的近300个项目角逐大奖,16 位独立评委会从中评选出了 19 个奖项类别的 57 个决赛入围者，最终评选出了19 个基础设施数字化光辉大奖赛的获奖项目，并评出22 个创始人荣耀奖的获奖者。大奖赛已连续举办17届，是全球评选应用BIM和数字化技术最优工程项目的最具影响力的赛事之一，旨在表彰在推进全球基础设施的设计、施工和运营方面做出杰出贡献的卓越工程。最终获奖的中国项目是福建永福电力设计股份有限公司的福建长乐外海海上风电场C区项目，中海油能源发展装备技术有限公司的海油集输平台FPSO数字孪生项目，中铁第一勘察设计院集团有限公司的西安至十堰高速铁路BIM设计及应用项目，上海勘测设计研究院有限公司的全生命周期海上风电工程数字孪生应用项目，湖北国际物流机场有限公司、深圳顺丰泰森控股（集团）有限公司、民航机场建设工程有限公司的鄂州花湖机场项目，中水北方勘测设计研究有限责任公司的水利水电工程地质勘察项目，辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司的东台子水库工程项目，中冶南方钢铁工程技术有限公司的晋南钢铁二期曲沃基地产能减量置换项目转炉连铸项目，中冶京诚工程技术有限公司的世界首套60MW亚临界高炉煤气发电工程项目，湖北省电力勘测设计院有限公司的湖北能源随县&广水80MWp地面光伏发电工程项目。
在会前的媒体访谈中，Bentley全球高级副总裁、北亚区总裁刘德盛介绍，入围决赛的项目中来自中国的占全球总数的1/4，项目范围涵盖市政交通、数字工厂、智慧城市、电力及新能源等多个领域，展示出中国基础设施行业在数字化领域的雄厚实力。访谈中，来自数字工厂领域的中海油、沈阳铝镁、中冶南方、中冶京诚、山东冶金等用户的代表谈了他们各自入围决赛项目的特点，共同展望了数字工厂的发展趋势。
注重多方协同
数字化浪潮下，数字工厂也已成大势所趋。过去，一座工厂建设完工后的验收，交付的是一车车的图纸和文档资料。现在是一起交付“两个工厂”，在新崛起的“数字工厂”里，工厂的设计、施工和运营维护等信息以数字化方式存在并随时供调用和更新。
在数字工厂领域多位用户代表的分享中，今年新冠肺炎疫情持续情况下，借助软件工具平台实现多方协同设计、异地协同是共同的关键点。沈阳铝镁设计研究院有限公司工程技术中心组长刘方波介绍，公司设计的东软健康医疗国际产业园二期C5工厂数字孪生应用项目涉及专业多，包括建筑、结构、暖通空调、空调水管、给排水、消火栓及自喷、工艺管路、电气电缆及桥架、照明、支吊架、总图管网等系统，使用的模块多，协同设计要求非常高。“我们通过Bentley的ProjectWise（简称PW）平台实现了平台统一管理设计文件，通过VPN访问，实现居家办公。同时，我们通过PW平台实现项目的流程管理，各专业可以在平台上进行资料的传递和查看，各设计人虽然异地办公也能无障碍交流。”
中冶南方钢铁工程技术有限公司BIM中心副主任褚学征介绍，他们入围决赛的是晋南钢铁二期曲沃基地产能减量置换项目转炉连铸项目，在该项目他们通过BIM平台系统做到了异地办公，保证了疫情期间本项目涉及工作能正常开展，通过三维协同设计和施工方案规划，充分利用有限的人力、物力做到场地合理排布，保证工厂设备、流程的运转、安全巡检，减少人员的流动的同时，保证疫情期间正常生产。
山东省冶金设计院股份有限公司工程数字化中心主任周涛分享说，他们在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中，也运用PW进行协同设计，各专业间可做到无缝衔接，大大提高设计效率。同时，设计经理也可以在第一时间掌握项目设计进度，并能及时发现设计中的问题。“我们的设计过程真正实现了实时协同，各设计人之间可以随时调看其他设计人的设计模型，复杂区域设计人员可以对照着模型进行沟通交流，设计效率大大提高。”
设计工程师们说，视频会议系统、公司的OA系统和Bentley的ProjectWise系统，是他们在疫情期间不可或缺的三大件。
走向数字孪生
除了协同，数字化、数字孪生也在访谈中被反复提及。在Bentley行业高级销售总监杜鹏看来，BIM和数字孪生之间的关系不是取代而是进阶，从最早的CAD二维设计到BIM再到数字孪生时代，计算机技术带来一次次革命，也不断带动行业变革。“现在我们需要从BIM走向数据价值挖掘，从解决过去的可视化问题、碰撞问题到进而实现数据驱动决策。通过Bentley数字孪生平台iTwin，包括协同管理平台ProjectWise、资产运维平台AssetWise及更多专业软件工具，可以帮用户更好地将多数据源融合成单一数据源，从而真正在同一个平台上将项目和资产数据整合在一起，以支持基础设施资产生命周期的所有阶段，让数据价值被充分挖掘出来。” 杜鹏说。
中海油能源发展装备技术有限公司三维可视化应用室主任石宝山介绍，他们在海油集输平台FPSO数字孪生项目中，需要在深海建立FPSO实景室内外一体化三维模型数据。他们使用Bentley实景建模技术最终搭建了FPSO111的实景三维模型，该实景模型数据可以在工业化、虚拟现实、混合现实中建立牢固的场景基础，有效推动着数字孪生技术的融合与创新。他认为，数字孪生模型不止在于信息的传递，更在于直观的三维可视化数字表达，他们的这个项目将数字孪生技术、海油平台与船舶工业结合，开展基于数字孪生的船舶设计、制造、运维、使用等全生命周期一体化管控，是解决目前船舶行业瓶颈问题的有效手段。
无独有偶，中冶京诚近年来在数字工厂方面也不断实践。他们这次入围大奖的项目是世界首套60MW亚临界高炉煤气发电工程项目——江苏龙腾特钢60MW发电工程。该工程开创了高参数、小型化发电机组技术领域先河，实现了技术上重大突破。他们以数字化工厂和大数据为核心，融合工业互联网技术、大数据人工智能技术、数字孪生技术，搭建钢铁智慧生产运营管理体系。基于数字化工厂，他们整合工厂建造过程中的设计、建造、施工等信息，以及生产和运维数据，实现多维度的数据集成，实现了企业资产的透明化管理，并将现实生产数据导入到虚拟工厂中，进行生产演练，提出工艺参数改进，再进行生产过程推演，通过反馈分析和仿真模拟的不断循环，以量变促质变，达到产线性能的升级，从而促进工厂生产行业的不断升级与革新。该项目为中冶京诚在发电领域方面的BIM技术应用开创了思路，为发电领域的项目建设与交付提供了新的模式，也为将来的数字化运营作了数据准备。近年来，中冶京诚集70年工程技术积淀，大力推广BIM技术应用，依托工程数据中心，开发出交互式交付平台，已具备全厂级项目的数字化交付能力以及数字化孪生能力，助力工厂提升智能化水平。
Bentley全球高级副总裁、北亚区总裁刘德盛说， 参赛项目中绝大多数采用了数字孪生技术，改变了基础设施项目从设计施工到后续运营维护的协作方式，解决了以往无法反馈数据变化的问题，对于行业数字化是极大的促进。
一年一度的YII光辉大奖赛精彩纷呈，数字工厂等各领域数字化进程不断加速，可以预见，数据要素价值挖掘、数字化技术融合应用将是接下来的重中之重，真正的数字孪生正一步步向我们走来。
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