沈阳铝镁为中铝华润电解铝厂交付业内首个全厂数字孪生模型
Bentley 数字孪生应用程序助力实现工厂的数字化运营，每年节省 600 万元的管理成本，推动可持续发展率先建成全厂的数字孪生模型为了应对运营模式的转变并支持中国的可持续发展倡议，铝行业的企业寻求实现工厂和车间流程的数字化。中铝集团积极响应国家绿色发展和降低能耗的号召以及公司加速数字化转型的战略，在中铝华润电解铝厂启动了数字化转型的示范项目。为了实现企业的数字化转型目标，提高工厂的生产和运营效率，他们委托沈阳铝镁设计研究院有限公司（以下简称“沈阳铝镁”）将数字孪生技术应用于设施的设计、建设、运营和维护中。沈阳铝镁数字工程（BIM）中心项目运营总监刘方波表示：“我们承担了该项目的数字化建模、数字化交付和数字化运维实施工作。” 该项目总投资 39.4 亿元，占地面积 75 万平方米，需要在中铝现有厂区建设电解铝生产系统及配套设施。沈阳铝镁力求将数字孪生技术应用于项目的全生命周期，目标是打造业内首个全厂数字孪生模型，为中铝集团和中国铝行业提供全新的发展和企业管理战略。刘方波表示：“我们的目标是建立项目全厂数字化模型，并将设计、建造等静态信息全部链接到模型中，形成完整的数字化交付工程项目成果，将数字孪生技术应用于企业运营管理中，通过数字孪生技术在项目全生命周期的应用，提升企业运行管理效率。”
解决数据集成与协同问题该项目涉及多个专业和众多子项，需要在短时间内管理和协同所生成的大量数据。刘方波表示：“这个项目的挑战之一是，项目从设计到竣工只有 18 个月的时间。”项目全厂总计 52 个工程子项，涉及 13 个不同专业的 100 名工程师、300 GB 数据总量和 10 万多份文档，沈阳铝镁在为整个工厂快速开发准确的三维数字模型方面面临着严峻的数据集成和协同挑战。从建模、交付到建立数字化运维平台，涉及设计院、施工方、业主和供货商等多个项目参与方。沈阳铝镁需要确保在众多部门和平台之间无缝传输不同类型的数据。 与此同时，沈阳铝镁还需要提供数字化交付成果，帮助业主提高效率，降低工厂的管理和维护成本。刘方波表示：“问题在于我们如何集成数据和模型，为业主交付数字化成果，以便业主日后在运营和维护时可以检查这些数据。”沈阳铝镁需要采用集中式和标准化的数字化系统，以将几百 GB 的设计和施工数据与三维模型精确关联，然后用于管理设施。他们需要开放式建模技术和互连数据环境来管理、构建和集成数据与三维数字化模型，然后生成数字孪生模型，以便准确洞察运营流程，帮助业主优化工厂维护和管理。 实施 Bentley 的数字孪生技术沈阳铝镁利用 Bentley 技术来为中铝华润电解铝厂开发企业数字化工厂管理平台并构建全厂的数字孪生模型，他们利用 ProjectWise 和 Bentley Open 系列应用程序创建了结构化数据和工程系统来管理和存储大量数据，定制了标准化资产编码和识别工作流，并开发了系统性的数字化设计流程来对工厂进行精确建模。刘方波表示：“经过近三个月的集中建模，沈阳铝镁创建了 1,300 多个模型文件，涉及 14,000 余份设计图纸。”在开放式互连数字化平台上工作有利于将设计和施工过程中生成的数据与所有专业和项目参与方精确关联起来，从而创建完整的三维数字化工厂模型。 沈阳铝镁创建了中铝华润工厂的静态三维模型后，为集成智能数据收集和资产维护与管理工作流奠定了基础，并通过应用 Bentley 的数字孪生技术为项目全生命周期创建了动态数字化流程。刘方波表示：“沈阳铝镁利用 Bentley 的数字孪生技术，构建了中铝华润电解铝厂项目的完整三维数字化模型，其中包括在设计和施工阶段生成的静态数据，以及在运营和维护阶段生成的动态数据。 ”通过数字孪生模型，可以实现对设备资产的性能和管理情况进行实时查询，以帮助业主针对资产维护和工厂运营更及时地做出更明智的决策。通过采用先进的建模和创新型数字化应用程序，沈阳铝镁创建了一套交付标准，统一了数据交换，并开发了集成工作流，从而为工厂的全生命周期管理生成了智能数字孪生模型。 数字化推动中国铝行业发展Bentley 的集成应用程序助力快速准确地创建了工厂的三维数字化模型，大大缩短了建模时间，节省了 3,000 个工时。刘方波表示：“与以往项目相比，该项目的整体建模周期缩短了 15% 以上，节省了约 200 个工作日。”在项目交付和实施阶段，数字孪生技术的数据开放性助力将设计效率提高了 30%，并确保了智能工厂管理的无缝数字化交付。与传统的人工管理流程相比，检验和档案管理岗位的人员数量减少了 10% 以上，每年可节省企业用工成本近 100 万元。沈阳铝镁通过开发数字孪生模型，将分散无序的资产档案管理转变为集中智能的管理，实现了资产的预测性和预防性维护。数字化工厂运营每年可减少管理成本 600 万元，不可预测的设备故障减少了 40%，污染物排放量降低了 5%。
项目的数字化成功推动了可持续的生态友好型实践，实现了铝厂的生产、加工和管理的创新。通过将数字孪生与人工智能相集成，制造行业工厂能够访问和分析实时数据，尽可能地减少对高风险工业区的人工干预，降低生产成本，并尽可能地减少碳排放量。中铝华润电解铝项目的实施促进了工厂的智能化管理，推动了中铝集团的数字化转型。刘方波表示：“该项目的示范效应已经影响到整个中铝集团的相关企业，对推动中国铝行业的数字化转型具有重要的示范意义。”
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