数字化设计与交付——大项目投资管控的新灵丹

对话中冶赛迪工程技术股份有限公司工程数字化中心副主任焦震宇

不论是对于业主、EPC总包方还是施工单位，大项目让人兴奋让人忧。

做工程概算和施工工程量测算，往往是和时间赛跑。设计深度不足，设计方案变动大，要确定设计概算和施工工程量面临众多难关。

大工程越来越复杂，亟需有效的管理方法以提升效率、避免损失。

如何管理这些复杂工程并顺利施工，如何将投资与工期掌握在可控的范围之内？

如何在国家的数字化方略中，走向人工智能时代，打造智慧基础设施？

中冶赛迪工程技术股份有限公司工程（简称“中冶赛迪”）数字化中心副主任焦震宇在工程界摸爬摔打多年，对于冶金、工业和整个基础设施领域的工程设计、建造与交付所遇到的困难感受很深。他说：“我们自己感受比较深刻的是整个工程设计的精细度不够，概算的精度和准确度往往不足，用来真正指导施工的施工图设计深度也远远不够。这不仅是在冶金领域，在整个国内工程建设行业都是很普遍的现象，这就导致了变更非常多，施工单位在现场会发生大量的签证和索赔。作为业主或者是EPC的总包方，非常不便于通过前期的设计成果来控制整个工程项目的投资。”

历经17年探索，中冶赛迪以数字化设计与交付解决方案推进工程项目的投资管控以及高效建造，如今正以三级数字孪生模式走向人工智能时代。

十七年数字化探索

中冶赛迪于2004年正式引入三维数字化设计软件，也是从这一年开始大力拓展国际市场，之后相继实施了台塑越南河静钢铁高炉EPC、乌克兰AM5000m3高炉设计、俄罗斯GHP联合钢厂设计、印度TATAKPO5870m3高炉设备成套、马来新武安联合钢厂EPC、澳大利亚LPS1000万t联合钢厂规划及可研等经典项目，并在数字化领域不断积累和丰富经验。

焦震宇说：“在过去的海外工程中，我们最深的感受是业主往往精于全局计划、严格管控，一般都会对中冶赛迪明确提出数字化要求，还会提供相应的一系列标准，要求我们必须按照标准来执行，包括配套有相应的交付标准。业主自己一般都会有完善的信息化平台软件，我们无论做BIM模型也好，或者提交各种数据和数据库也好，业主是有软件去承接这些模型和数据的。”

工程公司或者设计方在设计之初就需要把所有的数据输入按照数字化标准来进行基础数据的准备。例如在巴西淡水河谷项目，业主提供了一系列数字化标准，多种工程材料都要用特定的数据格式来进行结构化表达。

标准化也带来了精细化管控。例如在台塑越南河静钢铁机修项目中，业主就要求用TXT文件提供四张数据表，数据要求细化到每一个焊接点、坐标、检测标准等等。为什么要精细到每个焊点的坐标？因为这牵涉到工人工资发放，坐标内容就是工人爬升的高度，工人爬升高度的差异决定了发放薪酬的差异。一旦设计系统导出这些精准的信息，业主就有条件在管理中发挥其价值。这也就意味着，不论是做BIM设计还是数字化设计，设计单位只要能导出这些详细的信息，业主就能有条件去采用，去发挥它们的价值。

三级数字孪生体系形成

17年不懈探索，中冶赛迪国外到国内不断实践，形成了自己的数字化战略：编制数字化标准，创新参数化设计，打造数字化项目管理平台，开启三级数字孪生模式。

中冶赛迪近些年开展了数字化设计攻关，基于Bentley平台开发了大量的参数化设计软件，在初设和施工图阶段提升设计深度，提前解决诸多碰撞问题。设计师直接输入计算参数，即可自动生成相应的三维模型，工程量也可自动导出。

不仅如此，中冶赛迪还为此搭建了专业化的项目管理系统，保存并集成相应的数据，包括施工单位填报的实际工程量，以便在系统里就设计工程量和实际施工产生的工程量进行比对，进而进行精细化的跟踪和管理，帮助业主和EPC方实现工程项目投资的控制。而中冶赛迪在数字孪生上的探索则将助力业主与运营商走向人工智能时代。

焦震宇说：“我们既要帮业主建设一套数字化交付的标准体系，也要为他们打造一个能够接收数据成果的数字化平台，也就是数字化交付平台。”

如果业主提出了明确的数字化交付要求，就是业主对自己怎么管理和描述这个工厂有了一套数字化描述定义的标准，工程公司或设计方，在设计之初就应该按照这套数字化交付标准的要求来进行基础数据准备。

如今，中冶赛迪正在进行数字化升级。焦震宇说：“我们现在给业主推荐数字化交付服务的时候，都会明确提出一个目标，那就是为业主打造数字孪生工厂。中冶赛迪把数字孪生划分为三个等级：静态数字孪生、动态数字孪生、机理数字孪生。如今正在从从静态数字孪生走向动态数字孪生和机理数字孪生。”

动态数字孪生帮助业主把运营数据集成到静态数字孪生系统上，让业主掌握工厂正在发生的一切以便做出实时、科学的决策，该技术已经在韶钢、武钢等项目中得以应用。机理数字孪生可以让业主了解工厂现在和过去为什么会这样，未来将如何进入人工智能时代。中冶赛迪正致力于让机理数字孪生尽快落地生根、茁壮发展。

两个团队融合发展

中冶赛迪的数字化之旅走过了一个又一个里程碑，获得了一个又一个荣誉。该公司以BIM技术在印度塔塔KPO2号锅炉项目中的先进应用入围全球基础设施领域奥斯卡“光辉大奖”。焦震宇最近又获得2020中国基础设施数字化杰出成就奖之数字化创新先锋。谈及在数字化领域所取得的进步，他认为两个团队的支撑不可或缺，一个中冶赛迪团队，一个Bentley团队。

中冶赛迪决策层对数字化创新的前瞻布局和全力支持，使得数字化团队有机会在一个又一个项目中对数字化设计与交付解决方案进行验证和完善，而数字化团队作为创新主体让理想变成了现实。

自从2008年将数字化设计平台整体切换成Bentley平台后，中冶赛迪团队在Bentley团队的协助下，在国内外创造了一个又一个的经典案例。Bentley系列软件产品以其数字化创新能力和多专业适应性，成为工程建设领域及其数字化创新一个非常必要的工具和手段，Bentley既通过软件传递了很多国内外优秀的工程设计理念与方法，其中国本土团队也在技术培训、软件测试、解决方案形成等方面提供了强大支持。

数字化已经上升为国家战略，中冶赛迪这样的一线探索者任重道远，未来可期。