數字孿生開啟“后BIM”時代

——Bentley YII 2019之電力元素與中國基建啟示錄

中國電力新聞網記者 呂晴朗 通訊員 李施璇

十月獅城，仍是一派熱烈奔放的盛夏光景；赤道劃過的花園城市里，參加2019縱覽基礎設施大會 （以下簡稱YII2019）期間舉行，一年一度的工程界“奧斯卡”——Bentley 2019基礎設施年度光輝大獎賽決賽，再度匯聚了基礎設施數字化領域的領軍人物，吸引著全球業界與媒體的目光。

今年，來自全球60多個國家/地區的440多個用戶組織，提交了571個參賽項目。由基礎設施業界專家組成的12個獨立評委會，從中評選出了54個決賽入圍項目，其中來自中國的企業達18家，占據全球決賽名額的三分之一！他們帶著一年一度的得意之作，躊躇志滿來到獅城，與來自全球數字化領域的頂尖選手展開激烈角逐。這是Bentley第二次在新加坡舉辦YII大會，也是“中國代表隊”再臨獅城星光璀璨的一夜。

中國身影閃耀獅城 電力元素精彩奪目

“一個，兩個，三個……七個，七個了！”10月24日，這場年度巔峰角逐正在揭曉答案，說著漢語的參賽代表密切關注著“中國隊”的總成績，用手機攝像頭和備忘錄，時刻更新著中國隊在獎牌榜上的排名。最終，中國隊的成績定格在“九個”，這意味著，在Bentley 軟件公司公布的2019年基礎設施年度光輝大獎18個獎項類別的獲獎者和9個特別榮譽獎獲獎者名單中，共有9個項目寫著中國的名字。更值得一提的是，在9個中國項目中，共有4個來自能源電力行業，這“半壁江山”彰顯出電力元素閃耀國際舞臺的光彩，它們分別是——

中冶京誠工程技術有限公司報送的河南濟源鋼鐵80兆瓦高溫超高壓煤氣發電節能改造項目，獲利用數字孿生技術推動工業可持續發展“特別榮譽獎”；

中國電建湖北省電力勘測設計院有限公司報送的湖南汩羅西220千伏變電站項目三維技術應用，獲通訊和公用事業類光輝大獎；

上海勘測設計研究院有限公司報送的三峽新能源大連市莊河Ⅲ（30萬千瓦）海上風電場項目，獲采礦和海洋工程類光輝大獎；

湖南省水利水電勘測設計研究總院報送的漢江雅口航運樞紐工程，獲發電類光輝大獎。

中國電建湖北省電力勘測設計院有限公司（以下簡稱“湖北省電力勘測設計院”）數字化設計中心主任助理王偉，已經不是第一次參加光輝大獎的年度角逐，能夠在今年的激烈競爭中脫穎而出，他仍然感到激動：“一個220千伏變電站工程，能夠成為全球數字化工程領域通訊和公共事業類的第一名，是非常不容易的。我想，這份榮譽是對我們湖北院從2012年籌建數字化中心、與Bentley合作堅定開啟數字化設計之路的認可和鼓勵！”

拔得頭籌的4位贏家之外，還有多家中國能源電力企業入圍決賽，項目各具特色，如中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司（以下簡稱“中南勘測設計院”）的十八洞村精準扶貧數字化平臺應用，正是非常有代表性的項目。

十八洞村位于湖南湘西花垣縣,是武陵山區腹地一個苗族聚居村,因村里有18個天然溶洞而得名。這里雖然山奇水秀、景色宜人,但因為交通閉塞,處于集中連片特困地區,群眾生活長期徘徊在貧困線以下。2013年,全村225戶939人,人均可支配收入只有1668元,貧困發生率高達57%。

2013年以來，十八洞村作為“精準扶貧”重要思想的首倡之地，成為我國脫貧攻堅歷程中具有“地標”性意義的地方。其中，為期三個月的整治工作是該村開展精準扶貧工作的重要環節。中南勘測設計院負責在緊張的期限內，幫助完成村莊的整體整治改造，他們使用Bentley應用程序，開展BIM設計和三維協同設計管理，并生成現有村莊的三維實景模型。這些應用程序助力建立了數字孿生模型，簡化了規劃、施工和工程管理，節約了80%的時間和60%的工程成本，更展示了電力央企用智慧科技打贏脫貧攻堅戰的實力和決心。

從BIM到數字孿生

Bentley 軟件公司作為致力于推進基礎設施設計、施工和運營的全球領先綜合軟件和數字孿生模型云服務提供商，已經見證和陪伴中國電力建設行業的數字化進程，走過了數度春秋。通過基礎設施年度光輝大獎賽這一年度賽事的開展，Bentley為用戶在推進全球的基礎設施設計、施工和運營中做出的杰出貢獻，搭建展示和交流的舞臺。近年來，隨著中國無可爭議地從全球基礎設施建設大國向強國邁進，光輝大獎賽的舞臺上也越來越頻繁地出現中國身影和電力元素。

數字化時代，唯一不變的只有快速變化本身。

傳統的BIM模型從設計移交到施工單位再到業主，在這個過程中很多數據丟掉了，缺少在全生命周期中對數據流通的管理。而數字孿生技術，通過現實工程與數字孿生模型的數據交互，將為項目全生命周期的各個階段賦能、增值。

在電力體制改革的大潮中，國內傳統的電力勘測設計院不斷向工程公司轉型，數字化設計手段的深度應用，也不斷向全生命周期的維度拓展，BIM已經從一種“新風尚”變成了一種“新標準”甚至“新業態”。

YII 2019大會上，人們談論最多的網紅詞匯，也從BIM變成了數字孿生。

何為數字孿生？數字孿生模型是物理資產、流程或系統以及供我們了解性能并對性能進行建模的工程信息的數字化表示。

通常，可以基于傳感器和持續勘測等多個來源實現數字孿生模型的持續更新，以近乎實時地呈現狀態、工況或位置。借助數字孿生模型，工程設計師和管理者能夠實現資產可視化、檢查狀態、執行分析并形成深度見解，從而預測和優化資產性能。

Bentley公司石油、天然氣和制造行業營銷總監Anne-Marie Walters認為，數字孿生模型的迅速發展已經超越了BIM，正在助力以資產為核心的組織能夠融合其工程、運營和信息技術，從而實現沉浸式可視化和分析可見性。

Bentley已經將迎接“后BIM”時代數字化風口的勃勃雄心，全面傾注于iTwin Services數字孿生云服務平臺的打造。Bentley提供的數字孿生技術均基于iModel.js 開源平臺開發，未來用戶對數據有100%所有權。傳統的EPC由于技術不到位、數據不暢通等原因，在實施設計、建筑、采購乃至運維等業務方面面臨重重挑戰，而數字孿生打通了數據流通通道，將帶來極大的效率提升。行業數字集成商與服務商有望開創一個全新的行業。Bentley副總裁李翔告訴記者：“就像我們在BIM時代幫助勘測設計企業提高設計效率、建立全生命周期管理概念一樣，今天，iTwin Services會繼續見證和陪伴中國電力建設行業在數字孿生的新時代，重建規則和標準，開創新的數字化未來。”

今年光輝大獎賽獲得利用數字孿生技術推動工業可持續發展“特別榮譽獎”的河南濟源鋼鐵80兆瓦高溫超高壓煤氣發電節能改造項目，正是中國能源電力行業在數字孿生領域的先驅之作。該項目由中冶京誠工程技術有限公司承擔，將原有低效中溫中壓發電機組拆除，在原地狹小、有限的總圖空間規劃新建全新高溫超高壓發電機組，并通過回收廠區高爐煤氣進行發電，不僅減少了煤氣放散污染，而且將廢氣轉化為再利用能源，達到了節能減排、降本增效以及保護環境的目的。該工程為EPC總承包工程，總投資額1.5億元人民幣，程數字化BIM 中心主任王永濤博士自豪地告訴記者：“通過我們的改造項目，工廠實際年發電量近6億千瓦時，每年能為業主節省運行電費成本約3億元。與此同時，我們應用Bentley強大的軟件平臺和數字孿生技術，實現了實體工廠和數字工廠完全同步設計、同步施工，最終同步移交給業主。數字工廠能幫助業主更好地進行全生命周期管理，這是我們總承包方通過數字化技術為業主創造的更大價值。”

如果說，曾經判斷一個EPC項目成功交付的標準，在于總承包方是否交出了一個“鑰匙工程”，那么今天，它已經變成了總承包方能否同時交出一個數字工程。數字孿生，正是這一切的關鍵。數字化時代的又一個岔路口，基礎設施建設行業已經正式收到了來自4D和數字孿生的邀請函。

改寫游戲規則的理想主義者 一直在路上

回溯中國電力基礎設施建設的數字化之路，要從多年前中國電力勘測設計企業“走出去”干項目開始說起。在國際市場，三維設計既是工作標準，也是合同規范。對于習慣二維圖紙作業的中國工程師來說，從二維到三維、從三維到BIM，在努力跟隨的路上，已經沖破了無數的障礙、改寫了無數的游戲規則。從國際輻射至國內，“走出去”的腳步，一直由數字化牽引，也一直舞動出數字化的獨特魅力。

今天， 隨著“一帶一路”建設的深入，中國基礎設施建設者在工程數字化領域扮演的角色，正逐漸從被動的跟隨者向主動的引領者轉變；中國電力勘測設計企業帶著Bentley軟件在海外干工程的身影，也已成為“一帶一路”沿線“共商、共建、共享”的亮麗風景。

近年來，國內基建數字化語境也在發生巨大變化，隨著工程全生命周期概念的推廣，電力工程的數字化交付逐漸成為業主驗收標準之一。這是游戲規則改寫的信號，更是數字化理想主義者的勝利。

今年1月17日，國家電網有限公司董事長、黨組書記寇偉在2019年工作會議上，首次提出“三型兩網、世界一流”的全新目標。其中，“三型”指的是具有樞紐型、平臺型、共享型特征的能源互聯網企業；“兩網”指的是以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的堅強智能電網，以及實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯網。

華北電力大學能源互聯網研究中心主任、中國能源研究會能源互聯網專委會副主任兼秘書長曾鳴認為，“三型兩網”順應數字革命發展趨勢，對電力行業數字化進程再上新臺階至關重要。

與此同時，Bentley與中國能源電力行業數字化的合作正在深化推進。在第二屆中國國際進口博覽會上，Bentley和中國能源建設集團規劃設計有限公司簽署了戰略合作協議，雙方將在能源行業數字化工程平臺的開發、建設與運營方面展開全域性創新合作。

再次來到變革的關鍵節點，背靠電力基建數字化的輝煌成績和先行者的足跡，面對數字孿生的新未來，我們該何去何從？作為業界公認的技術革新者，Bentley已經給出了一個屬于理想主義者的答案：所有的業主運營商和項目交付者，都值得擁有自己的資產數字孿生模型，并由此通向更具價值的數字化未來。