從2009年至今，筆者連續(xù)11年參與了Bentley的主要用戶大會(huì)。從推廣三維設(shè)計(jì)平臺(tái)、協(xié)同管理平臺(tái)、全生命周期管理到數(shù)字孿生，這家基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化領(lǐng)袖級(jí)企業(yè)一直都是在踐行自己的諾言，言出必果。每次大會(huì)傳遞的關(guān)鍵信息都成為了行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。

在夏日炎炎的8月，筆者與全國(guó)各地近3000位與會(huì)者一起，遠(yuǎn)程聆聽(tīng)了為期兩天的“Bentley軟件在線技術(shù)峰會(huì)”。在這場(chǎng)以“數(shù)字新基建，制勝新未來(lái)”為主題的盛會(huì)中，感受到一股勁風(fēng)襲來(lái)：數(shù)字孿生和數(shù)字化的節(jié)奏不僅沒(méi)有被全球疫情所打斷，相反是腳步鏗鏘，施工數(shù)字孿生更成為Bentley高管、技術(shù)專家和中國(guó)用戶們的新“團(tuán)寵”。

Bentley軟件首席執(zhí)行官Greg Bentley在他的主旨發(fā)言中分享了數(shù)字化的全球進(jìn)展，著重探討了數(shù)字孿生模型助力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目安全、高效設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維的解決方案與中外經(jīng)驗(yàn)。他表示，施工數(shù)字孿生是他眼中的第一種數(shù)字孿生模式，中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域走在了前面，且將推動(dòng)數(shù)字孿生在全世界的發(fā)展。

在此次峰會(huì)上，筆者也聽(tīng)了很多用戶的精彩分享，電力、新能源、公路、港口等行業(yè)都不約而同地分享了施工數(shù)字孿生的應(yīng)用。黑龍江省建設(shè)科創(chuàng)投資集團(tuán)BIM事業(yè)部總經(jīng)理梁旭源講述的京哈高速設(shè)計(jì)施工一體化案例，就是施工數(shù)字孿生的精彩故事之一。

梁旭源說(shuō)：“如果你嘗試了BIM、數(shù)字化和施工數(shù)字孿生，你真的會(huì)愛(ài)上它，從設(shè)計(jì)到施工一直到運(yùn)維，真的會(huì)給你的管理帶來(lái)便捷和高效，帶來(lái)想不到的幫助和好處。”

施工數(shù)字孿生為何如此受寵？具體如何實(shí)施？如何在基礎(chǔ)設(shè)施工業(yè)化、數(shù)字化中獲益、增長(zhǎng)？筆者嘗試對(duì)此進(jìn)行記錄和分享。

兩大因素帶起施工數(shù)字孿生的節(jié)奏

施工數(shù)字孿生是什么，能帶來(lái)什么價(jià)值？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在iTwin Services數(shù)字孿生云服務(wù)、Synchro數(shù)字化施工進(jìn)度管理解決方案及ProjectWise協(xié)同管理平臺(tái)等的助力下，工程施工得以科學(xué)計(jì)劃、有序分批次展開(kāi)，全過(guò)程在線監(jiān)控，各流程數(shù)字化管理。其中，一個(gè)頭盔、一個(gè)攝像頭，都將成為數(shù)據(jù)采集的終端；業(yè)主和施工單位通過(guò)虛擬項(xiàng)目測(cè)試，提前預(yù)估項(xiàng)目實(shí)施管理中的節(jié)點(diǎn)，為項(xiàng)目建設(shè)完成后的測(cè)試投運(yùn)節(jié)省了寶貴時(shí)間，讓原本延緩的工程周期得以逐步縮減?？傊?，做好工期管理，節(jié)省時(shí)間與成本，控制可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量，才是數(shù)字化和施工數(shù)字孿生帶給基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)界最大的禮物。

業(yè)界的這份厚愛(ài)從何而來(lái)，是什么在驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生的發(fā)展？

首先，這是基礎(chǔ)設(shè)施工業(yè)化、數(shù)字化的需要?；艚鹫f(shuō)：“21世紀(jì)將是復(fù)雜性的世紀(jì)?！睂?duì)于基礎(chǔ)設(shè)施而言，此言不虛。例如，一個(gè)核電站投資動(dòng)輒就會(huì)超過(guò)三五百億元、包含10萬(wàn)個(gè)工程作業(yè)。又如，奧運(yùn)會(huì)往往都會(huì)面臨投資超額100%甚至300%的困境。如果沒(méi)有一個(gè)有效的管理方法，這類巨型工程的建造很容易失控甚至造成不可挽回的損失。

梁旭源所參與的京哈高速公路拉林河（吉黑省界）至哈爾濱段改擴(kuò)建工程，也同樣面臨重重挑戰(zhàn)。這是黑龍江省的“百大”項(xiàng)目，也是東北南下的重要通道、對(duì)接“一帶一路”的重要基礎(chǔ)設(shè)施。路線全長(zhǎng)約71公里，擴(kuò)建為設(shè)計(jì)速度120公里/小時(shí)的八車道高速公路，項(xiàng)目投資63億元。由于國(guó)內(nèi)尚缺乏高緯度季凍區(qū)高速公路改擴(kuò)建經(jīng)驗(yàn)，路線的終點(diǎn)哈爾濱市區(qū)面臨高難度拆遷，以及由于氣候原因每年只有不足5個(gè)月的實(shí)際施工期……,工程的施工難度可想而知。

項(xiàng)目管理由最初的單一項(xiàng)目擴(kuò)展到多個(gè)項(xiàng)目，再擴(kuò)展到多個(gè)項(xiàng)目組合的管理和交叉管理以及后來(lái)的變更管理，幾代的管理正在面向一個(gè)復(fù)雜性不斷提高的趨勢(shì)。如何管理這些復(fù)雜工程并順利施工，如何將投資與工期掌握在可控的范圍之內(nèi)？答案只有一個(gè)，那就是邁向數(shù)字化。

數(shù)字化管理可以幫助控風(fēng)險(xiǎn)、出效益。Greg Bentley說(shuō)：“數(shù)字化和虛擬化可以讓我們變得更加高效，我們每個(gè)人不論身在何處，都可以在虛擬環(huán)境中正常協(xié)同工作，都可以與世界上任何地方的人一起共同解決問(wèn)題，以更多的遠(yuǎn)程工作、更快速地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，整合我們項(xiàng)目供應(yīng)鏈，更高效地完成基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建造?！?/p>

Bentley首席執(zhí)行官Greg Bentley

SYNCHRO-施工

對(duì)此，梁旭源說(shuō)：“我多年來(lái)一直從事一線施工生產(chǎn)管理，當(dāng)了十三四年的項(xiàng)目經(jīng)理。我一直在研究整個(gè)BIM能夠給管理帶來(lái)什么，能否為管理提高效益，這是我不變的初心。所以，我在尋找為管理實(shí)現(xiàn)降本增效的各種方式和方法?！?/p>

與此同時(shí)，面對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的挑戰(zhàn)，數(shù)字化技術(shù)日趨成熟。Greg Bentley認(rèn)為，通過(guò)數(shù)字孿生將各個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)建造時(shí)綜合利用數(shù)字環(huán)境、數(shù)字組件、數(shù)字看板等技術(shù)，數(shù)字化之路越來(lái)越平坦，從BIM模型走向更深入的應(yīng)用也就會(huì)水到渠成。

Bentley近期的三次收購(gòu)，也同樣在增強(qiáng)這一戰(zhàn)略。第一家收購(gòu)的GroupBC，是英國(guó)施工信息管理技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)；第二家收購(gòu)的NoteVault，是施工現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音采集技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者；而Cohesive Solutions，是一家數(shù)字化集成商。

據(jù)介紹，在京哈高速項(xiàng)目中，施工數(shù)字孿生中的關(guān)鍵技術(shù)Synchro數(shù)字化施工進(jìn)度管理解決方案發(fā)揮了以下四個(gè)方面的作用：一是將設(shè)計(jì)深化到施工管理；二是在初步階段，提供可視化解決方案；三是在深入階段，實(shí)施數(shù)字化過(guò)程管理；四是在未來(lái)階段，實(shí)現(xiàn)智慧建造管理平臺(tái)。

梁旭源說(shuō)：“當(dāng)Synchro出現(xiàn)的時(shí)候，我很欣喜，因?yàn)樗o我們的施工建造提供了一個(gè)科學(xué)的計(jì)劃、分析、應(yīng)用與管理平臺(tái)，事前做好方案設(shè)計(jì)，事中做好管控，事后做好分析?！?/p>

九步法則走完京哈高速設(shè)計(jì)施工一體化

那么，融合了Syncho等技術(shù)的數(shù)字化設(shè)計(jì)施工一體化解決方案，在京哈高速項(xiàng)目中是如何從夢(mèng)想走向現(xiàn)實(shí)的？梁旭源介紹了他們的實(shí)操九步法。

第一步：下決心，做決策

“有了數(shù)字化這一技術(shù)杠桿，你可以撬動(dòng)地球”，但是做出決策還需要前瞻性和決斷力。黑龍江省建設(shè)科創(chuàng)投資集團(tuán)和業(yè)主單位敢為人先，一起成就了黑龍江省首個(gè)全面采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行全過(guò)程管理的項(xiàng)目。

第二步：定標(biāo)準(zhǔn)，做流程

設(shè)計(jì)施工單位與業(yè)主一起確定了標(biāo)準(zhǔn)，其中包括項(xiàng)目BIM建模的成果交付標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)、BIM編碼標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)等。此外，要達(dá)到工序級(jí)質(zhì)檢報(bào)驗(yàn)、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理以及最終計(jì)量效果等目標(biāo)，所有數(shù)據(jù)和模型掛接之后還需要實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的交付。

第三步：施工BIM深化設(shè)計(jì)

為了達(dá)到項(xiàng)目物理資產(chǎn)數(shù)字化管理的目的，滿足工序級(jí)質(zhì)量報(bào)驗(yàn)和計(jì)量要求，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)初級(jí)階段制訂的京哈項(xiàng)目建模及交付標(biāo)準(zhǔn)，參照構(gòu)件類型和計(jì)量清單，分別對(duì)所有工程內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)化建模，總計(jì)對(duì)30余萬(wàn)個(gè)構(gòu)件進(jìn)行BIM建模，建模精度達(dá)到LOD400級(jí)，同時(shí)模型拆分顆粒度滿足現(xiàn)場(chǎng)工序級(jí)質(zhì)量報(bào)驗(yàn)要求。所有模型建立完成之后，還要進(jìn)行模型編碼，否則無(wú)法進(jìn)行管理和使用。

第四步：施工組織設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

設(shè)定一個(gè)科學(xué)合理的施工組織方案，既是BIM模型的進(jìn)步，也是給企業(yè)帶來(lái)真正價(jià)值的要素。利用Syncho對(duì)計(jì)劃進(jìn)度的合理性進(jìn)行檢查和判斷，對(duì)不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行整改，通過(guò)進(jìn)度可視化模擬和分析，刪除不合理進(jìn)度要素，從而使施工組織設(shè)計(jì)方案達(dá)到最優(yōu)。

第五步：進(jìn)度計(jì)劃編制及導(dǎo)入

Synchro可以對(duì)計(jì)劃進(jìn)行編制，并設(shè)置計(jì)劃間的邏輯關(guān)系，通過(guò)導(dǎo)入BIM模型，可以將BIM模型的編碼屬性與相應(yīng)字段相匹配，并與進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

第六步：資源使用報(bào)表自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

Synchro為三維對(duì)象賦予材料的屬性及工程量，可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)材料計(jì)劃用料和剩余用料，以此來(lái)為決策者提供資金使用計(jì)劃的依據(jù)。

第七步：施工模擬

通過(guò)4D模擬施工順序以及預(yù)案規(guī)劃，為運(yùn)輸、吊裝和施工等創(chuàng)造一個(gè)良好的基礎(chǔ)，把可能存在的問(wèn)題提前解決。

第八步：4D施工資源動(dòng)態(tài)分析

利用可視化手段，查看施工機(jī)械的計(jì)劃使用情況，管理者可以根據(jù)分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)度施工機(jī)械，有效地減少了窩工和機(jī)械閑置等問(wèn)題。

第九步：項(xiàng)目管理云平臺(tái)

京哈項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了項(xiàng)目管理系統(tǒng)云平臺(tái)，其中包括web端和移動(dòng)端app，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目數(shù)字孿生化和可視化。投資情況、項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管控、安全管控、智慧工地等全面在線，一目了然，方便有序管控。例如，施工現(xiàn)場(chǎng)人員通過(guò)手機(jī)app對(duì)施工部位的質(zhì)檢內(nèi)業(yè)發(fā)起數(shù)字化驗(yàn)收申請(qǐng)，監(jiān)理審核通過(guò)后該工程部位的質(zhì)檢信息將自動(dòng)記錄在BIM管理云平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管控信息化、可視化、標(biāo)準(zhǔn)化。而計(jì)量系統(tǒng)可以查看工程進(jìn)度和完工情況，管理者可以科學(xué)地調(diào)整施工要素，保證按時(shí)完工。而決策者在京哈項(xiàng)目指揮部則可以通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施高效管理。

一以貫之“中國(guó)優(yōu)先”助推中國(guó)領(lǐng)先

“Bentley將加快并優(yōu)先推進(jìn)施工數(shù)字孿生，包括充分利用其4D Synchro技術(shù)，實(shí)現(xiàn)4D智能對(duì)空間占用和施工時(shí)間進(jìn)行建模，提升現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)協(xié)同效率，甚至可以在疫情期間科學(xué)規(guī)劃作業(yè)人員進(jìn)場(chǎng)時(shí)間和工作距離，以保障健康?！盙reg Bentley在主旨發(fā)言中如是表示。

Greg Bentley指出，中國(guó)確實(shí)有一項(xiàng)顯著優(yōu)勢(shì)，就是基礎(chǔ)設(shè)施的工業(yè)化，尤其是施工的工業(yè)化?！盎A(chǔ)設(shè)施行業(yè)的顛覆性因素是工業(yè)化，中國(guó)的創(chuàng)新制造和組裝方式是值得稱贊的戰(zhàn)略，我們的組件中心可以幫助將這一戰(zhàn)略融入到設(shè)計(jì)、工程和施工創(chuàng)新中。在中國(guó)使用數(shù)字孿生技術(shù)，在基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期中進(jìn)行資產(chǎn)性能建模，可以讓我們所有人都從中獲益，而且中國(guó)的數(shù)字化集成商也可以抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是個(gè)優(yōu)先目標(biāo)，對(duì)許多人而言也是個(gè)絕佳機(jī)會(huì)?！?/p>

Greg Bentley也十分關(guān)注中國(guó)南方的洪災(zāi)，并提出了數(shù)字化解決方案。他表示，開(kāi)發(fā)洪災(zāi)適應(yīng)力數(shù)字孿生模型也是重中之重。與此同時(shí)，Bentley在中國(guó)開(kāi)展了諸多軟件工程設(shè)計(jì)以服務(wù)“中國(guó)優(yōu)先”戰(zhàn)略，其中包括道路設(shè)計(jì)、鐵路設(shè)計(jì)、變電站設(shè)計(jì)、高鐵設(shè)計(jì)以及不斷增長(zhǎng)的水利工程設(shè)計(jì)。

Bentley全球高級(jí)副總裁、北亞區(qū)總裁劉德盛在歡迎致辭和主題演講中提出了數(shù)字化進(jìn)步的三個(gè)階段：基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)已經(jīng)從以圖形為主的CAD階段和以模型為主的BIM階段，進(jìn)入以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字孿生時(shí)代。Bentley會(huì)將數(shù)字孿生的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)集成、項(xiàng)目交付、資產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)性能以及建設(shè)數(shù)字城市四個(gè)方面。“中國(guó)在推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)步中作出了重大貢獻(xiàn)，我們將堅(jiān)定不移地參與其中”。