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中国智慧,全球方案:数智化创新如何重塑基础设施未来
——从Bentley 2025光辉大奖赛看中国力量的崛起

2025-11-14 13:42:00

  在荷兰阿姆斯特丹的历史街巷与运河之间,流淌着数个世纪的人类工程智慧。这里,四分之一的土地低于海面,却凭借一代代人的创新与坚守,从大海中开辟出繁荣的疆土。

  2025年纵览基础设施大会在这个城市召开,意味深长。荷兰人民从大海中开辟出新土地,每一代人都承前启后,他们的经验指引着我们应对当今的挑战。

  今天,全球基础设施领域正面临一场前所未有的挑战:气候变化带来的灾难性洪水和破纪录热浪持续考验着设施的韧性;AI算力需求引爆的数据中心建设潮,给能源网络带来巨大压力;全球范围内,对更优质、更具韧性基础设施的需求空前高涨。

  然而,最大的挑战不仅仅在于规模,更在于能力。现实情况是,全球根本没有足够的工程师来完成所有需要完成的工作。

  正是在这样的背景下,来自中国的六个决赛入围项目和两个获奖项目在Bentley 2025基础设施数字化光辉大奖赛上集体亮相,不仅展示了中国在基础设施数字化领域的深厚实力,更为全球行业面临的共性挑战提供了切实可行的“中国方案”。

  生产力革命:用数字化释放工程潜力

  面对全球工程师资源短缺的现实,最大的破题之道在于提升现有工程师的生产力。中国项目在这方面交出了令人瞩目的答卷。

  中越边境德天旅游公路项目,在风景如画的德天跨国瀑布旁,面临旧路改扩建、环保要求极高、地质条件复杂等多重挑战。中国电建集团中南勘测设计研究院团队基于Bentley OpenRoads等平台,自主研发了《公路与市政道路BIM设计系统》,实现了从路线到涵洞的12个专业全流程BIM正向设计。成果令人惊叹:建模效率提升500%,通过ProjectWise协同使设计冲突率下降90%,提前化解37项设计矛盾。设计最大限度地保护了原始地形,减少对归春河水源地50%的影响,自然栖息地保留率高达97%,完美契合了景区公路的生态定位。

  这些成就的取得源于数字化技术的进步以及中南勘测设计研究院的创新。项目负责人曾凡云介绍说:“我们从设计源头采用了三维设计的理念,利用Bentley数字化技术平台,对路线设计、周围环境以及移民征拆等多元数据实现了融合和分析,得出了优化的方案。同时,基于Bentley开放平台,打造了企业级设计产品,按“一键生成初始方案,快速进行方案优化,自动完成图表交付”的产品化思路,系统性地解决了面向公路与市政道路全专业BIM正向设计以及图表与模型交付问题,不仅取得了显著的项目效益,还收获了3项发明专利、20多项软件著作权、以及多篇高水平论文成果。”

  同样,长春繁荣智能制造产业园项目,是一座总投资78亿元、建筑面积达43.5万平方米的现代化汽车制造基地,是吉林省的重大项目。在承载中国一汽红旗品牌战略的重任下,创新性地采用“FTF”双飞翼式全自动布局,成功打造了国内首个数字化虚拟冲压车间,不仅为业主提供了卓越的数字化资产,更为中国汽车工厂的数字化发展树立了新的行业标杆。

  面对车间内设备与管线极其复杂的协同挑战,机械工业第九设计研究院团队使用ProjectWise实现多专业同步在线BIM正向设计,减少了设计过程中80%的线下交流沟通,并在设计阶段发现并消除了共2460处碰撞,相当于节省大约500万元。而数字孪生工厂的建设,使得项目整体能耗降低了10%,设备停机时间减少80%,设备生命周期延长20%,设备维护成本降低60%,管理效率提升30%。

  该院设计师鲁鹏伟说到:“我们打造了一个先进的数字孪生工厂,实现了数字孪生技术从以工厂为对象的三维空间,向以整车产品为主线的四维空间拓展。”


  数字化创新正在各地转化为可衡量的收益:更少的错误、更安全的执行、更快的交付,以及最终更好的成果。

  气候韧性:从被动应对到主动防控

  随着“降水线北移”现象的出现,中国西北地区城市正面临“旱涝急转”的严峻挑战。甘肃金昌市在2023、2024年连续遭遇超历史极值的强降雨,城市内涝积水最深达1.2米,直接经济损失超3亿元。

  在城市防洪排涝能力项目建设中,中国市政工程西北设计研究院有限公司团队创新性地采用“实景模型+管网BIM+水动力模型”三位一体的技术体系,通过无人机和管线机器人采集数据,利用iTwin Capture进行厘米级精度的实景建模,生成可视化水淹模型。“这个模型不仅能预测哪里会被淹、淹多久,还能精确计算两小时退水时间内能否排净积水。” 该院数字化中心主任马迪强调,这种“可视化说服力”对政府决策至关重要。

  成果立竿见影:2024年汛期,金昌市内涝积水时间缩短至1小时以内,未发生重大次生灾害。通过精确模拟优化管径设计,管线材料浪费减少30%,相当于减碳500吨。


  重庆市奉节菜籽坝抽水蓄能电站,是国家“十四五”重点实施项目,是国内首个复杂岩溶地区大型抽水蓄能电站及三峡集团首个全过程自主勘察设计的抽蓄项目。该项目面临极其复杂的地质条件,其成功实施对突破岩溶地区抽水蓄能电站建设技术瓶颈、推动清洁能源发展具有重大示范意义。

  上海勘测设计研究院项目团队通过iTwin Capture生成高精度地质模型,与OpenRoads隧洞设计模型建立空间拓扑关系,实现了在极复杂地质条件下的安全设计。参数化设备库使典型设备建模效率提升80%以上。通过iTwin平台集成所有专业模型,构建工程数字孪生体,支持4D施工模拟和运维预演。该项目形成的标准化通用产品库已在5个类似项目中推广运用,设计资源复用率达75%,为抽水蓄能电站的快速建设提供了可复制的解决方案。


  绿色转型:人工智能驱动可持续发展

  基础设施的绿色转型不仅是环境需求,更是经济高质量发展的必然要求。在这一领域,中国项目展示了数智化技术与可持续发展目标的深度融合。

  宝钢工程技术集团的“钢厂数字化智能建造项目”是这一领域的典范。在宝钢老厂房空间有限和原有设备基础复杂的不利条件下,项目通过AI技术赋能数字化设计,构建数字孪生基座,实现了工程设计及全线设备、厂房钢构、管线超大模型预安装。

  “前不久我还去了一下现场,厂长非常高兴,”中国宝武钢铁集团重点技术创新项目技术负责人袁磊分享了一个生动的细节,“他当场拿出手机就能查看每个指标运行情况。我也很吃惊,我们的碳排放可以下降45%,真的做到了!”这一成就与中国提出的气候目标同频共振。


  位于广西南宁的500千伏输变电工程,为区域经济发展提供强劲、可靠的电力保障,并畅通清洁能源输送的“高速公路”。

  中国能源建设集团广西电力设计研究院通过GIS+BIM全生命周期应用,不仅在设计、施工阶段带来了显著的效益,其在运维阶段的创新同样令人瞩目。项目设计总工程师黄之容说:“基于数字化技术建设,我们可在站内实现计算机监控系统、视频监控系统、消防在线监测等系统的所有数据融合,让运行人员通过一个屏幕就能知晓整个变电站的运行状态。项目采用轻量化GIM格式交付,保障数据完整性与传输效率,为运维阶段提供全生命周期数据支持。更值得关注的是,该项目还配置了机器狗进行智能巡检,结合无人机智能巡维,真正实现绿色智能高效电网。


  全生命周期:数字孪生的价值最大化

  数字化的最高境界在于打通从设计、施工到运维的全生命周期数据流,实现价值的最大化。获得“创始人荣耀奖”的上海勘测设计研究院海上风电全生命周期数字化创新项目,在这方面树立了行业标杆。

  三峡阳江青洲六期1000MW海上风电场,是广东省首个单体容量达百万千瓦级的重大海上风电项目,总投资超100亿元。面对台风频发、海况恶劣的复杂环境,以及万吨级海上升压站的设计安装挑战,项目构建了覆盖全生命周期的数字孪生解决方案。

  该项目建立了海上风电正向化设计流程,构建了包含7838个构件模型的设计阶段数字资产。针对施工重难点,团队打造了海上风电智慧工地系统,集成船舶AIS、人员定位、气象、视频监控等功能。在运维阶段,通过iTwin技术创建风电场的数字孪生模型,研发了数字孪生结构健康监测应用系统。

  成果令人振奋:这个百万千瓦级的巨型项目实现了8个月内高质量完工的“阳江速度”,设计效率提升25%。通过数字化应用预计节约10%的造价成本,并在运维阶段每年节约15%的运维成本。更为重要的是,智慧工地系统为高峰期4000余名海上施工人员提供了全方位安全保障。


  中国方案的全球启示

  从欧洲到亚洲,从美洲到非洲,全球基础设施行业面临的挑战是共通的,而中国项目在这些挑战面前交出的答卷,提供了具有全球参考价值的解决方案。

  Bentley高级副总裁、大中华区总经理李旭东在谈到中国入围项目特点时指出:“中国项目的特点是全、大、新。我们的项目覆盖了电力、能源、交通、市政、数字工厂多个行业,体量非常大,技术组合比较新。”这种特点为Bentley技术的应用提供了广阔舞台。

  中国用户不再是简单地使用软件工具,而是基于Bentley等开放平台,进行深度的二次开发和流程再造,形成了创新的数字化解决方案。

  Bentley全球首席运营官李汉麟表示,这些开创性的项目展示了领先的基础设施工程和施工公司如何与创新型业主运营商携手,利用互连数据和人工智能等数字化技术进步,推动项目交付转型并提升资产绩效。

  与此同时,Bentley正在加速数字孪生和人工智能等技术的创新与本土化落地。李汉麟说:“Bentley是一家非常重视本地化的企业,目前正在加速助力中国基础设施用户的智能化进程。我们在2024年推出了专为中国用户及生态伙伴量身打造的全新iTwin产品——iTwin Data Engine。该产品可私有部署的特性,这意味着所有相关数据均可安全地配置在用户自身的组织内部网络中,从而确保了数据安全。2025年,iTwin Data Engine 完成重磅升级,增强了设计协同、数据兼容、三维模型轻量化和 GIS 融合能力。”

  他还介绍了与中国合作伙伴创新奇智科技集团股份有限公司联合推出的开创性的AI解决方案——首款基于多模态工业大模型的生成式AI设计产品iPID,该产品旨在面向石化、冶金、电力、制药等行业,提供从静态图纸到PID图的智能化生成能力,助力客户实现设计、运维、改造等多阶段的数字化升级。

  从阿姆斯特丹的运河到中越边境公路,从东北的汽车城到南海之滨的海上风电场,Bentley团队正与中国工程师们携手并肩,用数字化的“新堤坝”和“新泵站”,为世界基础设施的韧性、高效与可持续发展开辟新的疆土。 

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:滕珊

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