2024年10月9日，基礎(chǔ)設(shè)施工程軟件公司Bentley公布了“2024 基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽”獲獎(jiǎng)名單。在這場(chǎng)匯聚全球頂尖基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化項(xiàng)目的盛會(huì)上，中國(guó)項(xiàng)目表現(xiàn)亮眼，共有6個(gè)項(xiàng)目從來(lái)自36個(gè)國(guó)家和地區(qū)的250個(gè)參賽項(xiàng)目中脫穎而出，榮獲大獎(jiǎng)。

　　其中，中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司憑借“BIM技術(shù)在全球首例氫冶金工程示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的綜合應(yīng)用”項(xiàng)目，榮獲了創(chuàng)始人榮耀獎(jiǎng)。這一獎(jiǎng)項(xiàng)由Bentley軟件公司創(chuàng)始人親自選出，頒發(fā)給少數(shù)示范性項(xiàng)目、個(gè)人和組織，以表彰他們踐行了為提高生活質(zhì)量而推進(jìn)全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的使命。

　　“基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽”作為Bentley軟件公司主辦的年度賽事，自2004年創(chuàng)立以來(lái)，始終致力于表彰基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的數(shù)字化進(jìn)步，覆蓋全球范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)各個(gè)類(lèi)別。2024年的頒獎(jiǎng)典禮在加拿大溫哥華舉行的Bentley縱覽基礎(chǔ)設(shè)施大會(huì)上舉行，獨(dú)立評(píng)審團(tuán)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，最終從12個(gè)類(lèi)別的36個(gè)決賽入圍項(xiàng)目中評(píng)選出了獲獎(jiǎng)?wù)摺Ｖ档靡惶岬氖牵幸蹦戏焦こ碳夹g(shù)有限公司的“鋼鐵EPC項(xiàng)目全過(guò)程數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用”也是決賽入圍項(xiàng)目之一。

　　這兩個(gè)項(xiàng)目不僅展示了中國(guó)冶建企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的卓越成就，還體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用對(duì)于提升鋼鐵項(xiàng)目效能的重要性正日益凸顯。

圖為2024Bentley基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化光輝大獎(jiǎng)賽中國(guó)代表團(tuán)

　　中冶京誠(chéng)：將BIM技術(shù)深度應(yīng)用于全球首例氫冶金

　　中冶京誠(chéng)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目——BIM技術(shù)在全球首例氫冶金工程示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的綜合應(yīng)用，不僅展現(xiàn)了BIM（建筑信息模型）技術(shù)在復(fù)雜工業(yè)項(xiàng)目中的全生命周期管理能力，更是全球首次將BIM技術(shù)深度應(yīng)用于氫冶金這一前沿領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的碳中和目標(biāo)提供了寶貴的技術(shù)路徑和實(shí)踐案例。

　　從2021年5月10日開(kāi)工建設(shè)，到2022年12月16日全線建成貫通，由中冶京誠(chéng)總體設(shè)計(jì)的河鋼集團(tuán)張宣科技?xì)淠茉撮_(kāi)發(fā)和利用工程示范項(xiàng)目為世界氫能綜合利用解鎖了新應(yīng)用場(chǎng)景。該工程在全球首次采用了以焦?fàn)t煤氣為還原氣體的高壓豎爐零重整氫冶金技術(shù)，工藝氣體中氫碳比高達(dá)8∶1以上，產(chǎn)品——綠色高純直接還原鐵金屬化率達(dá)到94%以上，達(dá)到國(guó)際一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；比同等高爐長(zhǎng)流程生產(chǎn)每年減少二氧化碳排放達(dá)80萬(wàn)噸，減排比例達(dá)到70%。這是氫冶金核心關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新的重大突破，是中國(guó)鋼鐵史乃至世界鋼鐵史上由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉(zhuǎn)變的重要里程碑，引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)邁入“以氫代煤”冶煉“綠鋼”的時(shí)代。

圖為中冶京誠(chéng)“BIM技術(shù)在全球首例氫冶金工程示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的綜合應(yīng)用”項(xiàng)目

　　在接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者采訪時(shí)，中冶京誠(chéng)工程數(shù)字化中心主任張鶴詳細(xì)介紹了該項(xiàng)目的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用情況。他指出，該項(xiàng)目的主要思路是以自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、智能化為指導(dǎo)路徑，以數(shù)字孿生成熟度模型為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建全球首例氫冶金智能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)涵蓋全工藝流程、全生命周期、全業(yè)務(wù)系統(tǒng)的智慧化管理。

　　該項(xiàng)目涉及跨學(xué)科、多領(lǐng)域的協(xié)作與創(chuàng)新，設(shè)計(jì)難點(diǎn)涵蓋基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù)、工程設(shè)計(jì)、工程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及工期等多個(gè)方面，主要面臨三大挑戰(zhàn)：一是工藝技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計(jì)水平要求高：氫冶金工藝涉及新技術(shù)、新裝備、新流程，技術(shù)涉及跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨專(zhuān)業(yè)、跨學(xué)科。項(xiàng)目包含5大區(qū)域、10大系統(tǒng)、25個(gè)單元工序，工藝極其復(fù)雜，且要求最大化利舊原高爐場(chǎng)地設(shè)施，平面布置受到極大約束。二是工程設(shè)計(jì)安全要求高：項(xiàng)目是全球首次嘗試以富含60%氫氣的焦?fàn)t煤氣作為冶金還原氣的大規(guī)模應(yīng)用項(xiàng)目，保障富氫氣體儲(chǔ)配和氫還原安全生產(chǎn)極具挑戰(zhàn)性。三是協(xié)同設(shè)計(jì)管理要求高：項(xiàng)目打破傳統(tǒng)鋼鐵工程設(shè)計(jì)流程與專(zhuān)業(yè)分工，設(shè)計(jì)周期短且工作量大，29個(gè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)交叉設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)管理和專(zhuān)業(yè)協(xié)同難度極大。

　　“對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目而言，實(shí)現(xiàn)工藝的核心裝置是氫基豎爐。該裝置位于一個(gè)120多米高的鋼結(jié)構(gòu)塔架內(nèi)，需安裝近2000臺(tái)設(shè)備，涵蓋9大介質(zhì)系統(tǒng)，周邊配套建設(shè)涂覆裝置、上料裝置和成品運(yùn)輸、儲(chǔ)存裝置等，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。雖然我們?nèi)狈ο嚓P(guān)經(jīng)驗(yàn)，但這些年積累的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為我們提供了有力支持。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，我們逐漸掌握了如何利用數(shù)字化優(yōu)勢(shì)，以更好地推動(dòng)項(xiàng)目落地。”張鶴表示。

　　“數(shù)字化技術(shù)幫助我們實(shí)現(xiàn)了方案的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)優(yōu)化和與現(xiàn)有廠區(qū)的更好融合，從而確保了項(xiàng)目的順利落地。其中，我們利用 Bentley 的設(shè)計(jì)、施工管理和數(shù)字孿生技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化工作流并進(jìn)行施工模擬。”張鶴進(jìn)一步說(shuō)道，“從數(shù)字化設(shè)計(jì)到數(shù)字化交付，再到數(shù)字化工廠的運(yùn)營(yíng)，這一整套流程在后期運(yùn)營(yíng)和管理中發(fā)揮了巨大作用。項(xiàng)目投產(chǎn)一年多以來(lái)，未發(fā)生任何安全事故和質(zhì)量事故，產(chǎn)品合格率達(dá)到了100%，這無(wú)疑是一個(gè)非常成功的項(xiàng)目。”

　　張鶴認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)在這個(gè)項(xiàng)目上的全面應(yīng)用，也為這一具有里程碑意義的改革性、顛覆性冶煉技術(shù)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景。“這個(gè)項(xiàng)目是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)的重要路徑，其生產(chǎn)模式具有很強(qiáng)的推廣和復(fù)制潛力。數(shù)字化技術(shù)的整套模型能夠更好地幫助氫冶金項(xiàng)目在更多地方實(shí)施和推廣。”他說(shuō)。

　　中冶南方：數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用助推復(fù)雜EPC鋼鐵項(xiàng)目高效實(shí)施

　　中冶南方在玉溪市承建的鋼鐵EPC項(xiàng)目憑借其全過(guò)程數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用，成功入圍光輝大賽決賽。該項(xiàng)目毗鄰三個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，需要在0.7平方公里的土地上同時(shí)建造4座高爐、4座轉(zhuǎn)爐以及原料廠和軋鋼廠等設(shè)施，設(shè)計(jì)、施工、管理難度極大。作為云南省“四個(gè)一百”重點(diǎn)項(xiàng)目和玉溪市打造綠色鋼鐵產(chǎn)業(yè)的“一號(hào)工程”，該項(xiàng)目的成功實(shí)施，是中冶南方在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的一次重要實(shí)踐。

圖為中冶南方“鋼鐵EPC項(xiàng)目全過(guò)程數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用”項(xiàng)目

　　該項(xiàng)目面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是項(xiàng)目規(guī)模龐大，管理難度大。本項(xiàng)目同步建設(shè)4條鐵、鋼產(chǎn)線，3年設(shè)計(jì)建設(shè)周期，50多家參與單位，管理難度極大。二是地形工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度高。項(xiàng)目地處山區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，煉鐵、煉鋼工藝和設(shè)備、管道、結(jié)構(gòu)等體量大、交叉多、不規(guī)則，設(shè)計(jì)需整體考慮鐵鋼工序滿負(fù)荷、突發(fā)故障等多工況下原燃料、鐵水、鋼水的生產(chǎn)調(diào)度管理，設(shè)計(jì)難度大。三是施工難度大，涉及超高吊裝、超大異形構(gòu)件、大跨度通廊等高平臺(tái)、大體積、大跨度、深基坑相關(guān)的眾多危大工程。

　　中冶南方BIM中心主任褚學(xué)征在接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者采訪時(shí)表示，面對(duì)挑戰(zhàn)，中冶南方組織了BIM團(tuán)隊(duì)，與Bentley公司深入合作，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的一體化設(shè)計(jì)、精細(xì)化建造和綠色化運(yùn)維。

　　在一體化設(shè)計(jì)方面，中冶南方利用Bentley的MicroStation設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了二維、三維一體化設(shè)計(jì)。通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)和流程再造，極大地減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量，提升了設(shè)計(jì)效率25%~30%。褚學(xué)征指出，Bentley軟件的靈活性和穩(wěn)定性，以及大模型的承載能力，為項(xiàng)目的成功實(shí)施提供了有力保障。

　　在精細(xì)化建造方面，中冶南方自主采買(mǎi)主材，并通過(guò)Bentley設(shè)計(jì)軟件精確統(tǒng)計(jì)材料用量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)100多家施工單位及供貨商的數(shù)字化管控。這不僅解決了施工材料應(yīng)用方面的浪費(fèi)問(wèn)題，還節(jié)省了約4000萬(wàn)元~5000萬(wàn)元的管理費(fèi)用。同時(shí)，通過(guò)數(shù)字化手段優(yōu)化場(chǎng)地利用、材料堆放和人員管理，提高了建造效率。

　　在綠色化運(yùn)維方面，中冶南方充分利用了設(shè)備屬性，通過(guò)Bentley的iModel格式將其數(shù)據(jù)傳遞到運(yùn)維平臺(tái)中，減少了數(shù)據(jù)錄入工作，避免了數(shù)據(jù)不一致的情況。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控高爐、轉(zhuǎn)爐等設(shè)備的運(yùn)行情況，可以及時(shí)調(diào)配生產(chǎn)所供給的能源，為業(yè)主提供更好的集約化生產(chǎn)建議。此外，中冶南方還采用全三維設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中就考慮到節(jié)能減排，通過(guò)Bentley的AutoPIPE進(jìn)行三維計(jì)算和仿真，優(yōu)化了管道布置、除塵設(shè)備和關(guān)鍵設(shè)備的效率，減少了碳排放。

　　“項(xiàng)目建成后，我們采用了激光點(diǎn)云掃描技術(shù)，與三維建模進(jìn)行實(shí)景還原對(duì)比，重合度高達(dá)92%以上。這不僅驗(yàn)證了精細(xì)化設(shè)計(jì)和系列化參數(shù)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，還為項(xiàng)目帶來(lái)了可視化的、成本可控的高質(zhì)量設(shè)計(jì)成果。”褚學(xué)征表示。

　　在數(shù)字化交付方面，中冶南方最終采用Bentley的iModel格式進(jìn)行交付。該格式不僅提供了幾何模型，還包含了數(shù)字化的屬性和模型標(biāo)準(zhǔn)，使數(shù)據(jù)更完整、更易于導(dǎo)入業(yè)主的平臺(tái)中。

　　對(duì)于未來(lái)如何支持智能運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，褚學(xué)征表示，Bentley已經(jīng)擁有非常好的數(shù)字化數(shù)字孿生平臺(tái)，并與許多主流的BIM格式軟件兼容。此外，Bentley還收購(gòu)了Cesium等優(yōu)秀平臺(tái)，為智能化的運(yùn)維和可視化的顯示提供了更好的解決方案。中冶南方將積極與Bentley合作，共同推動(dòng)智能化的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作的發(fā)展。

　　中冶京誠(chéng)和中冶南方的兩個(gè)成功案例，是中國(guó)企業(yè)與Bently攜手合作結(jié)出的碩果。“在Bentley每年舉辦的數(shù)字光輝大獎(jiǎng)賽上，中國(guó)一直扮演著重要角色。今年，Bentley中國(guó)在多個(gè)主要行業(yè)如電力、排水、新能源、交通、物流、運(yùn)輸以及工廠流程等領(lǐng)域都有典型的客戶(hù)項(xiàng)目參與，展示了中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)數(shù)字化建設(shè)的成果，并向全球分享了中國(guó)特色的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐。同時(shí)，中國(guó)客戶(hù)也能從其他國(guó)家客戶(hù)身上學(xué)到新的產(chǎn)品和方法，為國(guó)內(nèi)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)啟示和幫助。”Bentley全球高級(jí)副總裁、大中華區(qū)總經(jīng)理李旭東表示，展望未來(lái)，Bentley將繼續(xù)以全球領(lǐng)先技術(shù)+本地全面服務(wù)，助力中國(guó)企業(yè)探索數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，為全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)貢獻(xiàn)更多的智慧和力量。

　　據(jù)悉，Bentley縱覽基礎(chǔ)設(shè)施大會(huì)上公布了建立開(kāi)放數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，推出具有生成式人工智能的OpenSite+土木場(chǎng)地設(shè)計(jì)新型應(yīng)用程序，以開(kāi)放數(shù)據(jù)與人工智能結(jié)合助力提高資產(chǎn)性能等一系列新的技術(shù)舉措，與業(yè)界用戶(hù)攜手打造可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施。