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)字化光輝大獎賽”獲獎名單。在這場匯聚全球頂尖基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化項(xiàng)目的盛會上，中國項(xiàng)目表現(xiàn)亮眼，共有6個項(xiàng)目從來自36個國家和地區(qū)的250個參賽項(xiàng)目中脫穎而出，榮獲大獎。

　　其中，中冶京誠工程技術(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、施工、運(yùn)維的綜合應(yīng)用”項(xiàng)目，榮獲了創(chuàng)始人榮耀獎。這一獎項(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)字化光輝大獎賽”作為Bentley軟件公司主辦的年度賽事，自2004年創(chuàng)立以來，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)各個類別。2024年的頒獎典禮在加拿大溫哥華舉行的Bentley縱覽基礎(chǔ)設(shè)施大會上舉行，獨(dú)立評審團(tuán)經(jīng)過嚴(yán)格篩選，最終從12個類別的36個決賽入圍項(xiàng)目中評選出了獲獎?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。

　　這兩個項(xiàng)目不僅展示了中國冶建企業(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)字化光輝大獎賽中國代表團(tuán)

　　中冶京誠：將BIM技術(shù)深度應(yīng)用于全球首例氫冶金

　　中冶京誠的獲獎項(xiàng)目——BIM技術(shù)在全球首例氫冶金工程示范項(xiàng)目設(shè)計、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日開工建設(shè)，到2022年12月16日全線建成貫通，由中冶京誠總體設(shè)計的河鋼集團(tuán)張宣科技?xì)淠茉撮_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)到國際一類標(biāo)準(zhǔn)；比同等高爐長流程生產(chǎn)每年減少二氧化碳排放達(dá)80萬噸，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”的時代。

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

　　在接受《中國冶金報》記者采訪時，中冶京誠工程數(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價標(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)計難點(diǎn)涵蓋基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù)、工程設(shè)計、工程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及工期等多個方面，主要面臨三大挑戰(zhàn)：一是工藝技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計水平要求高：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、跨專業(yè)、跨學(xué)科。項(xiàng)目包含5大區(qū)域、10大系統(tǒng)、25個單元工序，工藝極其復(fù)雜，且要求最大化利舊原高爐場地設(shè)施，平面布置受到極大約束。二是工程設(shè)計安全要求高：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，保障富氫氣體儲配和氫還原安全生產(chǎn)極具挑戰(zhàn)性。三是協(xié)同設(shè)計管理要求高：項(xiàng)目打破傳統(tǒng)鋼鐵工程設(shè)計流程與專業(yè)分工，設(shè)計周期短且工作量大，29個設(shè)計專業(yè)交叉設(shè)計，設(shè)計管理和專業(yè)協(xié)同難度極大。

　　“對于這個項(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120多米高的鋼結(jié)構(gòu)塔架內(nèi)，需安裝近2000臺設(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)計經(jīng)驗(yàn)為我們提供了有力支持。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們逐漸掌握了如何利用數(shù)字化優(yōu)勢，以更好地推動項(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、施工管理和數(shù)字孿生技術(shù)來簡化工作流并進(jìn)行施工模擬。”張鶴進(jìn)一步說道，“從數(shù)字化設(shè)計到數(shù)字化交付，再到數(shù)字化工廠的運(yùn)營，這一整套流程在后期運(yùn)營和管理中發(fā)揮了巨大作用。項(xiàng)目投產(chǎn)一年多以來，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%，這無疑是一個非常成功的項(xiàng)目。”

　　張鶴認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)在這個項(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)帶來了廣闊的發(fā)展前景。“這個項(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。

　　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)目毗鄰三個國家級自然保護(hù)區(qū)，需要在0.7平方公里的土地上同時建造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、施工、管理難度極大。作為云南省“四個一百”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、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《中國冶金報》記者采訪時表示，面對挑戰(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、精細(xì)化建造和綠色化運(yùn)維。

　　在一體化設(shè)計方面，中冶南方利用Bentley的MicroStation設(shè)計軟件平臺，實(shí)現(xiàn)了二維、三維一體化設(shè)計。通過參數(shù)化設(shè)計和流程再造，極大地減輕了設(shè)計人員的工作量，提升了設(shè)計效率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，中冶南方自主采買主材，并通過Bentley設(shè)計軟件精確統(tǒng)計材料用量，實(shí)現(xiàn)了對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)問題，還節(jié)省了約4000萬元~5000萬元的管理費(fèi)用。同時，通過數(shù)字化手段優(yōu)化場地利用、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Bentley的iModel格式將其數(shù)據(jù)傳遞到運(yùn)維平臺中，減少了數(shù)據(jù)錄入工作，避免了數(shù)據(jù)不一致的情況。通過實(shí)時監(jiān)控高爐、轉(zhuǎn)爐等設(shè)備的運(yùn)行情況，可以及時調(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，在設(shè)計過程中就考慮到節(jié)能減排，通過Bentley的AutoPIPE進(jìn)行三維計算和仿真，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)景還原對比，重合度高達(dá)92%以上。這不僅驗(yàn)證了精細(xì)化設(shè)計和系列化參數(shù)化設(shè)計的準(zhǔn)確性，還為項(xiàng)目帶來了可視化的、成本可控的高質(zhì)量設(shè)計成果。”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)主的平臺中。

　　對于未來如何支持智能運(yùn)營和維護(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，并與許多主流的BIM格式軟件兼容。此外，Bentley還收購了Cesium等優(yōu)秀平臺，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，共同推動智能化的運(yùn)營和維護(hù)工作的發(fā)展。

　　中冶京誠和中冶南方的兩個成功案例，是中國企業(yè)與Bently攜手合作結(jié)出的碩果。“在Bentley每年舉辦的數(shù)字光輝大獎賽上，中國一直扮演著重要角色。今年，Bentley中國在多個主要行業(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)域都有典型的客戶項(xiàng)目參與，展示了中國基礎(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特色的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐。同時，中國客戶也能從其他國家客戶身上學(xué)到新的產(chǎn)品和方法，為國內(nèi)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來啟示和幫助。”Bentley全球高級副總裁、大中華區(qū)總經(jīng)理李旭東表示，展望未來，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)施大會上公布了建立開放數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，推出具有生成式人工智能的OpenSite+土木場地設(shè)計新型應(yīng)用程序，以開放數(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)界用戶攜手打造可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施。