工程建设企业如何实现数字化转型?
核心是实现数字化建造和服务
近日
公司发表论文给出了新思路:
工程建设企业数字化转型“五段论”
五段论流程图
五段论为“投建营”一体化项目的全生命周期管理提供了一种全新的解译。
在此思路下,数字化转型的核心必须围绕产品和服务的数字化,重点是应用场景和智能化,标志性要求是上下游数据贯通,能融入社会,能构建产业生态。
“第一段”:数字勘测GIS+Geo
三维地形地质模型为BIM正向设计提供基础
在前期的勘测阶段,借助高分辨率卫星遥感影像处理、无人机倾斜摄影和近景摄影等测量技术以及三维地质建模技术,建立高精度的三维地形模型、三维地物实景模型和三维地质模型,这些模型包含地形地貌、地质、自然资源、基础设施、人文、社会等建设场地各种外部、内部环境的数字化信息,为开展BIM正向设计提供可量化的依据。
在成都熊猫古镇、涿州古城、雄安乡村振兴等项目中,公司应用无人机倾斜摄影测量与三维建模技术,提供了高精度、可视化的数字模型,让设计人员可以在数字模型中直观感受实景面貌、获取多元数据,使设计工作更加高效、便捷。
“第二段”:数字设计
BIM设计模型为参建方深化应用提供数据源
在三维地形、地质模型的基础上,各专业设计师开展BIM三维协同设计,创建数据驱动的建筑物信息模型,实现建筑物“从无到有”的第一步。
在河北保定ABO、山东郓鄄高速、成都熊猫古镇河道治理项目中,公司从方案、初设到施工图全过程进行BIM正向设计,在各设计阶段形成了不同细度的数字化成果,提高了方案比选效率与施工图设计精细度。
虚拟建筑物BIM模型一旦建立,即包含了设计者赋予的丰富的设计信息。通过数字交付,这些信息可以在建筑工程全生命期内供工程相关方甚至智能装备随时随地云读取、利用,为参建各方数据使用和集成提供基础。
“第三段”:智能装备
为“3D打印”智能建造提供软硬件支持
随着5G技术的快速发展,无人驾驶的工程机械如挖掘机、装载机、压路机、摊铺机、矿用车等装备在实际工程中逐步得到应用。在IoT(物联网)、BDS(北斗卫星定位)、AI(人工智能)等技术的加持下,智能装备不但能实时感知三维地形、地物等环境因素,还能探测构筑物物理性能指标,再由信息系统将装备感知的实景环境模型及其属性与规划设计的BIM模型、设计指标等进行对比分析,并将分析结果转换为装备运动、物料输送与投放、施工操作等控制指令输入装备,让装备与系统具备“感知、交互、分析、决策、控制、反馈”等智慧施工的能力,这样单台装备就具备了“智能芯”。
公司通过系统性研究,形成了特定领域的智能施工装备,如混凝土生产运输浇筑、地下洞室开挖衬砌、基坑及高边坡开挖支护动态监测、大坝混凝土浇筑温控等。其中混凝土联合输送智能布料系统适用于多种复杂地形,在乌东德、白鹤滩、两河口、丹江口等大型水电站施工中得到广泛应用,公司研发的大体积混凝土智能温控系统在大石峡水利枢纽正在发挥作用。
“第四段”:系统3D打印
系统化的全新智能建造方式
将各专业智能装备进行集成,就形成了覆盖施工全工期、各部位的智能施工装备集群,在基于BIM+GIS的工程信息系统的统一驱动下,精准高效地协同开展工程各部位的施工,实现广义的“3D打印”式施工。
这种广义上的“3D打印”式施工突破了传统的增材制造的思路,将“3D打印”技术延伸至工程建设领域。
智能装备、BIM、IoT及北斗系统等各项技术均为业界成熟技术,集以上技术于一体的“3D打印”施工在工程建设领域的应用场景越来越广泛,并得到成功验证。在集团承建的大石峡水利枢纽工程中,已经实现一定集成度的“3D”打印施工。
“第五段”:智慧运营
建立映射实体工程的数字孪生模型
随着工程建设展开,建设方产生投资管理数据,施工方深化BIM施工模型并产生施工管理数据,监理方产生工程监管数据,设备厂家深化设计机电设备模型并产生设备制造、安装、试验等设备数据等,这些模型与数据不断地被集成到工程建设信息系统中,逐步形成了一个虚拟的、可实时动态更新的数字孪生工程,为智慧运营提供了丰富的BIM模型库以及全面的数据源。
应用物联网、云计算、大数据、决策分析等信息技术,该数字孪生工程与实体工程的运行状况能够实时相互映射。公司自主研发的高速公路自动化安全监测系统,已实现24小时实时反映延黄高速边坡监测部位变动状况、道路健康状况等。目前,已在保定国家木本油料良种繁育中心启动研发高集成度、高智能化数字控制系统。
文字:特约技术专家 黄蒙,党群工作部 李传平
编辑:易雅文
校审:李传平

