Bentley 数字孪生技术助力节省 2860 万元设计成本，每年减少碳排放 34.65 万吨
建设现代化环保型冶金设施
该钢铁 EPC 项目总投资 700 万元，是云南省“四个一百”重点项目，也是玉溪市打造绿色钢铁产业的“一号工程”，旨在用更先进、现代化和环保的设备取代老旧、低效的生产设备。该项目占地面积为八平方千米，项目内容包括安装新的高炉、多座转炉和辅助设备，目标是实现年产 515 万吨的钢铁生产量，同时减少排放和对环境的影响。项目全部建成后，年产值将达到 360 亿元。
中冶南方工程技术有限公司（简称“中冶南方”）是玉溪冶金生产厂的总承包商，该厂位于三个国家级自然保护区 70 千米半径范围内。当地森林覆盖率为 83.4%，是生物多样性和植物群落最完整的地区之一，也是 1000 多种珍稀、濒危和特有物种的栖息地，其中包括许多受国家保护的动植物。中冶南方 BIM 中心主任、高级工程师褚学征表示：“为了保护这座巨大的‘自然博物馆’和生物物种‘基因库’，我们需要控制氮氧化物、硫氧化物和二氧化碳的排放，提高土地利用率，减少对植被的破坏。”
应对环境、技术和协作挑战
从一开始，中冶南方面临的最大挑战就是保护周边的自然环境和居住环境。此外，项目规模庞大，地形复杂，设计和施工难度大。该项目需要在山区同时建设四条钢铁生产线，地质条件复杂，地震烈度高。褚主任解释说：“炼铁、炼钢工艺、设备、管道和结构规模大、交叉多且不规则，需要全面考虑满负荷生产调度和意外故障，设计难度很高。”由于高层结构高达 100 米，施工工程需要超高吊装。
除了严格的环保要求和技术挑战外，中冶南方还面临着多专业团队管理大型工程的协作问题。褚主任强调：“项目涉及 50 多家参与单位，包含 25 万吨钢结构、80 万立方米混凝土、6300 千米电缆和 8 万张 A1 施工图纸，需要及时、准确、可靠的数据交换和跨部门协作，给管理带来了巨大挑战。”中冶南方认识到，无论是传统的二维设计还是单一专业的三维设计都无法满足项目的时间、技术、环境和多方协作及沟通要求。为了高效、经济地交付现代化环保型生产设施，项目团队需要综合的设计、施工和项目管理技术解决方案。
利用 Bentley 的开放式建模和数字孪生技术
中冶南方利用 ProjectWise、Bentley 的 Open 系列应用程序和 SYNCHRO 等技术，创建互连数据环境和协同设计模型，进行施工模拟，并创建数字孪生模型，实现一体化设计、精细化施工和绿色运营。褚主任表示：“我们采用 Bentley 的 ProjectWise 信息管理平台，结合各类设计、模拟、计算和施工管理软件，实现项目协同管理、快速建模设计、精准工程量计算、多方协同施工和钢铁生产的数字化运维，充分落实了智慧应用创新。”
中冶南方利用 OpenPlant 和 OpenRoads 优化了设计流程，执行高精度参数化三维建模，以适应斜坡地形，同时尽可能地减少项目的空间碳足迹。通过集成 STAAD 进行地震计算，确保了结构安全，iTwin Capture Modeler 和 SYNCHRO 则助力实现了现场工程的实时、可视化施工监控。
得益于 Bentley 应用程序的数据互用性以及数据和模型完整性，中冶南方分析了 22 个专业的 300 万个组件和 200 GB 点云模型，从而创建了三维模型，为确立智能调度和维护数字孪生模型奠定了基础。通过集成学习算法、物联网和 5G 通信技术，实现了自动化生产和调度管理，以及实时数据收集和传输，优化了设备利用率、运营、维护和决策，确保了低碳设施流程。褚主任表示：“钢铁绿色维护数字孪生模型可以对高炉、转炉、连铸生产过程、设备维护周期、原材料分配和碳排放进行精确监控和分析。”
数字化助力节省成本，支持智慧运营
中冶南方通过创建互连数字化平台，22 名设计师的设计工作流得到同步，50 多家参与单位能够实时共享设计成果，沟通效率提升了 50%，设计效率提升了 35%。与传统三维设计相比，数字化解决方案助力在施工前解决了 157 处设计错误，缩短了设计周期 38 天，并节省了后续现场修改成本 2200 万元。褚主任表示：“设计阶段总共节省成本 2860 万元。”
使用 SYNCHRO 进行数字化施工规划，有利于在多个施工方之间精确分配资源，并实现对现场进度的直观洞察，确保项目按计划进行。通过采用 4D 施工模拟平台，缩短施工工期 76 天，节省施工成本 4000 万元。通过从模型中直接提取材料工程量，中冶南方控制了材料损失，节省了约 3150 万元的采购成本。
褚主任解释道：“我们利用 Bentley 软件平台的标准数据解析和传输，构建了钢铁智慧运维数字孪生模型。”数字孪生模型实现了设施全生命周期的智慧数字化，助力中冶南方实现智能、高效、绿色和低碳项目目标。该技术方案优化了钢铁生产流程，每年节省标煤 5.15 万吨，减少二氧化碳排放 34.65 万吨。褚主任总结道：“通过这些数字化手段，该项目有效实现了高质量、高标准、绿色交付和智慧维护目标，显著提高了各阶段人员的工作效率，降低了劳动强度。”
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