大漠風(fēng)電膘覆，深遠海平臺，一帶一路上的高鐵冤今、電站……

 

　　在新一輪的基礎設施建設浪潮中咙范，項目與結構變得越來(lái)越復雜，碳中和與可持續發(fā)展的要求越來(lái)越高，仿真分析技術(shù)應運而興。

 

　　在最近召開(kāi)的Bentley軟件2024創(chuàng )新智旅?-仿真分析產(chǎn)品技術(shù)峰會(huì )上桌强，諸多創(chuàng )新實(shí)例令人矚目。

 

　　•深遠海工程的突破：海洋石油工程股份有限公司利用仿真技術(shù)精確設計亞洲最深水導管架“海基二號”到踏，極大提升了石油產(chǎn)業(yè)的深遠海作業(yè)能力爵例。

 

　　•風(fēng)電設施的創(chuàng )新：福建永福電力設計股份有限公司運用仿真技術(shù)在福建長(cháng)樂(lè )打造世界級海上風(fēng)電項目触漂，平均水深達31至45米。

 

　　•一帶一路的風(fēng)景：在巴基斯坦燃煤發(fā)電項目中，仿真技術(shù)幫助解決了復雜的地上與地下結構融合問(wèn)題重荠。

 

　　•大型橋梁工程的精確預測：在港珠澳大橋項目中盹憎，仿真技術(shù)用于模擬人工島的穩定性和變形，提供了土體與結構互作用的精確數據佑惠。

 

　　•重大場(chǎng)館的安全通達：在第19屆亞運會(huì )主會(huì )場(chǎng)杭州奧體中心涨勋，交通仿真技術(shù)助力設計進(jìn)場(chǎng)、散場(chǎng)以及緊急疏散方案薯演，保障亞運會(huì )的有序進(jìn)行。

 

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　　從中國基礎設施的建設者們的分享中，在與Bentley軟件工程仿真業(yè)務(wù)高級產(chǎn)品總監JoshTaylor的對話(huà)中，我看見(jiàn)了基礎設施數智化的一個(gè)新趨勢和新能力—仿真分析+AI炒垫，及其所帶來(lái)的前所未有的精度、效率、韌性和可持續發(fā)展前景。

 

 

　　仿真技術(shù)不僅解決了傳統工程難題，還開(kāi)辟了解決新挑戰的途徑潘悼。

 

　　海洋石油工程股份有限公司設計院借力海工仿真分析技術(shù)修扁，在深遠海成功建造海基二號。3月12日伶氢，中央電視臺報道了亞洲第一深水導管架——“海基二號”在珠海建造完工仔拟，這意味著(zhù)將助力推動(dòng)中國石油產(chǎn)業(yè)穩步走向深遠海。然而脓擅，這一建造項目所挑戰的各種困難逼近新極限。導管架總高338.5米，總重達37000噸，用鋼量接近“鳥(niǎo)巢”國家體育場(chǎng)。導管架作業(yè)海域平均水深約324米，這一深度帶來(lái)的不僅是環(huán)境載荷的急劇增加本洁，還有內波流、臺風(fēng)等惡劣海況的更大影響。中國海油的建設者們不僅做到了园定，而且使得項目成功減重5000噸，節省了上億元的材料及船舶改造費用桐磁。這離不開(kāi)它們創(chuàng )新提出并實(shí)現的“智能導管架”設計建造方案臣碟，也離不開(kāi)數字化仿真分析技術(shù)。

 

　　談及仿真技術(shù)的應用，海洋石油工程股份有限公司設計院袁玉杰說(shuō)：“我們長(cháng)期使用SACS和MOSES等Bentley海工結構分析軟件。從渤海到南海所有的導管架的設計方案骚露，為我們解決了很多工程難題，也成功的使我國三座海基深水導管架屹立于南海陸坡區膘耸。我們很榮幸為能源的開(kāi)發(fā)貢獻了智慧方案。?”

 

　　山東電力建設第三工程有限公司以結構仿真分析技術(shù)成就一帶一路項目您访。該司參與過(guò)摩洛哥、印尼、阿曼煌摊、巴基斯坦、緬甸、烏茲別克斯坦等不同國家不同類(lèi)型的美標設計項目苦突。該公司工程咨詢(xún)院結構專(zhuān)業(yè)工程師王健談到，在巴基斯坦Lucky1×660MW燃煤電站工程中，有一些結構復雜的輸煤轉運站結構，其上部是鋼結構框架，下部是混凝土池體結構庭砍，應用STAADPro無(wú)需分開(kāi)建模，只建一個(gè)模型，即可實(shí)現整體結構的效果分析遇伞，大大提升了精度和效率。

 

　　中國有色金屬工業(yè)西安勘察設計研究院利用巖土仿真分析技術(shù)，解決深達400米礦山建設難題拉队。該院總工程師、首席數字官趙曉峰談到，在有色金屬礦山和露天礦邊坡的建造中楔绞，有些工程深達400米，長(cháng)度超過(guò)2.2公里。通過(guò)巖土類(lèi)仿真分析軟件PLAXIS的三維建模和應力應變分析功能咸欧，工程師能夠對復雜的地質(zhì)結構進(jìn)行精確分析，為決策提供強有力的技術(shù)支持。他特別提到恢俭，PLAXIS支持直接從鉆孔數據建模，與其他CAD軟件兼容，使其在建模和分析過(guò)程中更加高效和精確镰揣。

 

　　要說(shuō)的案例還有許許多多，但有一點(diǎn)很清晰。Bentley技術(shù)經(jīng)理孟文談到，一個(gè)典型基礎設施行業(yè)項目，往往包含多個(gè)不同的專(zhuān)業(yè)以及不同專(zhuān)業(yè)之間數據協(xié)同問(wèn)題。比如海洋工程項目中的結構與巖土專(zhuān)業(yè)，石油石化項目中的管道與結構專(zhuān)業(yè)遂阶，結構與巖土專(zhuān)業(yè)等等。在傳統的設計中，項目中不同專(zhuān)業(yè)的工程師都是基于人為假定的邊界條件進(jìn)行數據傳遞轧拄，這樣不僅效率低下，而且容易造成仿真分析精度的丟失。行業(yè)需要更加全面且高效的仿真解決方案甫蚊，以幫助用戶(hù)更好地在不同專(zhuān)業(yè)間協(xié)同，來(lái)提升仿真精度和效率。

 

 

　　Bentley廣泛的產(chǎn)品組合、高級的集成能力、強大的仿真與建模能力給越來(lái)越復雜裁肿、要求越來(lái)越高的工程帶來(lái)了最優(yōu)解。

 

　　Bentley軟件工程仿真業(yè)務(wù)高級產(chǎn)品總監JoshTaylor強調了公司產(chǎn)品之間卓越的互聯(lián)互通和互操作性能力的重要性焦监。他說(shuō)：“我們團隊的一大優(yōu)勢是跨專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的整合工作方式。例如，海上結構產(chǎn)品SACS模擬的平臺與巖土分析軟件PLAXIS模擬的土壤之間不是獨立操作够晴，而是相互影響和互動(dòng)，從而實(shí)現更準確的設計解決方案。”

 

　　他也談到了結構仿真分析軟件STAAD和壓力管道仿真分析軟件AutoPIPE之間的互動(dòng)吐锡。在處理工廠(chǎng)中承受高壓和高溫的管道系統時(shí)，這些系統往往位于鋼結構或管道架上。因此，即使管道工程師專(zhuān)注于管道竟朝，而結構工程師專(zhuān)注于結構，他們實(shí)際上需要考慮這兩者之間的互動(dòng)，以便更準確、更精確地評估整個(gè)系統秕重。這種跨軟件的結構與管道互動(dòng)不僅是Bentley的一大優(yōu)勢，也是整個(gè)工程行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢。

 

　　更值得一提的是，公司在近年收購了一款先進(jìn)的有限元分析軟件：Adina暖鳖。這一收購不僅增強了Bentley在有限元模擬仿真方面的能力，還提升了其在高級分析領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢，使其能夠處理更加復雜和嚴苛的工程問(wèn)題。這也展現了Bentley持續構建其強大仿真分析軟件組合的企圖心。

 

　　在仿真分析產(chǎn)品峰會(huì )上，我遇見(jiàn)了鄭州大學(xué)仿真實(shí)驗室負責人中燥、研究生導師郭攀漂坏，他告訴筆者他對仿真分析技術(shù)研究了20來(lái)年靠闭。他談到怨拍，經(jīng)過(guò)近30年的商業(yè)化開(kāi)發(fā)埠邻，ADINA已經(jīng)成為全球重要的非線(xiàn)性求解軟件鳖悠，被廣泛應用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的工程仿真計算鹤盒，包括土木建筑、交通運輸、石油化工浆熔、機械制造幸斥、航空航天壮僵、汽車(chē)、國防軍工、船舶以及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域丹拯。ADINA在計算理論和求解問(wèn)題的廣泛性方面處于領(lǐng)先地位，尤其針對結構非線(xiàn)性、流/固耦合等復雜問(wèn)題的求解具有強大優(yōu)勢，被業(yè)內人士認為是非線(xiàn)性有限元發(fā)展方向的先導。

 

　　Bentley也加強了中國本土化進(jìn)程。針對新興的深遠海漂浮式風(fēng)電，Bentley與中國電建華東勘測設計研究院強強聯(lián)合，歷時(shí)數年朝群，合作推出了OpenWindPowerFloatingHDEC全新漂浮式風(fēng)機一體化設計仿真產(chǎn)品。依賴(lài)于雙方在海上風(fēng)電工程開(kāi)發(fā)與軟件仿真技術(shù)數十載的探索與積累，OpenWindPowerFloatingHDEC產(chǎn)品擁有行業(yè)領(lǐng)先的浮式風(fēng)機仿真與分析能力三妈，致力于為全球客戶(hù)提供漂浮式風(fēng)電最佳設計仿真解決方案盯河。

 

 

　　仿真分析技術(shù)不僅通過(guò)內在的融合以及與CAD、CAE、數字孿生融合創(chuàng )造更高的價(jià)值。其與AI包括生成式AI的融合骤视，正在創(chuàng )造基礎設施建設的新未來(lái)浮滩。

 

　　筆者在2023年縱覽基礎設施大會(huì )上瓶埋，注意到韓國HyundaiEngineering的一個(gè)獲獎項目孩板。該公司在智能工廠(chǎng)的建設中與Bentley合作，通過(guò)集成STAAD軟件與AI，極大地推動(dòng)了項目設計和建設的智能化隅要。這一合作使設計工作流得以簡(jiǎn)化并自動(dòng)化膘魄，利用AI算法自動(dòng)導入不同專(zhuān)業(yè)的重量數據，從而避免了手動(dòng)數據輸入的需求。尤其值得一提的是疼燥，STAAD軟件與AI的融合創(chuàng )建了包含1,680個(gè)場(chǎng)景的數據庫洒蕊，并生成了2700萬(wàn)個(gè)預測模型钢墩。這些模型不僅加快了工作流程、降低了成本，還提高了項目的擴展性和標準化，為未來(lái)項目奠定了堅實(shí)的基礎。

 

　　AI無(wú)處不在纺座。在《華爾街日報》梳理2023年生成式AI興起及其應用的一篇文章中揽咕，列舉了五個(gè)案例，其中一個(gè)就是Bentley。

 

　　談及AI的發(fā)展，JoshTaylor說(shuō)AI在結構工程領(lǐng)域的應用是一個(gè)新興已埠、有趣且很有前景的話(huà)題迷帜。AI的引入，特別是在設計過(guò)程中，能夠幫助工程師從一個(gè)較為成熟的起點(diǎn)開(kāi)始工作，而不是完全從零開(kāi)始用虚。它可以通過(guò)預建的模型和參數調整，加快設計過(guò)程，減少重復工作，提高項目效率。總的來(lái)說(shuō)狮屏，雖然AI在結構工程中的應用前景令人期待。但它的作用應是輔助而非替代，真正的設計仍將依賴(lài)于工程師的專(zhuān)業(yè)判斷和創(chuàng )造力绸吸。

 

　　這也讓他想起了往事屠橄。就像上世紀90年代中期軟件開(kāi)始廣泛使用時(shí)存在的爭議一樣，當前對于A(yíng)I的利用也引發(fā)了類(lèi)似的討論。工程界一直認為，雖然技術(shù)可以提高效率和精度，但不應取代工程師的基本判斷力均天。正如工程師應能獨立于軟件驗證其計算一樣，AI也應作為輔助工具賦能工程師，而非替代工程師的專(zhuān)長(cháng)。

 

 

　　在參加了仿真分析產(chǎn)品峰會(huì )并結束與JoshTaylor的對話(huà)之后，這幾句話(huà)深深印在了我的腦海：

 

　　基礎設施工程越來(lái)越復雜缕圣，要解決的問(wèn)題也越來(lái)越復雜，不論是大漠高山、深遠海和一帶一路工程的建造，還是奔向零碳目標的使命；

 

　　仿真分析技術(shù)是解決這些疑難問(wèn)題的一把金鑰匙，而只有融合解決方案才能帶來(lái)最優(yōu)解；

 

　　數字仿真技術(shù)+AI創(chuàng )造無(wú)限可能弄慰，繪制可持續發(fā)展的新愿景。