湖北建筑业联手达索系统 “数字孪生”让制造业更“聪明”

　　湖北日报全媒记者 刘天纵
　　万物皆可“数字孪生”
　　提起数字孪生，达索系统是第一代名词。
　　1981年，达索系统从达索航空分离，早期主要服务于飞机制造商，解决从二维到三维的建模问题。如今，达索系统在全球140个国家有29万家企业客户，其中不乏波音、空客、宝马、奔驰、格力、美的等大客户，分布在制造、基建、能源、生命科学等12个行业。最近3年，其与湖北近400家企业合作，包括东风、武船、中南建筑设计院，长江设计集团等。
　　“起源于航空，不止于航空。”达索系统大中华区建筑工程、能源与材料行业高级总监沈永然介绍，1981年，达索系统全球率先尝试“三维设计”；1989年，与航空公司开发“数字样机”；1999年，打造汽车行业PLM（产品全生命周期管理）平台；2020年，开始探索人体虚拟孪生，用于生命科学研究。
　　建筑领域通过运营达索系统，完成了鸟巢体育场等复杂形体建筑的数字化建模，上海环球金融中心、中央电视台新址等地标建筑的抗震分析，以及武汉“雷神山医院”的废气污染扩散仿真验证。
　　达索系统大中华区基础设施与新能源行业技术总监冯升华认为，传统产业数字化转型是个长期过程。如，1986年，达索系统与波音公司签订了为期30年的合作，双方于2017年又续签了30年合作；与法国电力公司EDF合作协议长达20年，共同打造虚拟孪生核电站；与广汽集团战略合作，打通汽车研发数据链，建设“全球办公一张桌”。
　　“未来万物皆可‘数字孪生’。在5G基站、特高压、高铁和轨道交通、充电桩、大数据中心等新基建领域，这项技术大有用武之地。”冯升华说。
　　数字化转型，是传统产业构建未来经济、重塑竞争力的必然选择。8月16日，世界著名工业软件企业法国达索系统，在武汉举办大中华区基础设施行业峰会，为建筑工程和能源材料等传统产业带来全球数字制造的最新探索。
　　三维数字模型将取代二维图纸
　　全国工程勘察设计大师、中南建筑设计院党委书记、董事长李霆说，建筑业数字化转型，绝不只是开发或采购一个BIM（建筑信息模型）软件系统，完成生产工具的转型，而是要实现生产力、生产关系、上层建筑的共同转型，改变碎片化的管理模式、组织架构、业务流程和工作方式。就像电子表与机械表、数码照片和胶片照片一样，将带来新的管理模式和价值观。
　　李霆现场分享了本报7月21日报道的案例《武汉新气象塔项目打破我国建筑业千百年传统，从设计到施工没用一张纸质图》。他认为，建筑业数字化转型成功与否有3个标志——生产力层面，拥有数字化的产品；生产关系层面，拥有数字资产和数字资本；上层建筑层面，具有数据治理能力和数字文化。其中，最显著的标志就是“无图设计和无图建造”，是实现智能建造的前提和必经之路，因为图纸是给人看的，不是给机器看的，靠图纸建造永远实现不了智能建造。
　　海油工程行业同样面临数字化转型困扰。海洋石油工程股份有限公司天津建造分公司项目经理张晶说，海油工程产品品类多、体积大、工序多，要实现数字建造必须打破多项目协同“数字孤岛”，改变质量管理和生产过程“两张皮”。
　　李霆建议，建筑业应借鉴航空、船舶等先进制造业经验，打通设计、制造等环节，整合产业链，建立跨专业、跨企业、跨地域的PLM协同工作平台，让工程设计、生产制造、施工安装、运营维护共用一个数字模型，实现“一个模型干到底，一个模型管到底”。
　　抽水蓄能电站将实现3D打印
　　在伦敦设计博物馆，达索系统展示了名为“极光”的装置作品。“极光”采用3D可打印材料来创建可回收或重新利用的建筑。
　　“未来，抽水蓄能电站将实现3D打印。”中国电建集团西北勘测设计研究院数字与智慧工程院院长杨党锋说，基于精细三维模型的虚拟孪生技术，抽水蓄能电站已实现参建各方统一数据、同一平台协同工作，并实现智慧大坝可视化管理。未来，建设现场不会有工人施工，所有工程机械（挖掘机、卡车、推土机、压路机）实现无人驾驶。基于人工智能的规划，机器人将逐层“打印建造”，将工人从繁重、重复和危险的高海拔施工中解放出来。
　　“未来，最佳设计方案一定要借助AI算法。”冯升华说，体验经济与循环经济正在融合，到2040年，各行业将不再开发产品，而是开发以消费者、患者和公民为中心的可持续体验，这就要求设计师“以人为本”开发产品。
　　如，研发一款新车，需要考虑材料、颜色、外形、操控系统等超过100万种变量因素，仅靠人来分析取舍，很难获得“最优解”。因此，车企已开始基于用户数字画像指导新车研发。未来，数字孪生技术还将用于城市规划设计，为疫情之下的“无接触社会”构建科学空间。
　　数字孪生技术也走向太空。2021年，达索系统联合友商开发了全球首个“BioPod生态种植舱”原型，舱体为长10米、宽6米、高4.5米的可充气结构，地基采用坚固复合材料，为人类定居外星球创造了可能。