三维协同设计：冶金业升级版的一支信息化力量

中铝国际工程股份有限公司与Bentley公司共同举办的2013年冶金行业用户研讨会暨第三届冶金行业三维协同设计技术交流会，近日在北京成功召开。与会的冶金勘察设计院及工程公司信息化专家认为，在冶金行业面临产能过剩的形势下，三维协同设计是驱动冶金行业升级版的一支信息化生力军。

三维协同设计：在冶金产业产能过剩年代发力

根据巴克莱资本公司创造的克强经济学以及经济专家的分析，中国的诸多行业面临着产能过剩和行业减速的挑战，所以需要新动力来驱动行业的可持续发展。冶金业专家预测，未来几年冶金业会保持平台式发展甚至有下滑的危险。随着新项目开工的减少，冶金业的勘察设计院和工程公司也将面临业务增长层面的挑战。

挑战往往驱动着技术的进步。中国恩菲工程技术有限公司三维设计室主任秦飞宇说：“业务的挑战往往会倒逼技术的进步，而技术的进步又促进业务的发展。”有色冶金行业市场不再是高歌猛进的时代，但这也有利于技术的进步，特别是三维协同设计的推广。以前，勘测设计与工程单位在三边工程的环境下，为保证项目进度，往往不敢采用新技术，没有时间来修炼内功。目前当工作负荷不是特别强的时候，我们可以去学习采用新技术，在技术上更上一层楼。

在冶金行业，竞争日益剧烈，企业对效益越加重视，国际化、集团化和总承包等趋势也日益明显，这些因素都在驱动着三维协同设计在中国的发展与普及。

中铝国际：借助三维协同设计，拿到项目、做好项目、提升效益

中铝国际工程股份有限公司认为，使用三维协同设计可以加强勘测设计院和工程公司的业务竞争力，帮助企业拿到项目、做好项目、提升效益。

中铝国际工程股份有限公司副总裁刘劲波说：“承揽工程项目，理想的状态是多报价。但在现在竞争日益激烈的市场环境中，赢家往往是报价合理的一方。企业领导就会要求项目团队把成本核算做到精确化和精细化。以前使用CAD，工程量是靠人工统计，报价心里没谱。借助三维协同设计，它不仅可以实现工程量的自动生成，而且还可以帮助你借鉴以前项目的成本。如果以前类似项目的统计是精准的，你下次报价就相对来讲比较准。这样我们在投标的时候，可以报出合理的价格，提升承接项目的胜算。”作为总承包商，精确的工程量和材料计算还可以帮助节约成本。例如电缆统计，用人工估算可能为20米，借助三维协同设计技术的模型自动统计计算出是21.2米，而在一个大项目中，差之毫厘，费之千米。

使用三维协同设计技术不仅解决设计碰撞检查、材料计算、建设效率等问题，还可直接帮助项目的交付、运维以及全生命周期管理。在八十年代和九十年代，中铝国际的设计院组建设计队提供现场支持，需要配备各个专业的人员，如果每个专业需要两三个人，一个典型的设计队二十人很正常。如今采用了三维协同设计，派遣三五个人即可。三维协同设计的模型交付也对建设大有助益。例如在巴西承接一个钢铁项目，无论是一个高炉或者是一个复杂的设备安装，把一个三维模型直接交付甲方，甲方就能非常直观地了解先安哪个轴承、哪颗螺丝，这样会节省很多的人力成本和差旅成本。不仅如此，将来工厂建成，业主不用担心设计院的专家走了，借助三维模型运维非常便利。

刘劲波说，采用三维协同设计技术在助力企业和国际接轨的同时，对国内业务的发展也是一种巨大的促进和提高。

中铝国际科技管理部总经理朱佳明说，中铝国际如今已经搭建了四个平台。其中两个平台是服务于生产，两个服务于管理。三维设计和项目管理是生产服务平台，办公系统和财务系统是管理服务平台。其中沈阳铝镁和贵阳铝镁早在2007年就采用了Bentley的三维协同设计技术。

中国恩菲：在设计阶段进行改变，工程成本最低

中国恩菲工程技术有限公司三维设计室主任秦飞宇说：“我们现在大约有20%的项目在使用Bentley的三维协同设计，而且往往都是大项目。采用新的设计技术，首要的考虑就是投入产出，市场是技术采用的原动力。国外业务的拓展、业主的要求以及总承包的需要都在促进着三维协同技术的发展。”

秦飞宇认为，要进军海外市场，没有三维协同设计技术是不可行的。例如去澳洲承接项目，不论是讨论方案、提交设计产品，都需要三维协同设计技术。做国内设计项目，多数业主对设计要求并不高，他们更关心进度。而海外市场就完全不一样。秦飞宇做过一个投资37亿美元的海外铁矿项目，如果工期推迟一个月，业主就会损失1亿美元。所以他们对设计的精细化要求很高，包括钻孔、管箍的螺栓孔，都要在国内打好、做好，现场不允许动焊，这对设计也提出了很高的要求。

随着市场的发展，国内也有一部分业主提出了三维协同设计的需求，尤其是有一些大公司。例如恩菲工程技术有限公司承接的山东光机和金川有色等项目，业主方热衷于采用新技术，这不仅能把项目做到最好，而且以三维模型给客户及负责人展示既直观、也提气、还高效。

恩菲工程技术有限公司认识到，总承包项目一定是用三维，其中，降低材料采购成本的益处非常明显。冶金工程的多专业特征非常明显，材料种类多，少一点会给工程建设带来很大不便，而材料采购过多就造成浪费。三维协同设计对于材料的计算可以做到精细化。

秦飞宇说：“工程变更是影响工程造价的重要方面，变更发生的越早，损失就越小。对于一个工程项目的设计、施工、采购、建设和运营等生命周期环节，设计无疑是在最早阶段。把变更控制在设计阶段，整个项目成本是最低的。这样就要求设计要实现精细化、可视化。而三维协同设计是最好的工具。”

首钢国际：三维协同技术的价值在于产生经济效益

北京首钢国际工程技术有限公司信息网络部主任工程师张严说：“三维协同设计技术的关键不在于三维模型，而在于其产生的经济效益。它能够帮助勘测设计与工程企业在总包、材料控制和运营服务产生经济效益。”

北京首钢国际工程技术有限公司2012年承接的巴西项目，业主没有要求三维协同技术，但是要求总承包费用的增加不能超过5%，超过就是违约，就要赔偿。而三维协同技术通过精细化的计算和管理能帮助减少成本、提高经济效益。

钢铁企业原来做国内工程工程项目，一般来说3个月就完工了，但是首钢国际工程技术有限公司现在做的海外工程，标准工期是22个月，10个月做设计，12个月施工。周期长，项目管理要求更高，也更需要三维协同设计。随着工程总承包周期拉长，利润提高了，它也支撑了三维协同技术的应用。

首钢国际工程技术有限公司的一个特点是是企业设计院，是为首钢总公司来服务的，现在开始采用三维协同设计技术为总公司做运营服务，这也是一个很有前景的尝试。

Bentley：三维协同设计中，协同为当下的重中之重

在冶金行业信息化和工业化进程中，三维协同设计已经成为一种必然趋势。在三维协同设计中，协同已成为当下最大的挑战。

Bentley大中华区工厂行业售总监俞兴扬介绍说：“协同设计有两个维度，一个是各个专业之间的协同，一个是全生命周期管理的协同。”

冶金项目里有建筑、结构、管道、水暖、电气等多个专业，各个专业的模型建在一个大家能够共同看见的文件里。这就好比要将一个设备管道放到房间里，房间要做到小区里，小区得放在地球上，能否实现取决于各个专业之间的协同。在这个方向，分两种情况，一种是紧密协同，一种是不紧密协同。不紧密协同就是各做各的，最后将它们物理的放在一起，这样的协同是松散的。另一种是紧密协同，如同联机打游戏的道理，做建筑的，用建筑软件，做空调的，用空调软件，做管道，用管道软件，这几个软件像联机打游戏一样在同一个平台下实时密切配合作战。

另一个维度涉及到全生命周期管理。从设计到施工、运维，在这个时间线上，大家用的软件不一样，做设计用的是A软件，施工管理用的是B软件，那么你的设计，能否施工的时候接着用？施工用的东西，能否最后做运营管理的时候用？在生命周期上，这个数据能不能从头走到尾？如果一个数据能够从头走到尾，不在任何一个阶段重新做重复的事，那就既节省成本，又方便大家。

在各专业的软件间实现这样的协同是件非常美好而不易的事情，Bentley 现在集中精力做好的就是这事儿：在设计阶段利用三维信息建模实现精准模拟；设计和施工阶段通过工作共享、内容重复利用和动态反馈有效降低项目风险，提高项目效率；运维阶段让业主拥有精确的数字资产和运营信息平台，让数据真的流动起来。Bentley新近在中国市场推出的OpenPlant就是基于这样的思路来打造的三维工程设计软件。”

Bentley 建筑、电气及工厂产品全球副总裁 Ken Adamson介绍说：“OpenPlant是基于全球标准ISO15926，强调开放性和数据互用性。如同近期Bentley基于OpenPlant和西门子的合作一样，双方共同在一个可以采集、交换和进一步利用工厂全生命周期数据与信息的系统上工作，覆盖了从工程到工厂运营的全过程，涉及多个专业，始终确保数据的真实性。欧美用户充分利用OpenPlant 的三维技术和数据开放性和互用性，实现工厂工程和运营双丰收，这是国内冶金用户可以借鉴的。”

OpenPlant是基于MicroStation的三维工厂设计软件，主要解决冶金、电力、石化等行业的工艺布置问题，越精细、越复杂的设计则愈适用。它可以解决三维工厂设计的设备布置和管道布置，在有限的空间里提高工艺流程布置的合理性，避免发生碰撞，解决空间占位。

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