基于单一模型的
工程项目全生命周期应用
以往 ， 设计方案（图纸、文件、PPT）是设计院与政府部门沟通的载体 ， 设计图是设计院与施工单位沟通的载体 ， 竣工图是工程实体的信息载体 ， 检测报告和大、中修设计图纸是运营期的信息载体 ， 这些加起来构成了工程项目的信息档案 。 由于技术手段和管理模式的局限 ， 存在信息源分散 ， 无法叠加、关联工程 ， 信息共享不便等问题 。
纵观数字孪生的发展历程 ， 伴随着相关技术的迭代 ， 数字孪生的内涵也不断丰富 。 模拟仿真是数字孪生的一个重要支撑技术 ， 但不是全部 。 工业领域想建立有效的数字孪生 ， 需要行业性生态合作伙伴的共力 ， 包括数字化技术供应商、设备供应商、工业知识供应者（如工业研究院所和设计院所等）与作为甲方的企业一起来建设、改善技术和系统 。
路桥行业数字化技术需要解决的是通过三维数字模型 ， 实现工程信息的表达和传递 ， 为全生命周期可能的各种应用场景提供需要的基础信息 ， 服务智慧交通、数字城市的管理和运营需要 。 借助工程项目孪生模型 ， 研究如何建立一套基于全生命周期单一数据模型的信息化应用与管理系统和标准 ， 以解决项目设计与实施过程中的信息传递共享与管理的难题 。
相比先进制造业的飞机制造 ， 路桥行业的数字孪生过程则更为复杂 。 飞机如果经过数字验证 ， 数字孪生体飞机能虚拟建造 ， 满足性能要求 ， 物理实体飞机就能建造出来并且能成功上天 。 桥梁工程建造不同于飞机行业简单的组拼 ， 多了施工工艺深化、细化的环节 ， 不但涉及建模技术思路的延续 ， 还涉及责任主体的转化 。 路桥行业还有管理组织等更复杂的问题 ， 如何通过工程建设管理程序把掌握相关技术和能力的企业组织到一起 ， 这也是现阶段数字技术应用多停留在原来各参与方角色定位 ， 难以突破的原因之一 。
基于数字技术的
全过程工程咨询模式
全过程工程咨询是指工程咨询方综合运用多学科知识、工程实践经验、现代科学技术和经济管理方法 ， 采用多种服务方式组合 ， 为委托方在项目投资决策、建设实施乃至运营维护阶段持续提供局部或整体解决方案的智力性服务活动 。
设计单位发挥掌握的专业优势、数字技术优势和先发优势 ， 拓展服务成为工程项目全过程咨询方 ， 基于数字技术协同统领各方数字技术应用、专业技术应用、工程管理应用 ， 实现全过程行业生态各方数字化转型 ， 提升项目建造管理水平 ， 成为行业关注的发展方向 。 这一模式可以实现强化数字技术和数字平台顶层设计 ， 构建完整的数字技术应用路线图 ， 实现合理的工作分解和集成 ， 完成对数字孪生模型的动态管理 。 避免工程全生命周期过程中 ， 各参与方单独构建数字模型门槛高、成本高、重复投入、积累提升缓慢、信息重复分散、事倍功半等诸多弊端 。 进而可以引入物联网等新技术在工程全过程集成应用 ， 充分利用大数据 ， 拓展咨询广度和深度 ， 完善服务模式与内容 ， 实现全生命周期信息化管理 ， 促进行业高质量发展 。
应用案例参考
——京雄高速跨永定河大桥
京雄高速跨永定河大桥是新建的北京直达雄安高速公路起点附近的控制性节点工程 。 采用主跨300m的飞燕式提篮拱 ， 总用钢量约2万吨 ， 是目前北京地区单跨跨径最大的桥梁 ， 也是京津冀地区一座重要的标志性景观桥梁 。 项目建设管理方针对大桥设计、施工难点 ， 从带动行业发展高度 ， 委托设计单位从设计阶段开始 ， 协同所有参建单位共同开展设计、施工、运维全生命周期各方参与的数字技术应用研究 。
基于参数化模型的
三维数字设计
1.项目数字技术标准策划和制订
设计单位在项目初期 ， 制定了详细的BIM实施策划以及项目级的BIM标准 ， 指导大桥数字化技术实施与应用 。 主要技术标准有：《京雄高速跨永定河特大桥分类与编码表》《京雄高速跨永定河特大桥BIM专业设计指导书》《京雄高速跨永定河特大桥BIM建模标准》《京雄高速跨永定河特大桥BIM项目分解结构》《京雄高速跨永定河特大桥BIM交付标准》等 。
2.协同数字正向设计
设计单位基于达索3DE平台开展了全专业BIM三维参数化正向设计 ， 通过“骨架+模板”的设计方法 ， 不仅有效解决了设计过程中专业间互提条件的协同、调整配合问题 。 同时也通过平台内嵌的分析模块 ， 实现了高效的协同分析 ， 有效解决了项目复杂节点大批量优化对比方案的仿真分析难题 ， 不仅提升了仿真分析的效率 ， 同时也保障了大桥的设计品质 。
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