路桥行业的数字化“重生”( 二 )


数字化不是改良 , 是变革 , 而变革是需要系统策划、足够的投入和深入的研究挖掘 。 技术标准要有一定的系统性、前瞻性 , 标准里可以定出未来最高目标 , 再给出近、中期的目标和标准指标 , 特别是要给出明确的技术导向 。
技术组织模式上存在误区
1.二维图纸、数字模型交付双轨制
虽然二维图纸和数字模型都是表达工程的语言 , 但显然 , 数字模型的优势是二维图纸不具备的 , 二者同时存在只能造成信息源的混乱 , 徒增工作量 。 现在 , 双轨制阶段热门的“正向设计”模式 , 是基于传统行业习惯进行三维模型设计 , 同时自动生成传统的二维图纸 。 这种模式下完成的数字模型中的信息如果还只停留在二维图纸设计文件深度要求的范畴 , 不能体现数字模型的精细化和集成化 , 也无法进行信息扩展和集成 , 这样的数字化是伪数字化 。 双轨制是走不通的 , 反而会成为数字化道路上的障碍 。
2.工程技术人员(项目建设单位、设计院、施工单位、养护单位等)、建模人(设计院或施工单位工程数字技术中心、软件公司或服务商)工作双轨制
在这种双轨制下 , 数字技术并未融入传统设计、建造流程 , 而图纸由传统流程生成 , 与数字技术无关 。 造成工程技术人员对数字化不关心 , 建模人完成的工作无法创造工程价值 , 这也是在目前阶段设计院和施工单位工程数字技术中心无法收费 , 很多建模服务商无法更好开展业务的原因 。 只有真正实现“并轨” , 吸引和鼓励更多的工程技术人员直接参与到数字化工作中来 , 才能不断把工程技术和数字化结合 , 发现和创造出更大的工程、社会价值 。
3.数字技术开展的方式
行业内尚未对数字模型应用方式达成共识 , 数字孪生概念在路桥行业如何落地实施还没有答案 , 目前普遍存在着“BIM就是多模型”等观点 , 并且分别围绕着各自理解的所谓“设计模型”“加工(施工)模型”“运维模型”等缘木求鱼 , 认为这就是数字化 。 笔者认为这些观点在某种程度是偷换概念 , 是用衍生模型以偏概全 , 会混淆和误导行业数字化技术的组织和开展 。

缺乏样本工程的示范效应
目前 , 国际上各行业普遍认可的数字化转型 , 是基于军工、航天行业从上世纪70年代末期开始的 , 基于成熟度理论、全生命周期的数字技术系统开发应用与迭代升级 , 取得的成果已经为各工业行业指明了方向 , 找到了方法 , 积累了经验 , 并且上升到理论高度 , 形成了成熟的复杂系统工程理论和方法 。 这些成熟的技术和方法同样适用于路桥行业 , 值得学习借鉴 。 当然 , 还需要结合自身的产业组织模式进行针对性的调整改造 , 相向而行 , 才能最终找到适合行业需要的数字化解决方案 。
路桥行业需要基于具体工程项目进行深入系统的数字化应用试点 , 探索挖掘数字化带来的工程价值 , 完善解决发现的问题 , 总结方法经验 。 也需要研究数字化道路交通基础设施的应用场景 , 为社会提供相对开放的信息源 , 研究对智慧交通、数字城市的支撑 。 如此多次迭代、完善 , 才能找到普遍认可的交通行业数字化转型目标、组织方法、技术标准、职责分工 , 等等 , 最终实现行业数字化转型升级 。
探讨数字化转型的方法
基于三维数字模型的
系统工程方法应用
探索并应用基于模型的系统工程(即MBSE: Model-Based Systems Engineering) , 逐步实现用标准化模型代替自然语言 , 从基于图纸、文档转向基于数据 , 从“信息孤岛”转向单一真相源 , 以需求驱动逻辑和物理设计 , 全生命周期可追溯以及多专业集成仿真等先进业务场景 。 MBSE的成果是数字功能样机(工程仿真模型) , 可以实现对需求的连续验证 。 系统工程思维重视顶层需求的完整性 , 早发现矛盾、早解决矛盾、保持协调一致 , 避免等到物理实体做完后才发现问题而导致的积重难返、额外的风险和成本等 。
MBSE的应用也是解决路桥行业痛点的破局之道 , 复杂的桥、遂、交通枢纽等工程项目多专业接口造成的配合混乱、工期延误、成本超支和性能降低的普遍根源是复杂性 。 目前设计和工程建造管理工作还是基于各专业、各阶段的图纸和文件 , 难以应对系统的复杂性和动态变化 。 MBSE使用正规化、标准的模型语言 , 可以表达不同视角、综合不同观点并表达完整需求 , 同时精准表述语义、统一理解语义并跨多专业协作 , 最终建立可追溯性、传递需求分析以及变更影响分析 。 在设计前期就对项目未来的可施工性、可操作性、经济平衡性以及运营安全进行验证和优化 , 最大化规避风险、降低成本并提升效率 。

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