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数字孪生帮助礼顿亚洲公司解决香港机场的难题

国际金属加工网 2022年03月29日

建筑公司礼顿亚洲(Leighton Asia)计划在香港机场扩建工程采用数字孪生技术,以利于提高效率、减少返工。

香港国际机场的夜景

  • 香港国际机场正在进行扩建,以满足未来的需求,并保持其作为世界范围国际航空枢纽的地位。

  • 其 2 号航站楼的基础和下部结构工程由行业领先的国际建筑公司礼顿亚洲承建。

  • 礼顿亚洲采用自动化技术以节省时间,采用模拟技术以验证施工方法和降低安全风险。

  • 该公司还采用数字孪生技术,以简化运营、集成工作流程、减少返工。

2019 年,香港国际机场(HKIA)的客运量达到了 7,150 万人次,航空邮件和货物吞吐量达 480 万吨,是全球※繁忙的机场之一。作为转运中心和客运枢纽,它对该地区的经济至关重要,也是世界上※繁忙的货运门户。为满足未来的需求,并巩固其作为全球航空枢纽的地位,该机场目前正在进行大规模的扩建。

扩建工程的 2 号航站楼基础和地下结构工程由建筑公司礼顿亚洲承建。该公司总部位于香港,已有超过 45 年的历史,在亚洲各地建造过许多备受瞩目的基础设施和建筑项目。它拥有英国标准协会 BSI 建筑信息管理的风筝标志认证,以及国际 ISO 19650 新标准系列认证,这在亚洲的承包商中可谓凤毛麟角。

香港机场扩建项目效果图。礼顿亚洲供图。

礼顿亚洲充分利用数字工程技术和新技术来与项目的所有相关方协作。礼顿亚洲香港区总经理 Colman Wong 说,“作为一家企业,我们一直不断寻求简化和改进工作流程,力争在各个层面上实现可持续的业务。我们积极主动地改进施工模式,以确保安全和质量达到卓越标准。通过开发和实施创新的解决方案,我们力争成为建筑行业积极变革的领先者。”

释放自动化的力量

“我们从一开始就决心要重视创新和新技术,”礼顿亚洲 BIM(建筑信息建模)经理 Francesco Tizzani 说。“这个项目就像一个试验场所,让我们可测试如何大规模地应用新型数字工具。如果这些工具在这里证明有效,那么也可用于其他项目。”

首先选中进行数字化的领域是地况勘察,也就是在挖掘地基之前先调查土质情况。勘察时,现场工作人员进行预钻(在地面上钻一些小孔),采集地下土质样本,然后识别样本并将其记录下来。过去是记录在纸质文档上,得出成堆的文档。而现在,项目团队将这一步骤数字化,记录在土质勘察数据库中。Tizzani 说,“工程师需要做的就是查看该数据库,把它与他们创建的岩土工程设计进行比较,并仔细检查设计是否符合实际的土质状况。”

地基勘察率先采用数字化。礼顿亚洲供图。

但是,将设计与数据库进行比较仍需耗费大量时间,因此该团队开发了一个程序来自动化这个过程。Tizzani 说:“我们根据土质勘察数据库构建出预钻探的 BIM 模型,由此得出清晰的土质图。然后,该程序根据模型生成地表图。”开发这个程序确实费些时间,但也确实值得。
“这是工序自动化上的一项重大成就,让我们节省了大量时间”,Tizzani 说。“而且更准确、更标准化,更易于查看。有了这个模型,每个

都可以看到,都可以可视化,在某种程度上简化了信息,让更多从事该项目的人也能理解它。”

数字孪生体可简化运营

岩土工程设计过程自动化取得成功后,礼顿亚洲再接再厉,开发了机场扩建项目的 BIM 模型,目的是在项目建成后将其转变为包含实时性能数据的数字孪生体。数字孪生的一个关键目标是简化项目现场的运营,因此 BIM 团队创建了与现场团队收集的信息相对应的数字孪生属性。现在,现场团队不再像过去那样将这些信息的数值输入各种电子表格,而是将数据输入数字孪生体中。此数据还可用于自动生成报告,从而极大减少了项目人员处理文档的时间。

数字孪生体显示施工现场的进度。礼顿亚洲供图。

“我们※终制出这个大型模型,其中有许多关键的数据,每个人都可利用。”Tizzani 说。“比如说,可看到我们※近一次钻探、浇筑混凝土、拼装模板或质量检查。我们不惜投入大量资源来构建数字孪生体,这样就能更好地了解这个项目,更好地利用现场收集到的数据。”

数字孪生体让礼顿亚洲优化了运营流程。所有各部门都可通过欧特克 Assemble 软件将其工作流集成到数字孪生体中,然后可按自己的特定需求来使用数据和模型。“例如,预算部门可打开模型,从采购的角度进行分类、分组和量化工作,而 BIM 部门则可致力于维护模型,保证其质量。”Tizzani 说。

据 Tizzani 估计,因采用数字孪生体来应对情况变化,施工现场的返工已显著减少。现场员工已不再需要标记二维工程图和比较无数版本,而是用数字孪生和欧特克的 PlanGrid 软件来跟踪情况变化,进行标准化的注释。

降低安全风险

数字孪生还激发现场团队产生了更多的想法,例如确定该模型是否可用于验证施工的可行性,以及在开始施工之前找出存在的差距。由此,礼顿亚洲制作出“施工方法仿真”(CMS),用动画快照来显示一系列施工方法。

例如,该团队要制作拆除一座人行天桥的施工仿真,就用数字孪生体作为基本模型,生成搭建脚手架、拆除人行天桥末端、清除碎片的动画。Tizzani 说,“这些动画验证了我们的施工方法,让我们能检查施工顺序是否切实可行,或者是否有什么问题我们没有想到,或者可能行不通。”

采用仿真还可增强工程团队和运营团队的协作,有助于降低施工现场的安全风险。“两个团队都可以查看现场的 3D 模型,因此可实现可视化,识别出潜在的危险。”Tizzani 说。“如果工程师指出某些区域需要更多障碍物,或需要保持更远的距离,运营团队很快就可以做到,以确保安全的工作环境。”

协作有助成功

这些创新引起了项目团队思维方式的转变。现在,团队成员将现场收集的信息以及他们的设计视为可分析的数据。“系统地收集和分析关键数据有助于确定发展趋势,并且比根据预测进行定期抽查的方式更准确。”Tizzani 说。“现在我们有多方面的数据,可进行分析,用来预测工作的可行性。”

Tizzani 认为,该项目目前的成功应归功于管理层和员工之间的协作,包括高层人员的支持和基层人员自下而上的主动。“我可能会提一些建议,但※后还是现场团队提供具体想法并采取行动。大家都愿意探索新的工作方式,这很好。”

Tizzani 指出,为获得长期的收益,数字化不仅取决于 BIM 团队,还取决于所有相关团队都积极探索更好的工作方式,让每个人都受益。大家都喜欢更好的工作方式,尝到甜头以后就会更积极地去探索。“这不仅是要提高效率,也是要鼓励一线员工去思考如何能更好地协作。这是个如何实现数字化的愿景,也是个协作的过程,要靠每个人都做出贡献,这个目标才能实现。”

作者:RINA DIANE CABALLAR

注:文章来自由欧特克支持创立的 Redshift China

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(Redshift China 欧特克Autodesk)

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