从风机阵列到粼粼光伏,一座座跨越山海的超级工程,正映射向“云上地基”。实体工程“上云”,将为建设者、管理者、产业伙伴带来哪些改变?日前,记者探访三峡集团所属上海勘测研究设计院(以下简称“三峡上海院”),发现伴着超级工程而生的数据要素正在赋能释放价值成长。
工程管理:大型工程“上云”,赋能了谁?
江苏大丰,黄海海域。在国内离岸最远的海上风电项目——江苏大丰H8-2海上风电场项目(以下简称“大丰项目”)之上,一座云端“镜像”海上风电场站雏形初现。
从前期规划到工程设计建造,曾经勘测文件、调研报告、设计图纸能铺满一个足球场。而随着文本变数据,工程交付如同“一键收纳”。
这是数据的优势,却也只是优势的冰山一角。
大型工程项目复杂度高、协同性强、影响深远。横向来看,从立项决策到团队组织,数据是所有参建者的“共通语言”;纵向来看,一座工程生命周期跨越几十年甚至上百年,在场站改扩建、技术改造中,数据又是唯一能被溯源的“DNA”。
数据也有“动”与“静”:动态数据通过“传感器+物联网”实时集成,而静态数据更多停留在台账、日志等纸面上,时有滞后或遗失。
在三峡上海院智慧工程研究院高级工程师杨海潮看来,数据的缺失本质是效率与价值的流失。“许多项目交付后,早期静态数据已经难寻,即使存下也很杂乱。业主在后期管理时,遇到场站改扩建等问题,需要费大力气跨部门、跨专业找数据。”即使留存了数据文本,也由于难以被计算机直接理解、处理、应用,无法形成价值。
而数字化交付项目团队研发的工程数字化交付平台,正是针对数据价值化而搭设。在一座座依托于数据、文档、三维模型的“云上”虚拟场站,通过对设备信息、零部件状态、施工进度的文本变数据,实体工程留下了可迁移、可通用、易获取的成长“轨迹”。
“轨迹”的意义,不仅是追根溯源,还能协助“预判”。举个例子,打开高德、百度等地图,道路拥堵情况一目了然,这是因为曾被闲置的海量交通数据经挖掘加工后,变成预测车流高峰低谷的“养料”。
类比到工程建设中,诸多问题、经验和规律,都会通过数据反映出来。一旦将这些数据以知识图谱的方式综合起来,就变成了赋能工程师的知识库。例如,在场站技术改造中,工程师对比以往工程各批次或版本零部件参数,实现优选。即使一座工程“退役”,不再发挥价值,数据依旧隐藏着各种规律、各项问题,一旦把这些问题分析出来,就能形成有用决策。
平台搭建:数字技术“求解”,难点在哪?
打开电脑、点击鼠标,可旋转可透视的仿真工程跃然于屏幕上,点击各部件,对应生产商、安装流程、工件属性等数据有序展开。“以前只靠施工图纸,各个构件信息的构造只能在工程师大脑里成形。而平台通过BIM模型构建,让工程实现可视化管理。”
有了这本随时可看可查的“成长手册”,从设计方、施工方到运维方,覆盖工程全生命周期的参与者跨时空“对话”成为可能。
正如系统工程那句著名的谚语,为了最稳地竖起一枚硬币,最好的办法可能是建造一个地基。“地基”不但要有“柔支撑”——兼顾不同类型的工程、不同标准的参数,还要有“硬防护”,确保数据安全。
环顾新能源行业,数字化交付的经验基本为零。研发团队“出海取经”,先后赴电网、石油化工等相关企业充分调研,借鉴各方经验。据三峡上海院智慧工程研究院副院长滕彦介绍,在石油化工、装备制造等行业中,数字化交付可将动辄2到3年的交付压缩至半年之内。
尽管研发起步阶段面临诸多困难,但为了实现整体效率提升,团队没有避繁就简,进行单点数字化,而是坚持选择了聚焦于服务工程整个生命周期的全方位数据管控。
基于先进的数据采集、存储、调用技术,该平台一面接入二维图纸、数据、文档,另一方面接入三维信息模型、数据分类编码,它们以BIM对象为核心,一物一码建立关联,形成工程数据资产。
数据既要广泛流通,又得安全存储。为此,团队先后为各方建立标准数据上传渠道,相当于将分门别类的数据存入对应“房间”,又设置了权限管理等多重举措,如同增加不同的“锁”,以保证数据安全。
约20人的研发团队,“90后”占大头。年轻人多、思维发散,大家就近找机房办公,实时头脑风暴。团队中,IT开发人员、场景需求人员对半分,彼此知识背景、难点目的各异,“几乎常有争论”,团队集体讨论、民主决策。随着研发进展,北斗、5G、大数据等技术也在更新,大家不断吸收新信息新知识。
一年多来,研发团队以高度紧迫感推动项目研发验证,并积极向抽水蓄能、海上风电、风光大基地等项目推广。“尽管工程特点各异,但许多工程的建设方都认识到,数据正在成为重要的生产要素。我们希望通过高效的数据采集、存储、服务,帮助应用场景挖掘潜在价值。”这一点研发团队早已达成共识。
应用前景:数据流动“成链”,潜能如何?
选择在大丰项目“首秀”,研发团队看中的是数据完整度和丰富的场景类型,除风力发电机组外,该项目配套建设220千伏海上升压站、海上高抗站及陆上集控中心,多样化的设备类型,对日后风电场数字化交付有着借鉴意义。
拉开工程建设进度条,大丰项目静态数据的采集存储便从以往的末端验收环节前移至初始设计环节,通过在设计、施工、验收等环节“虚实同建”,形成完备的文档分类,各阶段信息无缝串联。
向海而望,每支叶片、每个钢筋、每条海缆都拥有何时出厂、何时安装、何时运行的“成长路径”,管理者将更加清晰理解工程的“五脏六腑”与“前世今生”。
如今,数据已成为与土地、劳动力、资本、技术并列的生产要素,它涉及采集、存储、加工等多个环节,同化石能源一样,正在成为一种“燃料”——一经挖掘利用,便能通过知识图谱、业务模型和算法模型等“引擎”,为生产力提升提供强大动能。
“三峡上海院正深入探索数字化领域,努力培育基于数据要素的新产品和新服务,让‘云上工程’更好成长。”项目负责人说。