能源行业的每一次创新，都牵动着发展的脉搏！当国产BIM技术与发电工程邂逅国家能源集团，会碰撞出什么样的火花？两年多来，国产BIM发电工程数字化关键技术研究与应用这一个全新的课题，正随着国家能源集团的持续推进，在发电工程领域打开了一扇窗，散发出高水平科技自立自强的独特魅力，让新质生产力在发电工程领域具象化。
勇挑重担 推动高水平科技自立自强
BIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型的英文简称，以BIM为代表的数字信息技术是工程建设的核心技术。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本，以实现可持续发展。
工业软件的重要性不亚于芯片，是制造业强国不可或缺的关键。然而一直以来，在BIM技术方面，欧美等西方国家掌握领先技术。仅仅依赖使用国外BIM技术建设，不仅面临被“卡脖子”的风险，数据安全的隐患也不容忽视。曾有设计机构人员坦言，“如果国外BIM建模软件不让我们用了，我们的设计能力将倒退三十年。”为此，我国提前布局开始推动BIM软件国产化。
国家能源集团深入贯彻党中央、国务院关于“加快实现高水平科技自立自强”决策部署，深刻认识到工业软件（BIM）存在核心技术“卡脖子”等风险，认真落实国务院国资委关于国产工业软件（BIM）焕新行动，牵头实施“国产软件应用替代”任务，支持“研发BIM基础平台底座软件”任务，助力国家“卡脖子”核心技术攻关。
2022年，国家能源集团将“基于国产BIM的发电工程数字化关键技术研究”列为年度十大科技攻关项目之一，成立了领导小组，由科信部、电力产业管理部统筹组织国电电力等5家子分公司，坚持“制定标准+系统研发+试点示范+推广应用”的工作思路，在典型燃煤电厂、燃气电厂、水电站、风电场及光伏电站加强国产BIM技术的研发与应用。
这是发电工程建设史上的一件大事。此前，中国建研院自研的国产BIMBase平台已经在建筑、桥梁、电网等基础设施领域得到了广泛应用，但从未在发电工程中使用过，而且要在火电、水电、新能源等不同类型的发电工程应用，难度不言而喻。
中国建研院构力科技技术总监左超说：“火电、水电、新能源项目建设各不相同、各有特点，国外不同行业会应用不同的BIM软件，但是我们要以国产BIMBase平台为基础，在不同类型能源项目上使用，建模软件就需要兼顾各种不同需求，做到‘既要、又要、还要’，本身就很不容易。”当时，国产BIM平台既没有电力工程标准体系，也没有基础建模软件，甚至连基础的“元件库”，一颗螺栓、一根管道，都要从“零”开发。
攻坚克难 推动国产BIM应用替代
在发电工程这一全新的领域应用国产BIM技术，首先就要形成统一的标准，否则就无法开展后续工作。为此，课题组团队深入相关企业实践调研，一项一项采集设备各部件、参数，一条一条编制标准，摸着石头过河，根据现场需求进行原型开发。国电电力科信部高级主管丁佳说：“我们首创了一套发电工程BIM标准体系，涵盖信息模型交付规范、数据规范、软件规范、应用导则，共计36本标准，为发电工程BIM应用提供了统一的标准。针对火电、水电、风电、光伏的工程特点，课题组优化了国产BIMBase图形引擎，先后发布了11个版本，内置发电工程设备库77类，管道元件库5万余个，实现了底层数据可修改、国产BIM数据标准内置等功能，已初步具备替代PDMS等国外主流建模软件的能力。”
建模，对于工程设计、建设至关重要。左超说：“BIM技术能在建筑物施工前通过三维模型塑造，相当于建了一座数字电厂，一切平面的、抽象的东西都立体了、可视了，综合各方因素来预演施工过程，工程建设者直观感受建造过程，就能提前发现问题，作出科学决策，如何优化工序，复杂工艺节点怎么做，一目了然，工序协同性更强。”
依托国产BIM数字工程全要素管控平台，实现了“人、机、料、法、环、测”全要素数字化管理，全面掌握工程“过去”，清楚工程“现状”，预知工程“未来”。在国产BIM平台的加持下，集团电力工程的建造速度“开了挂”。以舟山三期煤电、惠州二期气电、金川水电、山西娑婆风电、安徽霍邱光伏五个基建工程为试点，完成了危大施工预演、施工进度管理、设备拆装模拟、一键校审、碰撞检查等78个典型应用场景。此外，在安全管理、质量管理、进度管理、造价管理等方面，国产BIM技术都发挥了重要作用。
舟山电厂三期项目应用危大施工预演，辅助5号锅炉大板梁提前2个月顺利完成吊装，助力5号机组较计划提前1个月并网。惠州电厂同步采用国产BIM设计，出图时间减少20%，提高了设计效率，提前3周完成了余热锅炉、发电机等主设备安装。金川公司持续开展多专业、全阶段的BIM设计、基于BIM的多源数据管理、开挖管理、地质预报、反馈分析及安全监测等实际应用，实现了设计、施工全流程的数字化管理，为参建各方提供了统一的数字化成果管理平台、协作平台，为控制安全风险，实现施工精益化管理提供了平台基础及理论保障。
深化应用 填补空白引领行业发展
随着首批5个国产BIM电力基建工程示范项目相继建成投产，国家能源集团成功实现了基于国产自主可控BIM的发电工程数字化关键技术研究与工程示范，填补了国产BIM技术在发电工程领域应用的空白，成为依托重大项目建设推动智能建造技术升级的典范，并相继取得发电工程国产BIM基础建模软件、发电工程国产BIM全过程应用平台等17项软件著作权，发表学术论文18篇，申请发明专利19项，并培养了一批人才队伍，收获了一批荣誉奖项。至今，国产BIM技术电力基建项目超过10个。
左超认为，国产BIM技术在发电工程领域的突破就像打开了一扇窗，今后应用想象空间很大，还能发挥哪些作用，值得探索。除了在设计和工程建设环节，国产BIM技术还可在项目运维、人员培训等多个场景应用，对项目全生命周期都有用。利用国产BIM强大的功能，完善设备管理窗口，建立起数字化过程台账，做好设备异动、故障维修、备品备件更换等信息管理，为生产运维阶段设备全寿命周期管理奠定基础。项目一旦建成，后来的员工想了解设备和建筑内部结构和情况，很多东西就看不到了，利用BIM技术，就可以在三维模型里实现拆解，方便员工培训学习。
丁佳说：“国产BIM平台1.0版本形成了十大高价值、标准化应用场景，具备大量复制推广的条件，我们将加大在新（改、扩）发电工程推广，提高国产化渗透率和工程资产数字化率。同时，加快发布发电工程国产BIM成套企业技术标准、专著，推动形成行业标准，完善海上风电、水上光伏等技术标准，填补国产BIM在相关发电工程类型、运营维护管理等领域技术标准的空白，推动集团公司发电工程国产BIM技术引领行业。”（马俊虎、冯子昂）
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