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电力朋友圈2022-10-31
新加坡是全球城市高效用水及创新水循环科技的范例。新加坡大士净水厂是世界上第一个在固体废物和废水处理过程中最大限度地利用能源和资源的工业生态环保项目，设计处理生活污水量为65万立方米/天，工业废水量为15万立方米/天，是全球最大的MBR工艺处理厂。
2021年，华东院承担了该项目全过程BIM咨询任务，充分发挥“工程+IT”深度融合优势，打通各阶段BIM及“BIM+”应用体系，全生命周期BIM应用，打造面向未来的高智慧新概念水厂，为全球水务数字化转型提供典型样板。
创新理念 打造水务数字化转型全球样板
新加坡大士净水厂采用五级AO分级布水工艺、膜生物反应、三段反渗透等多项先进技术，产水率高达85%，出水可作为直饮水。净水厂工艺流程的废物和副产品被用作邻近固废处理单元的输入资源，形成自给自足、互补互助的绿色综合体，产电与处理过程耗能之比高达87%。项目通过厌氧工艺高效回收有机质能量进行产热发电，是传统污水厂能量回收率的两倍。
如此复杂的工艺流程和结构形式对设计布局、建造管理以及运维都有着极高的要求。传统的设计建造方式已无法满足如此庞大复杂的水处理系统高质量建设管理需求以及未来城市大数据管理对公共设施资源全面整合的需求。
2003年以来，作为引领中国工程行业数字化转型的设计企业，华东院始终将BIM技术视为提高企业经营管理水平和核心竞争力、推动行业快速发展的关键技术及实现跨越式发展的重要途径，制定了水务行业全生命周期BIM应用路线，形成了一整套国内领先的水务数字化解决方案，最终在全球BIM应用成熟度最高的新加坡市场，成功中标大士净水厂全过程BIM咨询任务。
项目建设过程中，华东院以BIM为载体实现项目各阶段所有信息高度融合，涵盖设计阶段信息完整传输、施工阶段对整个项目20多个标段100余家参建方的高效管理、运维阶段的实时数据以及资产信息和运营管理，成为水务行业中对BIM施工管理应用最深入透彻、采用BIM技术整合资源最多的项目;项目率先贯彻实践了BIM 6D资产管理理念，真正做到全部资产从设计到运维全阶段信息的整合。
不同于国内BIM应用追求效果的展示，大士净水厂项目赋予BIM模型更多的内涵，在全生命周期过程中进行信息积累，包括图形信息、施工信息、资产信息等，同时过程中对信息加以利用，保证信息的有效性和时效性，充分发挥BIM在每个阶段的价值。被评为“2022年度应用BIM最佳的基建设施项目”。
技术突破 从BIM 2D到6D的全生命周期BIM应用
大士净水厂项目决策和方案讨论完全基于华东院为其量身打造的BIM解决方案，设计成果由模型输出，以图模联动、方案共语进行审查;项目所有相关方使用同一平台及标准进行协同管理，真正将BIM 2D-6D应用贯穿全生命周期，为水务工程的规划、设计、采购、施工、运维等全过程赋能。
协同化设计：2D，3D—模型深化，模型出图。利用设计信息在三维模型中直观地进行协同设计，有效避免碰撞。BIM团队、工程师和其他项目合作方借助BIM技术识别相互间的依存与冲突，快速评估设计迭代，有效提高设计质量;模型中设置动态视图与2D平剖面图纸关联，提高设计效率，减少了60%设计变更，大大缩短了设计周期。上述信息模型提高了工程的一致性和协调性。
精细化施工管理：4D—施工仿真，穿越未来。以P6驱动BIM实现施工进度可视化仿真。通过BIM团队与计划工程师团队的合作，一方面基于模型空间布局编制更加合理的进度计划，另一方面通过仿真对已有计划进行校核优化。项目实施两年期间，BIM团队通过进度模拟为项目进度提出优化措施十余项，大大减少了现场施工协调成本，节省了约120天工期。
精细化施工管理：5D—成本驱动，开支有度。通过5D编码支持价值分析，提升成本驱动设计(Design 2 Cost)的实景应用，优化可持续分析。对成本追踪和对未来成本预算由传统人工手动计算需数天完成转变为即时从模型导出，效率提升了近200%。同时将4D进度模拟和5D编码相结合，实现了基于三维模型的成本仿真以及计划成本支出和实际成本支出的动态分析，从而更精确更高效地管控项目的成本支出情况。该项目5D应用实践也为大型公建项目基于三维模型管控各标段各阶段成本数据提供了范例。
智慧化运维管理：6D—资产管理，赋能运营。通过建造期间积累了设计信息、施工信息和资产信息，大士净水厂BIM模型成为一个完整便捷的数据湖。项目可以提前完成虚拟移交，BIM技术能实现高效传输且不会丢失任何数据。数据可用于投运前的模拟运行。在运维阶段，新加坡水务局通过资产管理系统能够快速调取特定区域特定资产的全生命周期信息，用于实现水厂的数字化智慧化管控。未来通过BIM模型对所有基建设施进行数字化融合，最终建成城市级水务系统并实现城市级服务设施数字化智慧化管控。
数字赋能 推动中国水务行业加速转型
中国水务行业经过近二十年的发展，技术和设施虽然在节能减排、升级换代等方面都进行了不同程度的改造与提高，但现有技术路线仍存在高能耗、高物耗的问题。在“十四五规划”和“碳中和”目标的宏观愿景之下，如何实现水务行业数字化转型，赋能节能环保绿色可持续发展，以达到社会效益和经济效益的双赢，是对每一个水务企业智慧的考验。
新加坡大士净水厂是华东院在BIM应用成熟度较高的国际市场一次重要探索。基于自研CDE管理平台、数字孪生等技术支撑，构建了一整套水务项目BIM全生命周期的解决方案，具备了复杂厂站类项目BIM各阶段应用能力，初步形成了“一个平台，一个模型，一个数据架构，N个应用场景”的BIM体系，努力实现高标准设计建造、数字化成果交付和智慧水厂建设。目前已充分推广应用到香港小濠湾水厂、临平自来水厂、江南水厂改扩建项目、芜湖智慧排水等十余个同类项目里，取得良好效果。
其中，临平自来水厂BIM技术应用于设计阶段方案优化和质量提升，结合数字孪生技术，打造“最美花园水厂、一流品质水厂、创新智慧水厂”。江南水厂项目主要应用BIM指导施工，结合建管平台实现智慧建造及精细化施工管理，并为后期智慧运维提供孪生底座。
华东院水务数字化解决方案及其应用实践，是对BIM发展所面临的诸多问题的解答，对中国水务行业BIM发展有着深远的借鉴意义。未来，华东院坚持通过自主创新，努力以其卓越的数字化能力和工程技术能力，勇于实践，不断探索，以新加坡大士净水厂等一大批BIM 技术应用为起点，不断完善水务行业BIM全生命周期应用，持续推动水务行业转型升级和共同进步。
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