工程数字化交付平台构建与应用.pdf

-113-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 1 期三星推荐随着信息技术和互联网技术的飞速发展，数字化转型已经从一个概念变成了企业提升竞争力的核心工具。特别是在工程行业，如何有效地管理和利用工程全生命周期产生的大量资料文档、模型、工程对象属性等信息，成为每个企业都需要面临的重大挑战。研究背景在传统的工程项目信息管理中，信息的管理和共享方式常常表现为分散、低效，缺乏标准化和一体化，这导致了信息的共享和再利用困难。此外，由于信息的分散和低效，可能会增加信息丢失和误解的风险，从而影响工程的效率和管理效能。随着云计算、大数据、人工智能等技术的迅速发展，数字化转型逐渐成为解决这一问题的有效手段。工程数字化交付作为建设数字化工程的核心基础，是全生命周期各阶段的数据管理与安全共享强有力的技术支撑。因此，需要研发一个适用于自有业务需求的数字化交付平台。研究目的和意义构建一个数字化交付平台，它能够标准化并共享工程全生命周期各阶段的资料文档、模型和工程对象等信息。这个平台将充当实现数字化交付的关键工具，通过集成和管理各阶段的工程信息，并以标准数据格式提交给企业。该平台是一个实时、高效和透明的信息交流平台，从规划设计、建设到运维阶段支持企业实现工程全生命周期的管理。这样的一种工作方式不仅能大大提升了工程效率和管理效能，而且能够减少信息丢失和误解的风险。为推动企业的数字化转型和提升企业的决策能力，这一平台具有重要的价值。为了验证平台的实用性和效果，将在海上风电工程中进行实际应用和验证。通过这一实际应用，进一步优化平台设计，提升其在实际应用中的效果。这项研究的意义在于，它不仅可以推动企业的数字化转型，提升企业的决策能力，优化信息管理，而且还可以为类似的工程项目提供参考和借鉴，对工程项目的信息管理带来实质性的改善和提升。数字化交付平台的构建与实现整体设计所设计的数字化交付平台，是一个深度融合了云计算、大数据和人工智能等核心技术的创新型系统。它应运而生，行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度工程数字化交付平台构建与应用俞晓波俞晓波上海勘测设计研究院有限公司俞晓波，信息系统资深架构师。中国科技信息 2024 年第 1 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-114-三星推荐旨在解决工程项目管理领域中长期存在的信息管理问题，如信息分散、处理低效和标准化程度不足等。平台的设计理念在于整合当前最前沿的技术手段和理念，以实现工程项目信息的高效管理，透明共享，从而推动工程项目的数字化转型。整体设计如图 1。技术设计架构设计平台采用了微服务架构。微服务架构是一种将系统分解为一组可以独立部署、升级和扩展的小型服务的设计模式，每个服务都对应一组特定的业务功能。这种架构模式的应用，为平台提供了极高的可伸缩性和可维护性，使得在面对业务需求快速变化的情况下，平台都能灵活应对，保持稳定。在开发方式上，实现了前后端开发的分离。前端主要负责用户界面和交互的设计，而后端则处理数据和业务逻辑。这种模式不仅提高了开发效率，也使得团队协作更加流畅，更便于进行技术栈的更新和切换。同时，平台整合了先进的虚拟化和容器化技术，以确保资源的最大化利用、部署的高效率和可扩展性，从而灵活满足不同业务需求和场景，保障平台的稳定运行。设计原则在理念上，借鉴了领域驱动设计（DDD）的思想，将复杂的业务问题分解为一系列具有清晰边界和内聚性的子领域。这种设计理念保证了代码的清晰性和可维护性，使系统能更好地适应业务需求的变化。在接口设计上，遵循了RESTful API 的设计原则。这样的设计可以保证系统具有良好的互操作性，使得平台能够方便地与其他系统进行集成。在数据处理方面，采用了分库分表的设计方式。考虑到平台需要处理大规模的数据和事务，通过将数据和负载分散到多个数据库和表中，显著提高了数据处理的效率，降低了单个数据库的压力。这样不仅可以保证系统的稳定性，而且也能大大提高系统的响应速度。核心技术设计在平台的核心部分，引入了 BIM 引擎，这是一种专门处理和融合多模型数据的组件。BIM 引擎可以实现对工程全生命周期的资料文档、模型、工程对象属性的整合与标准化，为用户提供了全面、一致和实时的工程信息视图。这样一来，无论是在项目管理还是决策制定上，都能大大提升效率和精度。平台的核心能力在于图文识别和智能语义搜索。图文识别功能可以自动提取和解析图纸、图片和文档中的文本和图像信息，大大降低了数据录入和处理的人力成本，显著提高了工作效率。而智能语义搜索功能能够准确理解用户的查询意图，提供精确和相关的搜索结果，帮助用户在海量信息中快速找到他们需要的信息。其中人工智能（AI）技术，作为平台的核心驱动力，通过智能化处理、深度学习和算法优化，不仅增强了数据分析和解析的精准度，赋予了平台更高的效能和智慧。功能设计 交付模块交付模块深化了工程项目的全流程数字化交付和管理，旨在最大程度地提高项目效率和效果。在项目实施前，设计单位根据项目需求制定具体的交付标准，并将其以标准模板的形式上传至平台，以此引导整个项目的交付过程。平台提供了交付标准的版本记录功能，以确保所有参与者能够实时获取最新的项目规范。此外，平台的交付中心为用户提供了个人工作台和消息通知功能，以便用户可以实时关注项目的进展情况。为了实现工程对象本身及其属性的交付，平台引入了基于类库和类的设计的对象交付功能。同时，平台提供了总装模型和分装模型的交付，支持模型的解析、展示、操作和挂接。对于图纸格式的文档，平台实现了图纸的预览、标注和审核存储，并将图纸所属类、图纸属性数据等信息一并交付。综合以上功能，平台的交付管理功能为用户提供了一键式的在线全流程审批体验。可视化模块可视化模块充分利用可视化技术的优势，以直观、生动的形式展示项目交付的各项信息，帮助用户快速掌握项目的整体情况。总体视图功能按照集团层面或企业级展示项目分布情况和交付工作的总体情况，通过地图视图展示项目的地理位置，同时对各项目的交付工作进行考核打分排名，清晰呈现出各项目的竞争状态。项目视图功能提供项目总览，包括项目模型预览效果、交付任务状态、交付任务进度、关键交付物数量等信息，使用户能够一目了然地了解项目进展。资产管理功能面向业主，对交付物进行质检和审核，实现交付物的存储操作。此外，平台提供的智能搜索功能，能够根据用户的需求进行精准搜索，大大提高了信息检索的效率。管理模块管理模块是平台的重要组成部分，它通过全面监控和管理，确保平台的稳定运行。用户、组织和权限管理功能负责对平台内的用户进行管理，包括用户的新增、修改、删除和权限设置等操作，使得平台能够满足不同用户的需求。基本信息管理功能则负责管理工程的基本信息，如工程的名称、类型、位置等信息，确保这些信息的准确性。日志管理功能则记录平台的所有操作，对平台的使用情况进行全面的记录和分析，为平台的优化和升级提供了重要的参考依据。海上风电工程资料的实际应用和验证海上风电工程资料的特性海上风电工程资料的特性主要表现为多元化、动态性、图 1整体设计-115-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 1 期三星推荐长期性和专业性，涵盖了从设计到运维等多个环节的丰富资料类型，需要持续更新和长期保存，且包含专业技术信息，这些特性都要求数字化交付平台具备有效的整合、标准化、管理和共享机制，以提升工程效率，优化信息管理，减少信息丢失，误解的风险，并推动企业的数字化转型。数字化交付流程数字化交付是以工程对象为核心，对工程项目设计阶段及施工阶段产生的工程信息进行数字化创建，并通过数字化平台进行移交入库的过程。设计思想如图 2。通过一种将数据转化为标准格式以确保一致性和高质量的方法。以下是详细的步骤。交付标准及类库的创建首先，创建一套全面的数据标准，这些标准定义了数据应该如何被格式化、结构化和分类。这些标准基于业界最佳实践和特定的项目需求。然后，创建一个类库，这个类库包含了所有可能的数据类型和格式，从而为整个平台提供了一个共享的语义框架。工程对象的数字化创建在这一步，通过构建数字孪生体来实现工程对象的数字化。数字孪生体是工程对象的数字化表示，它们捕获了工程对象的全部属性和状态。使用先进的三维建模和虚拟现实技术来构建这些数字孪生体。工程信息的梳理及录入对于已经数字化的工程对象，会进行详细的信息梳理和录入。使用自然语言处理和机器学习算法来解析和提取工程文档中的关键信息，然后将这些信息按照数据标准录入到数据库中。信息数据的质检及入库在所有的工程信息都被录入后，使用数据质量管理工具进行质量检查。这些工具可以检查数据的完整性、准确性、一致性和时效性，并自动纠正找到的问题。然后，使用数据仓库技术将质量检查过的数据入库，以确保数据的安全性和可用性。信息与对象的关联最后，使用知识图谱技术将工程信息与工程对象进行关联。这能够通过查询一个工程对象，就可以获取到与之相关的所有工程信息。这大大提高了数据查询和管理效率。通过这个数据标准化交付流程，能够确保交付的数据具有一致性和高质量，从而提高工程效率和管理效能。工程交付成果通过平台成功地交付了一项海上风电工程，并在此过程中完成了一系列重要的任务。创建了 5 大类库，定义了超过800 条属性类型，构建了覆盖 5 745 个工程对象的完整分解结构，并建立了 200 000 组信息与对象的关联关系。此外，还创建了 5 745 个工程对象，并录入了超过 160 000 条属性信息。在文档和图纸管理方面，完成了 4 500 余份，总计50 万页的文档和图纸的编码、上传及属性录入，并成功上传解析了 95 个三维模型。最后，创建了总部级和项目级不同视角的数字资产看板，并提供了基于工程对象的多信息查询和开放服务。总结来说，成功地应用了数字化交付平台来管理和交付一项复杂的海上风电工程。有效地整合与管理了大量的工程资料、模型和对象属性，实现了工程信息的高效共享和使用，从而显著提升了工程效率和管理效能。总结和未来方向本文构建的数字化交付平台，实现了工程信息的整合、标准化和高效管理，显著提升了工程效率和管理效能。通过应用先进的云计算、大数据和人工智能技术，平台成功推动了企业的数字化转型，增强了决策能力，并优化了信息管理，减轻了信息丢失和误解的风险。未来的研究方向将集中在进一步优化平台设计、引入更先进的技术以提升平台的智能化程度和数据安全性，以及扩大平台的应用范围，使其适用于更多的工程项目和行业，以推动更广泛的数字化转型。图 2