数字孪生与人工智能推动绿色矿业建设

SYNCHRO助力将大型复杂项目打造为高效、安全、环保的典范工程

推动可持续采矿

在矿业领域,巴西是全球强国。2024年,Vale(巴西淡水河谷公司)年收入超过380亿美元,该公司致力于推动采矿作业流程转型,使其更具可持续性。过去20年间,Vale持续推进铁矿石压块项目。铁矿石压块由铁矿石与粘结剂混合制成,粘结剂能将矿粉颗粒粘合固结,赋予成品强度,它也是钢铁生产的原料之一。与传统工艺相比,铁矿石压块可省去碳排放量高的烧结工序,有助于减少钢铁生产过程中的温室气体排放。Deloitte(德勤)高级经理Eduardo Lavocat表示:"钢铁行业碳排放约占全球总排放量的8%,这一减排举措意义重大。"

全球首座大规模铁矿石压块厂Usina 1位于巴西维多利亚市,现已正式投入运营,Vale计划将该项目向全球推广。这一总投资3.4亿美元的项目,包括将一座老旧球团厂改造为现代化、可持续的生产设施,并基于三个工期计划,统筹协调1500余个施工包。因此,Vale与提供专业咨询服务的跨国机构Deloitte开展合作,共同实施并整合高级工作包、BIM及精益建造方法。

攻克数字化难题

Vale计划在美国及中东地区增设工厂,需要在现有改扩建场地内将一座老旧铁矿石球团厂改造为技术领先的可持续生产设施,后续还将扩建新的基础设施。但是,项目从一开始就缺乏详细的三维模型,而详细的供应商模型在项目执行阶段才能获取,导致这些模型在前期规划阶段无法有效发挥价值。

Vale与Deloitte深知从项目初期就整合数字化技术至关重要。双方最初选用了一款面向建筑、工程和施工领域专业人士的三维模型审查与协作软件,但在尝试使用该软件制作后续视频时,发现其存在关键缺陷,包括无法有效进行基线对比和监测进度趋势。

人工智能与四维规划的落地实践

在综合评估多种方案后,Deloitte与Vale实施了高级工作包(AWP)和BIM工作流程,并将Bentley的SYNCHRO作为项目规划、执行与管控的核心解决方案。项目团队成功搭建了数字孪生模型,将工作包与进度计划关联,实现了动态协同规划。Lavocat表示:"SYNCHRO 4D为施工各阶段提供支持,从前期工程设计到调试运行,实现了集成、透明且高效的项目管理。"该软件的可视化功能使各团队之间能够实现精准协同,既提升了项目全流程可见性,又减少了返工。从工程设计到调试运营,模型始终是其核心基础。

团队还利用SYNCHRO,通过模型导出以及与虚幻引擎(Unreal Engine)集成,为高荷载吊装分析提供支持,进一步提升了建筑模拟的真实性。团队通过自定义细分项、将用户字段与特定资源关联,并支持装配团队通过Excel表格提交状态更新来监控施工活动。这一工作流程高效追踪了100余个施工步骤,并通过与Power BI的集成,实现了可视化进度追踪、早期偏差识别以及明智决策。

团队还进行了另一项创新,即集成人工智能。团队能利用人工智能,自动转写SYNCHRO生成视频中的旁白,从而提升技术讨论的可追溯性,并使关键信息更易于查阅与后续参考。事实上,团队将跨多个团队整合与发布技术信息所需的时间缩短了50%。

树立新标准

Lavocat表示:"SYNCHRO在早期识别风险与支持战略决策方面发挥了关键作用。"项目团队使用该软件创建了数字化方法,提升了可追溯性,得以提前识别并解决70%的关键错误。团队实现了对1500余项不同作业的监控,进度准确性提高了41%,管理报告审批周期平均缩短了10天。此外,团队还基于4D模型,编制了超60份示例报告,制作了900多个图像与视频,提前识别并消除了2000余项施工制约因素。

更重要的是,Deloitte和Vale携手打造了一套更安全、更具环境可持续性的系统。项目团队借助SYNCHRO,在与数百名专业人士协同作业的同时,确保了超300吨货物的安全运输。SYNCHRO的成功应用与集成规划模式,已推广至项目体系内的其他重大项目,成为Vale全球铁矿石压块厂建设的典范。

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