工程界的新命題：以一款軟件抗擊自然風(fēng)暴和經(jīng)濟(jì)震蕩
——對話Bentley分析建模全球銷售負(fù)責(zé)人克拉克?麥當(dāng)勞

建筑與工程領(lǐng)域，總會遇到新命題：在北部灣的東北岸修建北海航站樓，如何抵御不期而至的臺風(fēng)？如何在波濤洶涌的大海上構(gòu)建龐大而穩(wěn)固的導(dǎo)管架平臺？在經(jīng)濟(jì)下行中，如何為石油平臺延壽以獲得理想的投資回報(bào)？在綠色建筑中，如何做到在不少一厘也不多一分的同時(shí)提升效率和效益？

在這個(gè)充滿不確定性的年代，面對這些新命題，我們不僅需要智慧和勤勞，也需要過硬的技術(shù)支撐。而Bentley公司在進(jìn)行業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)調(diào)整之后，成立了一個(gè)新的部門——分析建模，提供解決這些新問題的新鑰匙，這也代表著工程界的一種新趨勢。

筆者最近在北京對話Bentley分析建模全球銷售負(fù)責(zé)人克拉克?麥當(dāng)勞，探索這一新興技術(shù)的新應(yīng)用、新成就和新思考。

北海航站樓：怎么把我放這了，這有臺風(fēng)啊

惡劣的自然環(huán)境向來都是設(shè)計(jì)師們需要考慮的首要因素，這關(guān)系到投資回報(bào)，更關(guān)系到無數(shù)人的生命。偏偏又有許多建筑選址有可能會面臨狂風(fēng)暴雨、飛沙走石或巨浪滔天。這里不是幻城，也沒有會魔法的王子守護(hù)，那么，我們靠什么？

問：北海航站樓在北部灣海邊，不時(shí)會受到臺風(fēng)的侵?jǐn)_，因此，設(shè)計(jì)建造團(tuán)隊(duì)在抗臺風(fēng)上下了很大功夫，Bentley在其中起到了哪些作用？

Clark：北海航站樓位于廣西壯族自治區(qū)最南端，緊鄰北部灣海域，因此這個(gè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)面臨的很大挑戰(zhàn)就是要抵抗臺風(fēng)。該項(xiàng)目主拱結(jié)構(gòu)跨度為3米×69米，拱頂標(biāo)高為24.8米，模型采用折線形成的多邊形模擬實(shí)際圓拱。在項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用戶利用Bentley的分析建模軟件STAAD/Pro強(qiáng)大的建模能力，很快模擬出實(shí)體結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算模型，并準(zhǔn)確導(dǎo)入風(fēng)動力實(shí)驗(yàn)的風(fēng)荷載體形系數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用STAAD/Pro優(yōu)秀的分析引擎，特別是適合于分析工程模型的特點(diǎn)，用戶每次對模型的分析都控制在10分鐘以內(nèi)（早期的計(jì)算機(jī)硬件），這樣就實(shí)現(xiàn)了快速反復(fù)設(shè)計(jì)，可頻繁調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀和大小，這讓用戶在保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確的前提下，使設(shè)計(jì)得以足夠細(xì)化，不僅設(shè)計(jì)周期有所縮短，更重要的是節(jié)省了大約20%的用鋼量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

問：分析建模對于北海航站樓的設(shè)計(jì)效力不小。那么，還有比這航站樓更嚴(yán)酷、更艱難的環(huán)境嗎？

Clark：當(dāng)然有，這只是陸地上的項(xiàng)目，條件更嚴(yán)苛的項(xiàng)目在海上。去年，中海油研究總院有一項(xiàng)投資70億元的項(xiàng)目，是目前為止國內(nèi)最大的導(dǎo)管架平臺，有3萬噸，水深接近200米。海上平臺面對的不只有臺風(fēng)，還有海嘯等多變的海洋環(huán)境，導(dǎo)管架安裝的過程非常復(fù)雜，而且要讓平臺在惡劣情況下也能保持平衡，這都需要我們的SACS和MOSES進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和水動力分析。

一般像這樣的項(xiàng)目，都是將結(jié)構(gòu)設(shè)備分成很多段運(yùn)到安裝地點(diǎn)現(xiàn)場拼接，但這個(gè)項(xiàng)目卻是直接建造后運(yùn)到安裝地點(diǎn)，用一種叫浮托的方法安裝。這種整體建造、整體安裝的方法，正是我們SACS做的一種特殊的安裝方法，讓項(xiàng)目安裝周期大大縮短，并大量減少安裝駁船、設(shè)備使用及施工費(fèi)用。

在安全性方面，工程設(shè)計(jì)師利用Bentley在海洋工程領(lǐng)域中提供的分析計(jì)算技術(shù)，大大提高了大型海洋工程的模擬能力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)出可靠、高效的方案，在中國南海的復(fù)雜海況條件下，及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)判作業(yè)條件，順利按時(shí)完成安裝作業(yè)。

石油企業(yè)：經(jīng)濟(jì)下行、油價(jià)不振，如何盈利

工程設(shè)計(jì)的新趨勢逐漸顯露：經(jīng)濟(jì)下行，省錢是王道；設(shè)計(jì)理念正轉(zhuǎn)變，要效率更高、設(shè)計(jì)更精。新趨勢下，是偃旗息鼓還是乘風(fēng)破浪？

問：修建海上石油平臺進(jìn)行油氣開采，一定是要追求利潤的，但目前國際市場的石油價(jià)格一直保持低位，利潤空間被壓縮，分析建模技術(shù)如何幫助解決經(jīng)濟(jì)效益問題？

Clark：石油是維持現(xiàn)今世界經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本動力之一，這是毋庸置疑的，因此，我們需要這些石油平臺。但考慮到經(jīng)濟(jì)下行的整體趨勢，除了開源更要節(jié)流。如今，各家石油公司的石油平臺已經(jīng)運(yùn)行多年，大部分處于油井尚未枯竭但平臺壽命即將到期的窘境，一旦平臺廢棄，投資價(jià)值也就沒有了。如果能使這些老舊平臺延長壽命，就可以節(jié)省大量投資，確保利潤，而這也是Bentley分析建模為老舊海洋平臺提供的新價(jià)值。我們可以通過對老平臺重新分析、評估，按照評估結(jié)果進(jìn)行再改造，讓生產(chǎn)壽命延長10多年，這樣，老平臺的產(chǎn)出會極大地提高效益和利潤。

印度去年的整個(gè)海洋工程市場非?；馃?，幾乎沒有受經(jīng)濟(jì)下行太大的影響。印度海有100多個(gè)導(dǎo)管架平臺進(jìn)行了重新加固，延長了使用壽命，使石油公司大大減輕了經(jīng)濟(jì)壓力。

問：中國正在以提高科技含量推動向效能、節(jié)能方向的轉(zhuǎn)變。在這方面，分析建模技術(shù)能不能給中國石化企業(yè)一些很好的幫助？

Clark：首先從海洋平臺延壽保障工程方面來說，中石化在渤海有很多老平臺，從上世紀(jì)80年代至今的30年運(yùn)營中，存在腐蝕、裂紋、碰撞損傷等各種老化現(xiàn)象。中石化對這些老平臺進(jìn)行評估后，采取了平臺延壽保障措施，使平臺煥發(fā)出新的生機(jī)。

在工程進(jìn)行中，用戶通過對Bentley軟件系統(tǒng)的使用，有效地降低了項(xiàng)目的成本，加快了工程的進(jìn)度，保證了工程質(zhì)量，并在海洋平臺全生命周期的安全運(yùn)行和完整性管理中提供分析的數(shù)據(jù)，成功地保障了海上油氣生產(chǎn)的安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性。

問：面對中國的綠色建筑工程，分析建模技術(shù)又將起到哪些不可替代的作用？

Clark：中國現(xiàn)在是世界最大的建筑市場，中國的人口持續(xù)增長，發(fā)展也非?？?，對基礎(chǔ)設(shè)施的需求也更多，包括住宅、建筑、機(jī)場、道路、鐵路等，而隨著人口的增長以及生活水平的提高，新的基礎(chǔ)設(shè)施增長將會非?？?。

面對這一形勢，建筑設(shè)計(jì)也在發(fā)生著變化?，F(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)包括很多方面，如采光、節(jié)能、抗震、抗臺風(fēng)、浮力、管道壓力、給水排水等。以前，我們對建筑結(jié)構(gòu)的分析并沒有那么精細(xì)，因?yàn)榇蠹也粫?，或者說在這上面沒有相應(yīng)的工具能夠完成這樣的計(jì)算，所以通常情況下，工程師的做法是做加法，使用更多的建材以保證安全。

現(xiàn)在，我們有了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算工具，提高了計(jì)算的效率：一是設(shè)計(jì)周期變短了，原來建一個(gè)普通的樓，要算幾個(gè)月，現(xiàn)在一下午就算完了；二是設(shè)計(jì)精度更精細(xì)了，可以大量地節(jié)省鋼材、混凝土等原材料，間接還能減少霧霾。

Bentley在建筑工程設(shè)計(jì)方面提供了很多產(chǎn)品，如結(jié)構(gòu)、管道、橋梁、浮式等方面的產(chǎn)品，專門設(shè)計(jì)用于陸地、海洋的產(chǎn)品，以及適用于工廠、核電、交通、海上平臺等不同建筑類型的產(chǎn)品。我們也通過不斷地更新產(chǎn)品、提供新的產(chǎn)品，來滿足人們在基礎(chǔ)設(shè)施投資領(lǐng)域的需求。

Bentley：面對挑戰(zhàn)，我們有自己的不同

有人的地方就有江湖，有市場就會存在競爭，增強(qiáng)競爭力，從來不是容易的事。對于建筑工程設(shè)計(jì)軟件來說，方便用戶是取得用戶青睞的金鑰匙。

問：在建筑行業(yè)，工程設(shè)計(jì)軟件的市場競爭相當(dāng)激烈，您認(rèn)為Bentley軟件的競爭優(yōu)勢在哪里？

Clark：首先要比較一下我們的產(chǎn)品，以結(jié)構(gòu)方面產(chǎn)品為例，Bentley很大的優(yōu)勢就是產(chǎn)品的寬度與深度。雖然市場上很多產(chǎn)品都很優(yōu)秀，但都是單一的產(chǎn)品，只針對某一個(gè)特定結(jié)構(gòu)形式執(zhí)行特定的任務(wù)，而Bentley的STAAD、RAM等軟件針對每種結(jié)構(gòu)、形式都能很好地處理。同時(shí)，Bentley有著豐富的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品都有不同的功能定位，涵蓋了從最初的結(jié)構(gòu)建模分析到設(shè)計(jì)分析、出圖的過程。目前，使用其他軟件的工程設(shè)計(jì)，從建模到最后出圖的過程中，不同步驟可能使用的是不同的軟件產(chǎn)品，極易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，而Bentley建立了一個(gè)閉環(huán)流程，用Bentley產(chǎn)品建模，把模型直接導(dǎo)到結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)分析完成之后，這個(gè)結(jié)構(gòu)模型可以直接導(dǎo)入到Bentley相應(yīng)軟件進(jìn)行出圖，例如，直接把STAAD分析或者RAM模型直接導(dǎo)入Prosteel出圖，不需要對模型進(jìn)行過多的修改以免導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失或者精準(zhǔn)的缺失。

其次，現(xiàn)在很多項(xiàng)目都是綜合性項(xiàng)目，由很多不同的專業(yè)共同完成，有管道、電氣等，而且這些專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可能在不同的國家、地區(qū)和不同的辦公室，很少有機(jī)會互相交流。所以，他們之間的數(shù)據(jù)傳輸非常復(fù)雜、不方便。現(xiàn)在Bentley做的很多接口工作，目的就是簡化工作流程，提高項(xiàng)目的工作效率，降低項(xiàng)目成本。例如，我們的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品和管道產(chǎn)品就開放了接口。

再次，Bentley非常重視中國市場，做了很多本地化的工作，也投入了很多。在建筑行業(yè)或結(jié)構(gòu)行業(yè)，每個(gè)國家都有自己的本土規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我們投入非常大的精力進(jìn)行了本土化開發(fā)，包括STAAD就有針對中國的版本。

最后，為了方便用戶，我們不斷完善我們的產(chǎn)品線，如從Ultramarine收購MOSES。當(dāng)時(shí)我們拜訪了很多SACS的用戶，對于“如果做結(jié)構(gòu)分析用SACS，那么做浮式結(jié)構(gòu)水動力分析用什么產(chǎn)品”的問題，超過50%的用戶都說會使用MOSES。從中可以看出，很多用戶既需要SACS結(jié)構(gòu)分析，又需要MOSES水動力分析，需要同時(shí)把MOSES和SACS結(jié)合起來，進(jìn)而促成了收購MOSES的想法并付諸實(shí)施。

風(fēng)暴不止，經(jīng)濟(jì)動蕩不住，我們可以選擇自己的道路

從古至今，人類就與大自然做著艱苦卓絕的斗爭，鉆山洞、住土窯、造木屋、建磚房、起高樓、修渠引水、修路筑橋直到高鐵四通八達(dá)、機(jī)場連接世界，借助科技的進(jìn)步，建筑和工程項(xiàng)目正在發(fā)現(xiàn)與大自然的和諧相處之道。

千百年來，經(jīng)濟(jì)有如大海，潮漲潮落，有高歌猛進(jìn)的年代，也有下行不振的階段；有問題就有解決方案，技術(shù)創(chuàng)新者和應(yīng)用者也在開辟著發(fā)展的新天地。

從三維協(xié)同設(shè)計(jì)到分析建模，技術(shù)在創(chuàng)新，行業(yè)也在呼喚著進(jìn)步。風(fēng)暴不止，經(jīng)濟(jì)動蕩不住，我們可以選擇自己的道路。