三峽集團：數(shù)字化賦能“大國重器”高質(zhì)量建設

文/中國三峽建工（集團）有限公司黨委

在鑄造新時代大國重器的過程中，三峽集團緊緊把握數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展趨勢，在金沙江下游河段烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型水電站建設過程中，不斷深化技術創(chuàng)新，引領工程建設數(shù)字化，在溪洛渡水電站建成“數(shù)字大壩”，開創(chuàng)高拱壩智能化建設之先河；在烏東德、白鶴灘水電站建立共享、協(xié)同、交互的智能大壩業(yè)務管理平臺，實現(xiàn)了從“數(shù)字大壩”到“智能大壩”的跨越，推動壩工建設向智能化時代加速發(fā)展。

堅持以問題為導向，高點定位協(xié)同創(chuàng)新

深山峽谷中，巍峨大壩高筑。烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型水電站建設，具有“高壩、高邊坡、高地震烈度、高流速、大泄量、大單機容量、大地下廠房洞室群”工程特點。如何保障工程安全穩(wěn)定、建設高效、質(zhì)量精益？唯有迎難而上，唯有創(chuàng)新。

理論體系先行，協(xié)同創(chuàng)新破局。在榮獲“菲迪克2016年工程項目杰出獎”的溪洛渡水電站，三峽集團牽頭開展300米級拱壩建壩理論體系和技術路徑研究，創(chuàng)建了“全面感知、真實分析、實時控制”的閉環(huán)智能控制的智能化建設理論，科學解釋特高拱壩建設過程中相關重大技術問題解決路徑和操作邏輯，為智能化建設奠定了堅實理論基礎。

產(chǎn)學研用突破，推動有序攻關。在智能建造科研攻關中，三峽集團形成“123”協(xié)同創(chuàng)新模式：發(fā)揮三峽集團“一個中心”的主導作用，充分發(fā)揮科研咨詢單位、院士專家團隊“兩個科研成果技術支撐”作用，充分調(diào)動設計、施工、監(jiān)理單位“三個建設支柱”的主觀能動性，產(chǎn)學研用形成有機整體；同時，依托參建四方、一個協(xié)同平臺、多家科研院校的“4+1+N”應用模式，基于協(xié)同平臺累積的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對施工現(xiàn)場信息準確、及時的提取和分析，選擇最優(yōu)施工措施。

▲ 三峽集團不斷創(chuàng)新推進大型水電工程智能建造和管理

科研角色轉(zhuǎn)變，重點領域攻關。從溪洛渡“數(shù)字大壩”到烏東德、白鶴灘的“智能大壩”，實時主動全面感知工程建設信息的技術手段和采集終端更加先進，獲取的數(shù)據(jù)更加全面、深入、廣泛，跟蹤仿真計算預測結(jié)果更加精準，這都依賴于持續(xù)科研攻關搭建的“跨單位、跨學科、跨地區(qū)一體化”科研模式，使科研對項目建設的技術支撐與安全保障作用有效發(fā)揮。

核心工藝智能裝備，助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型

輕點鼠標，一張數(shù)字化大屏中，有關大壩的溫控狀態(tài)、澆筑進度、施工強度質(zhì)量指標等數(shù)據(jù)模塊依次展開，這是大壩的“智慧大腦”。信息流時而匯集、時而分散，滿足動態(tài)監(jiān)督、評價預警、終端推送等多方需求，保證最客觀、最直接的數(shù)據(jù)助力現(xiàn)場科學決策，人腦與電腦逐漸“同頻”于方寸屏幕間，形成“施工-反饋-計劃”閉環(huán)，借助核心工藝智能裝備，以數(shù)字化賦能工程建設變革傳統(tǒng)施工工序工藝。

智能灌漿裝備實現(xiàn)自動灌漿。傳統(tǒng)基礎灌漿配漿、壓力控制都是靠人工操作。如今，灌漿可以在系統(tǒng)中一鍵操作，輸入相關數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就自動加水、加漿進行配漿，并按設定好的相關參數(shù)完成高質(zhì)量的灌漿。建設者研發(fā)灌漿智能控制裝備和管理云平臺，大大降低了作業(yè)人員勞動強度、提高了施工安全性，實現(xiàn)灌漿作業(yè)過程標準化、規(guī)范化。

智能通水設備實現(xiàn)精準降溫。金沙江干熱河谷炎熱干燥，夏季氣溫超過40℃。傳統(tǒng)人工冷卻的方式，無論是工作效率還是溫控精度都有所欠缺。如今，通過在混凝土里預埋溫度計和冷卻水管，可實時感知混凝土溫度，再經(jīng)過智能通水系統(tǒng)的科學分析和計算，即可自動調(diào)節(jié)水管中的水流量和水溫，實時、動態(tài)、智能化、精準化為大壩“降溫”，破解溫控防裂世界難題，為無縫大壩建成提供堅實支撐。

智能噴霧設備實現(xiàn)平穩(wěn)隔熱。普通噴霧機易堵塞、不耐磨、抗風差，穩(wěn)定性差。如今，倉面智能噴霧恒溫設備及控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)良好的降溫效果，平均降溫12℃，為大壩澆筑營造良好的溫度環(huán)境。此外，系統(tǒng)還可以自動實現(xiàn)異常和故障自動報警快速響應，將故障排除效率提升4倍。

澆筑協(xié)同管控助力高效施工。巨型水電工程混凝土澆筑體積大、澆筑面多，澆筑過程中往往要多倉同澆。建設者借助澆筑協(xié)同管控平臺，實時獲取混凝土生產(chǎn)、水平垂直運輸搗等數(shù)據(jù)，智能監(jiān)控各種施工設備的運行效率、行為和軌跡，對存在的問題及時預警，助力工程高強度快速施工。

視覺監(jiān)控系統(tǒng)提升管控水平。在水電站龐大的建設現(xiàn)場，分布著一雙雙“慧眼”，充當著大壩安全建設的“千里眼”，這就是視覺智能監(jiān)控系統(tǒng)。視覺智能監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控骨料集中、泌水、保溫被覆蓋、聚氨酯噴涂等作業(yè)工作，識別率達85%以上，可以在復雜作業(yè)場景中對工藝進行智能識別和預警預報，大大提升施工質(zhì)量精細化管控水平。

數(shù)據(jù)共享高效流轉(zhuǎn)，五位一體抓協(xié)同管控

鳥瞰金沙河谷，四座巨型電站峙山馭水，而智能建造等技術科研攻關與創(chuàng)新成果也如盾墻高筑，抵擋著工程建設面臨的各項挑戰(zhàn)。為確保國之重器施工質(zhì)量、安全和進度可知可控，以億計數(shù)的數(shù)據(jù)流不可或缺，需要各參建單位及時掌握相關動態(tài)，設計、施工、監(jiān)測、科研、項目管理各單位信息共享、協(xié)同工作，方能將分析研究成果不斷轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

建立編碼標準，構建共享機制。三峽集團集成應用4G、數(shù)據(jù)加密技術、光環(huán)傳輸網(wǎng)，構建適應大型水電工程不同施工場景的多元數(shù)據(jù)實時傳輸網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)。與此同時，構建統(tǒng)一的基礎編碼體系、三維工程結(jié)構和地質(zhì)模型、工程大數(shù)據(jù)中心、用戶認證接口和系統(tǒng)入口、消息推送機制，保證基礎數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)唯一性與全流程業(yè)務處理一致性。

創(chuàng)建工作平臺，多維協(xié)同管控?！皵?shù)字大壩”“智能大壩”的聰明之處在于建設管理人員可以看到、預知大壩全生命周期的“頭疼腦熱”，并及時開出“藥方”，借助的則是智能拱壩建設與運行信息化平臺iDam?；诮ㄔO高效協(xié)同需求，溪洛渡建設者們創(chuàng)建了全生命周期拱壩全景信息模型DIM；烏東德、白鶴灘建設者們更進一步，推動數(shù)字化管理模塊更加完善，將11個模塊拓展至23個模塊。虛擬現(xiàn)實結(jié)合BIM（建筑信息模型）技術，更加形象精準展示工程建設進度、質(zhì)量、安全、仿真成果。

協(xié)作化解風險，科研生產(chǎn)協(xié)同。為提高問題的處置解決效率和力度，三峽集團將科研團隊納入建設方，聯(lián)合設計、施工、監(jiān)理單位形成五方主體，針對施工過程中存在的問題，通過協(xié)同工作平臺第一時間掌握現(xiàn)場第一手資料，及時展開跟蹤反演分析，對各種可能的風險進行預測，形成系統(tǒng)解決方案。

構建績效模型，精益提質(zhì)增效。數(shù)字化、智能化為精細化施工創(chuàng)造了更大的空間。大壩智能建造過程中人、機、料、法、環(huán)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理要素互聯(lián)打通，結(jié)合作業(yè)位置、定位器位置、停留時長、來回頻次等信息，可以對人員行為、設備狀態(tài)、環(huán)境條件和管理流程進行評價，解決大型水電工程建設過程中“績”和“效”問題，實現(xiàn)工程的高效、優(yōu)質(zhì)、健康、有序建設。

大型水電工程智能建造協(xié)同創(chuàng)新成果成功應用于金沙江下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德巨型水電工程，成效顯著。三峽集團優(yōu)質(zhì)、安全、高效地建成了世界最大清潔能源走廊，四座電站總裝機4 646萬千瓦，每年可為社會提供超過1 900億度清潔低碳、安全高效的優(yōu)質(zhì)能源，社會效益顯著。2018中國“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字經(jīng)濟峰會上，《金沙江下游：大壩智能建造信息平臺》從全國近500個案例中脫穎而出，成功入選全國制造業(yè)類十大優(yōu)秀案例；“大型水電工程智能建造管理創(chuàng)新與實踐”獲得2018年全國第六屆管理科學獎實踐類大獎。