虛擬建模技術(shù)介入水電工程設(shè)計(jì)

寂靜天花板

305米的錦屏大壩是有史以來(lái)最高的混凝土拱壩，它與北京的最高建筑國(guó)貿(mào)大廈三期相當(dāng),，遠(yuǎn)超世人皆知的美國(guó)胡佛水壩和中國(guó)三峽工程。這座竣工于2014年的龐然大物是一項(xiàng)復(fù)雜水力發(fā)電設(shè)施的主要組成部分,，用于攔截近80億立方米的滾滾江水,，從而每年可以生產(chǎn)420億度的電量，足夠供應(yīng)香港這種體量的大型城市,。錦屏大壩位于中國(guó)西南部的雅礱江一段深邃險(xiǎn)峻的峽谷中,，這里是全世界水利資源最富集的地區(qū)之一。但即使是頂尖的水電專家也會(huì)對(duì)此望而生畏—陡峭險(xiǎn)惡的地勢(shì)環(huán)境,、復(fù)雜莫測(cè)的地質(zhì)條件,，以及它們帶來(lái)的在建設(shè)和施工管理上的難度都是前所未見的。這在很大程度上導(dǎo)致這項(xiàng)浩大的工程從提出設(shè)想到開始建造花去了近20年的時(shí)間,。大壩最終耗費(fèi)近600萬(wàn)立方米的混凝土,，4,000多根錨索被打入地下用以穩(wěn)固根基；周圍及地下的山體當(dāng)中,，68條總長(zhǎng)約12公里的洞室和7條17公里長(zhǎng)的隧道儼然構(gòu)成了一座龐雜至極的“迷宮”,；從它數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中任意抽出一張，都會(huì)讓絕大多數(shù)人感到頭暈?zāi)垦,！?font class="jammer">' p) b9 C! }& s
  如果沒(méi)有達(dá)索系統(tǒng)公司（Dassault Systèmes）的幫助,，這座大壩可能還停留在想象里。這家來(lái)自于法國(guó)的3D模擬和產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件提供商十年前就開始進(jìn)入中國(guó)的能源行業(yè)了,。他們最先贏取的客戶也是其后來(lái)密切的合作方正是中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)（《財(cái)富》世界500強(qiáng)公司,，2015年排名第253位）旗下的成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（CHIDI），它是全球規(guī)模最大的水電勘測(cè)設(shè)計(jì)企業(yè),，他們負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并監(jiān)造了錦屏大壩,。達(dá)索系統(tǒng)公司的總裁兼首席執(zhí)行官錢伯納（Bernard Charlès）說(shuō)：“我一輩子都不會(huì)忘記第一次見面時(shí)他所說(shuō)的話�,！卞X伯納指的是成勘院的時(shí)任院長(zhǎng)鄭聲安,，后者因業(yè)績(jī)顯赫現(xiàn)已升任該集團(tuán)設(shè)計(jì)總院院長(zhǎng)。鄭聲安當(dāng)時(shí)義正言辭地告訴錢伯納：“我需要你能讓我像設(shè)計(jì)飛機(jī)一樣設(shè)計(jì)水電站,�,！保ê芏嘈袠I(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)所使用的工具和數(shù)字化程度仍然非常落后）錢伯納當(dāng)時(shí)心里默念：“這可真是個(gè)瘋狂的計(jì)劃�,！�
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      事實(shí)上,，錢伯納和他所領(lǐng)導(dǎo)的達(dá)索系統(tǒng)公司一向是以“瘋狂”著稱,。該公司曾經(jīng)利用自己的3D軟件，首次向全世界揭開了埃及胡夫金字塔是從內(nèi)部開始建造的歷史謎團(tuán),。他們甚至為破解干旱地區(qū)的水匱乏問(wèn)題提供了難以置信的方案—該公司成功模擬了用一兩艘拖船借助洋流將南極的冰山移至非洲的辦法,，他們還為這個(gè)項(xiàng)目找到了真實(shí)的投資方。此外,，該公司還耗資300萬(wàn)歐元完整地還原出了巴黎古城的原貌,，并幫助詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）將《阿凡達(dá)》搬上熒幕,。
盡管成績(jī)斐然,，該公司的發(fā)展也達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn)。汽車和航空,、航天業(yè)依然是購(gòu)買該公司軟件和服務(wù)最多的領(lǐng)域,，并占據(jù)其九成市場(chǎng)。在巴黎證券交易所上市的達(dá)索系統(tǒng)公司常常遭到分析師和證券投資者的批評(píng)和抨擊,，稱其業(yè)績(jī)和財(cái)務(wù)過(guò)于保守,，“毫無(wú)野心”。

      “我想如果公司換了別的首席執(zhí)行官,，達(dá)索系統(tǒng)的規(guī)�,？隙ū痊F(xiàn)在更大�,！币呀�(jīng)做了20年該公司首席執(zhí)行官的錢伯納當(dāng)然有他所堅(jiān)持的信條,。在他看來(lái)，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)更為重要,。一家企業(yè)如果把精力分散到太多的項(xiàng)目當(dāng)中,，勢(shì)必會(huì)削弱能力，最終還是會(huì)影響業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)(autodesk躺槍）,。錢伯納提醒說(shuō)：“曾經(jīng)一些比我們龐大得多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就是這樣消失的,。”

& O0 \; w% A7 `' u* g   不過(guò),，這并不代表不能走出自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。他話鋒一轉(zhuǎn)：“但是我們做了,。而且成功了,。”錢伯納從隨身攜帶的iPad里翻出幾張錦屏大壩的照片說(shuō),，這是該公司第一次進(jìn)入能源尤其是水電行業(yè),，“這是在中國(guó)的第一次，也是全世界的第一次,�,！彼�隨后指出,，進(jìn)入新領(lǐng)域的關(guān)鍵是要把握住持續(xù)前進(jìn)的節(jié)奏和平衡點(diǎn)—當(dāng)然要保持創(chuàng)新和擴(kuò)張，前提是公司在原有業(yè)務(wù)上保持增長(zhǎng),。其實(shí),，如今的達(dá)索系統(tǒng)公司已經(jīng)深入到12個(gè)迥然不同的行業(yè)里（即便分析師們認(rèn)為他們可以做得更多），甚至包括生命科學(xué)和金融服務(wù),。
錢伯納再次提起用3D軟件描繪一座水電站到底有多難,。他說(shuō)，那可是數(shù)十公里的山脈,、河流,，龐大的地下廠房和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的機(jī)器和零件，飛機(jī)和航空母艦作為體量最大,、構(gòu)造最復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品與之相較也遜色不少,。“這完全不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的難度,�,！边_(dá)索系統(tǒng)公司大中華區(qū)銷售副總裁李智軍經(jīng)歷了該公司與成勘院合作的全過(guò)程，他認(rèn)為除了龐大的數(shù)據(jù)采集工作令人生畏以外,，達(dá)索系統(tǒng)至少還需要迎接兩個(gè)層面的巨大挑戰(zhàn)：首先是其軟件產(chǎn)品必須做出改進(jìn)和重新測(cè)試,、匹配，因?yàn)樗�描述的�?duì)象完全變了,，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變帶來(lái)的影響甚至是革命性的,；其次是業(yè)務(wù)層面，達(dá)索系統(tǒng)所面對(duì)的客戶群體及專業(yè)知識(shí)是此前完全陌生的,。設(shè)計(jì)和建造一個(gè)水電站可能涉及氣候,、水利、電力,、地質(zhì),、機(jī)械等超過(guò)40門專業(yè)學(xué)科，期間各部門的準(zhǔn)確溝通和有效管理是成功的關(guān)鍵,。后者提出的挑戰(zhàn)可能更大,，李智軍說(shuō)：“一開始，我根本聽不懂對(duì)方在說(shuō)什么,�,！�
在與成勘院合作之初，李智軍一邊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入極大精力自學(xué),，一邊招募專業(yè)人士加入其中,。他們數(shù)十次拜訪客戶，與其不斷溝通交流,�,！氨仨氉寣�(duì)方的核心技術(shù)人員介入其中并用自己的專業(yè)精神獲取他們的信任,。”這是李智軍從中悟到的心得,，他說(shuō)只有這樣,，對(duì)方才能說(shuō)出那些不輕易講的奧秘—他們是為數(shù)不多但深知行業(yè)痛點(diǎn)的人。這些難得的經(jīng)驗(yàn)會(huì)讓你少走彎路,，更重要的是,，它可以幫助檢驗(yàn)和改進(jìn)達(dá)索系統(tǒng)的軟件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,。為了達(dá)到這個(gè)目的,，李智軍的團(tuán)隊(duì)花去了近兩年的時(shí)間。他說(shuō)：“這不是簡(jiǎn)單的買賣關(guān)系,。我們的目的是借助他們的經(jīng)驗(yàn),，共同完成他們之前完成不了的工作�,！�

      另一些困難可能關(guān)乎整個(gè)項(xiàng)目的成敗,，尤其是觸及到客戶敏感地帶的時(shí)候。達(dá)索系統(tǒng)公司最初為成勘院提供了一款名為ENOVIA的項(xiàng)目協(xié)同管理軟件,，這是一個(gè)涵蓋開發(fā)者,、合作伙伴以及客戶的綜合在線開發(fā)平臺(tái)，涉及項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)管控,、資源的投入,、戰(zhàn)略采購(gòu)、供應(yīng)商協(xié)作,、風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)出的監(jiān)測(cè),。這可能意味著客戶公司管理制度的一次大變革。例如,，該軟件基于最大程度地提升效率,，導(dǎo)致客戶公司原有的一些部門職能將發(fā)生變化，個(gè)別部門可能會(huì)被合并甚至是消失,；另一方面,，這種平臺(tái)化、共享化的技術(shù)手段致使公司管理變得更為透明,。在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,，這往往是公司改革最大的阻力。尤其是在中國(guó),，一些國(guó)有公司的管理體制完全是一個(gè)密不透風(fēng)的“黑盒子”�,！斑@時(shí),，你需要客戶公司最高領(lǐng)導(dǎo)層的堅(jiān)定認(rèn)可,。因?yàn)橹挥兴麄兡軌蛲苿?dòng)這件事情向正確的方向發(fā)展�,！崩钪擒娬f(shuō),，幸運(yùn)的是成勘院尤其是鄭聲安是一位愿意處理棘手問(wèn)題的改革者。李智軍認(rèn)為,，人在社會(huì)中也是呈正態(tài)分布的,，真正具有創(chuàng)新精神者至多占5%�,！斑_(dá)索系統(tǒng)的合作伙伴大多都是這樣的人,。”他補(bǔ)充說(shuō)道,。

+ p: \7 H  x9 [0 j* C0 V      “總會(huì)有那么一個(gè)困難的時(shí)刻,。”達(dá)索系統(tǒng)亞太地區(qū)及全球直銷渠道執(zhí)行副總裁羅熙文（Sylvain Laurent）說(shuō),，關(guān)鍵不在于遇到的困難,，而在于通過(guò)這個(gè)困難最后能夠獲得的科技創(chuàng)新。除了ENOVIA的應(yīng)用,，成勘院還將達(dá)索系統(tǒng)的著名三維設(shè)計(jì)軟件CATIA投入到其在建和設(shè)計(jì)中的所有水電站項(xiàng)目,。這在減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的同時(shí)，使其最大限度地降低時(shí)間和成本的浪費(fèi),�,！拔覀兡芡ㄟ^(guò)3D技術(shù)構(gòu)建一個(gè)虛擬世界�,！边_(dá)索系統(tǒng)公司大中華區(qū)總裁王皓峰說(shuō)道,。這樣做并不是要用虛擬代替現(xiàn)實(shí)，其目的是“優(yōu)化”—通過(guò)在虛擬世界的不斷嘗試,，找出現(xiàn)實(shí)世界的最佳捷徑,。鄭聲安在一次采訪中曾經(jīng)說(shuō)道：“已經(jīng)無(wú)法計(jì)算達(dá)索系統(tǒng)的軟件為我們節(jié)省了多少成本，但如果沒(méi)有當(dāng)初的合作,，成勘院一定達(dá)不到今天的高度,。”此外,，成勘院甚至還應(yīng)用達(dá)索系統(tǒng)的3DVIA Composer制作自己的三維出版物,。

      兩方的合作漸入佳境。在出色完成錦屏大壩項(xiàng)目之后,，成勘院與達(dá)索系統(tǒng)不斷攻城略地,，他們共同為二灘、溪洛渡,、向家壩等世界級(jí)特大型水電工程提供了設(shè)計(jì)解決方案,。在達(dá)索系統(tǒng)的幫助下,，成勘院如今的技術(shù)能力讓曾經(jīng)對(duì)其嗤之以鼻的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都刮目相看。他們?cè)谧罱鼛啄甑膰?guó)際招標(biāo)當(dāng)中,，多次擊敗了來(lái)自于俄羅斯甚至是歐美的強(qiáng)大對(duì)手,。2012年，達(dá)索系統(tǒng)與成勘院成為全球合作伙伴,，并聯(lián)合創(chuàng)建了一座服務(wù)于水電行業(yè)的工程數(shù)字化創(chuàng)新中心,。該中心位于成都，雙方均投入全職研發(fā)人員,。其共同改進(jìn)產(chǎn)生的水電數(shù)字化解決方案將被推向全球,。
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; t- w. m: ^) F' k9 c7 U1 D      這對(duì)于達(dá)索系統(tǒng)公司而言意義非凡。五年以前,，中國(guó)企業(yè)對(duì)達(dá)索系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)還僅僅停留在這是一家售賣軟件的公司,，甚至認(rèn)為其軟件炫酷花哨，但并非實(shí)用,。同時(shí),，對(duì)于這些企業(yè)主而言，購(gòu)買這類軟件意味著一筆不菲的花費(fèi),，至多只是一件錦上添花的事情,。比如中國(guó)的建筑行業(yè)，眾多的建筑設(shè)計(jì)師們尚習(xí)慣用二維軟件去繪制成卷的圖紙,；更不用提封閉落后的能源行業(yè),，他們一度對(duì)此態(tài)度冰冷。
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4 J4 U; u5 W. O7 R      達(dá)索系統(tǒng)在中國(guó)能源行業(yè)的作為為其推開了一堵沉重的閘門,。與此同時(shí),，他們?cè)诮ㄖ�行業(yè)的嘗試也已經(jīng)走向成熟。同樣是在2012年,，達(dá)索系統(tǒng)宣布與中國(guó)最著名的公共工程公司之一—上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司（SMEDI）共同在上海建立研發(fā)中心,，為橋梁道路、軌道交通,、給水和污水處理設(shè)施等領(lǐng)域提供基于達(dá)索系統(tǒng)3D體驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)字化解決方案,。樹立在中國(guó)南方江西省境內(nèi)的一座名為贛江二橋的新型橋梁是雙方合作的最新范例。用不了多久,，你可能就會(huì)在中國(guó)諸多的知名建筑中發(fā)現(xiàn)達(dá)索系統(tǒng)的身影,。
兩年前，該公司面世的“3D體驗(yàn)平臺(tái)”（3D EXPERIENCE）服務(wù)再一次改寫了制造業(yè)的歷史,。它讓設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單而有趣,，并且能夠使用戶提前體驗(yàn)尚未投入制造的產(chǎn)品。與此同時(shí)，從上海世博會(huì)的虛擬展館到北京鳥巢體育場(chǎng)的建設(shè),，從和諧號(hào)高速列車到C919大飛機(jī)項(xiàng)目,，達(dá)索系統(tǒng)在中國(guó)已經(jīng)顯得無(wú)處不在。
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# r8 G  A' }% T1 _; w7 W/ _      長(zhǎng)期以來(lái),，達(dá)索系統(tǒng)一直是創(chuàng)新的同義詞。它采取了各種措施,，鼓勵(lì)開拓性的思維,。Google允許工程師每周抽出一天時(shí)間來(lái)探索自己的想法，達(dá)索系統(tǒng)則允許公司的研究人員利用全部時(shí)間做同樣的事情,。錢伯納在公司內(nèi)部推行一項(xiàng)名為“創(chuàng)新激情”的公益企業(yè)計(jì)劃,，使其尖端的3D技術(shù)能夠?yàn)闅v史學(xué)家、考古學(xué)家,、研究人員和各種發(fā)明人員所用,，通過(guò)3D的仿真、建模以及在虛擬三維世界中的驗(yàn)證,，去解決或探索目前人類所面臨的一些問(wèn)題,，或者將某個(gè)領(lǐng)域的研究推向新高度。上面提到的“胡夫金字塔揭秘”,、“Ice Dream”（冰山夢(mèng)）和“數(shù)字巴黎”均誕生于此,。他們最新的項(xiàng)目是通過(guò)對(duì)細(xì)小的癌細(xì)胞建模，逐漸發(fā)現(xiàn)了其在人體內(nèi)擴(kuò)張?jiān)錾�的�?guī)律曲線,，這或許會(huì)成為該公司歷史上最驚人的成就,。

      “瘋狂的人改變了世界�,！卞X伯納開始滔滔不絕地談?wù)撟罱�正在閱讀的斯蒂芬·茨威格（Stefan Zweig）所寫的《麥哲倫航海紀(jì)》,。他最感興趣的是，麥哲倫離開港口之后,，他的腦子里在想什么—“他難道不擔(dān)心哪天從地球的邊緣掉下去,，那時(shí)候人們還不知道地心引力�,！卞X伯納最后說(shuō),，如果未來(lái)要寫一本書，他會(huì)把與成勘院一起挑戰(zhàn)錦屏大壩的故事寫進(jìn)去,。
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多領(lǐng)域
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. i5 c  R  v/ \- v) M! T工程建筑
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