从外包依赖到自主创新，自动化模型赋能大型工厂施工

利用STAAD.Pro构建自动化模型将设计与审查时间缩短80%提升制造厂的效率与可持续性Hyundai Engineering是一家成立于1974年的全球性工程公司在工厂基础设施与资产管理项目领域拥有数十年专业经验。为适应不断迭代升级的工业设施公司始终致力于在韩国及全球市场探索提升施工效率、降低成本、提高工程质量的方式。近期该公司正加速向模块化与预制混凝土施工转型这两种方法正快速重塑工厂施工模式。Hyundai Engineering自动化设计项目经理Dongwon Kim表示“工厂结构日趋大型化、复杂化现有现场施工方法面临着诸多挑战如施工周期长、人工成本高以及物流受限等。”意识到这些制约因素后Hyundai Engineering启动了一项战略项目对模块运输及预制混凝土结构所采用的结构分析与设计流程进行自动化改造。项目目标是构建数字化系统以实现对模块运输与预制混凝土施工构件的安全管控加快设计迭代并使整个分析流程更加顺畅高效。对外包分析的依赖与质量难题此前Hyundai Engineering在模块运输分析与预制混凝土设计可行性方面高度依赖外包咨询机构。Kim指出外包开展的运输研究“单个项目成本超1亿韩元且平均要2个月才能收到结果”。过长的周期导致内部排期变得非常困难 尤其是在需要快速进行可行性检查的竞争性投标阶段。这也造成了物流与规划层面的难题。Kim强调“模块体积大、重量大因此在运输过程中必须考虑道路条件、桥梁与隧道等制约因素且需要进行分析与规划以确保模块在运输过程中不被损坏。”Hyundai Engineering的工程师们采用人工方式设计模块化预制混凝土结构不仅难以适配不断变化的客户需求且每次修改时都必须重新进行设计。客户也越来越多地要求开展钢筋混凝土与预制混凝土结构的成本及用量对比分析但此类分析外包周期冗长导致项目排期极为困难。这种对外部合作伙伴的依赖制约了Hyundai Engineering的工作效率也使其难以快速对比不同结构方案或在设计需要变更时及时做出调整。为运输与结构设计开发自动化模型为应对外包依赖与低效人工流程的局限性这家韩国公司使用Bentley的STAAD.Pro开发了内部自动化系统。借助该软件的高级自动化环境团队创建了模块化运输分析系统与预制混凝土设计系统。这些系统的开发均基于OpenSTAAD API与Command Editor。Kim指出“OpenSTAAD API与我们已经使用的C#编程语言完全兼容且支持数百种功能如结构模型创建、荷载条件设定、分析结果提取等等。”Hyundai Engineering通过自动化模型生成、荷载工况创建与参数化结构定义消除了重复性人工操作。模块化运输分析系统能够自动提取重量与几何数据、生成运输荷载工况、将支撑条件同步至STAAD模型并在设备布局或模块位置发生变化时快速做出调整。同样预制混凝土设计系统通过识别结构需求并直接生成节点约束条件实现了预制混凝土构件设计自动化。正如Kim所述该系统能“自动完成梁、屋面板与柱的设计确定节点位置与网格尺寸并将结果同步至STAAD模型中。”这种自动化技术标志着Hyundai Engineering设计工作流程的根本性转变。以往设计发生变更时需要重新开展计算与绘图工作而STAAD的可编程环境可实现即时更新与一致性建模。Dongwon Kim表示采用传统方法时“每次修改都必须重新开展所有图纸和计算工作。”如今这一方法已被精简的工作流程所取代既提升了精度也强化了各项目团队协作能力。借助Bentley工具Hyundai Engineering实现了流程提速、灵活性提升以及可信赖的数据获取。开启模块化预制混凝土基础设施的新时代Bentley的自动化部署助力提升效率、节约成本并在可持续发展方面取得显著成效。通过将原本外包的工作改为内部处理公司省去了此前用于运输分析及预制混凝土结构设计的高额外部成本。模块运输分析周期从过去的2个月缩短至2周以内按每年5个项目测算可节约5亿韩元。此前需投入成本外包、平均耗时1.5个月的预制混凝土设计审查工作如今可由内部团队在一周内完成。仅这些改进就能每年额外节约2.5亿韩元的预制混凝土相关外包成本同时加快项目进度提升设计响应效率。除经济效益外自动化系统还显著提高了工程质量与生产效率。Hyundai Engineering如今可探索更高效的结构方案优化体量设计并快速执行设计变更不再受以往制约创新的工期延误影响同时人为失误率减少90%。Kim表示这种设计敏捷性的提升还使团队“即使在项目投标阶段也能快速进行模块可行性审查大幅提高了项目中标概率。”因此这家韩国工程公司不仅节约了时间与成本更通过更快速、更可靠的决策赢得了更多业务机会。自动化模型同样直接助力可持续发展目标的实现。预制混凝土与模块化施工本质上减少了废料、降低了现场能耗并通过更智能的生产与优化的运输助力低碳排放。Bentley工具提升了精度支持对高效结构体系进行快速评估进一步强化了Hyundai Engineering的能力使其能够设计出更轻、更智能、更可持续的基础设施。归根结底这些进步标志着向数字化驱动、具备全球竞争力的行业环境转型。Kim指出“这些自动化系统正成为提升项目管理效率的核心技术其价值不仅体现在成本节约上更体现在提升中标率、提高设计精度、依托高效结构体系实现材料节约等方面创造的额外价值。这一成果也有望对全球施工技术趋势产生积极影响。”基于STAAD.Pro搭建的自动化体系在提升项目成效、推动行业迈入可持续模块化施工新时代的进程中发挥了关键作用。