工程界的新命題：以一款軟件抗擊自然風暴和經濟震蕩
——對話Bentley分析建模全球銷售負責人克拉克?麥當勞

文｜吳付標

建筑與工程領域，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？如何在波濤洶涌的大海上構建龐大而穩(wěn)固的導管架平臺？在經濟下行中，如何為石油平臺延壽以獲得理想的投資回報？在綠色建筑中，如何做到在不少一厘也不多一分的同時提升效率和效益？

在這個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，也需要過硬的技術支撐。而Bentley公司在進行業(yè)務結構調整之后，成立了一個新的部門——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責人克拉克?麥當勞，探索這一新興技術的新應用、新成就和新思考。

北海航站樓：怎么把我放這了，這有臺風啊

惡劣的自然環(huán)境向來都是設計師們需要考慮的首要因素，這關系到投資回報，更關系到無數(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，那么，我們靠什么？

問：北海航站樓在北部灣海邊，不時會受到臺風的侵擾，因此，設計建造團隊在抗臺風上下了很大功夫，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，因此這個項目在設計時面臨的很大挑戰(zhàn)就是要抵抗臺風。該項目主拱結構跨度為3米×69米，拱頂標高為24.8米，模型采用折線形成的多邊形模擬實際圓拱。在項目的結構設計中，用戶利用Bentley的分析建模軟件STAAD/Pro強大的建模能力，很快模擬出實體結構的力學計算模型，并準確導入風動力實驗的風荷載體形系數(shù)實驗結果。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，用戶每次對模型的分析都控制在10分鐘以內（早期的計算機硬件），這樣就實現(xiàn)了快速反復設計，可頻繁調整結構構件形狀和大小，這讓用戶在保證計算結果準確的前提下，使設計得以足夠細化，不僅設計周期有所縮短，更重要的是節(jié)省了大約20%的用鋼量，經濟效益顯著。

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

Clark：當然有，這只是陸地上的項目，條件更嚴苛的項目在海上。去年，中海油研究總院有一項投資70億元的項目，是目前為止國內最大的導管架平臺，有3萬噸，水深接近200米。海上平臺面對的不只有臺風，還有海嘯等多變的海洋環(huán)境，導管架安裝的過程非常復雜，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進行結構分析和水動力分析。

一般像這樣的項目，都是將結構設備分成很多段運到安裝地點現(xiàn)場拼接，但這個項目卻是直接建造后運到安裝地點，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，讓項目安裝周期大大縮短，并大量減少安裝駁船、設備使用及施工費用。

在安全性方面，工程設計師利用Bentley在海洋工程領域中提供的分析計算技術，大大提高了大型海洋工程的模擬能力，根據計算結果設計出可靠、高效的方案，在中國南海的復雜海況條件下，及時準確地預判作業(yè)條件，順利按時完成安裝作業(yè)。

圖為阿依艾工程軟件（大連）有限公司在北海機場設計的新航站樓b

石油企業(yè)：經濟下行、油價不振，如何盈利

工程設計的新趨勢逐漸顯露：經濟下行，省錢是王道；設計理念正轉變，要效率更高、設計更精。新趨勢下，是偃旗息鼓還是乘風破浪？

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

Clark：石油是維持現(xiàn)今世界經濟運行的基本動力之一，這是毋庸置疑的，因此，我們需要這些石油平臺。但考慮到經濟下行的整體趨勢，除了開源更要節(jié)流。如今，各家石油公司的石油平臺已經運行多年，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值。我們可以通過對老平臺重新分析、評估，按照評估結果進行再改造，讓生產壽命延長10多年，這樣，老平臺的產出會極大地提高效益和利潤。

印度去年的整個海洋工程市場非?；馃?，幾乎沒有受經濟下行太大的影響。印度海有100多個導管架平臺進行了重新加固，延長了使用壽命，使石油公司大大減輕了經濟壓力。

問：中國正在以提高科技含量推動向效能、節(jié)能方向的轉變。在這方面，分析建模技術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80年代至今的30年運營中，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。

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

問：面對中國的綠色建筑工程，分析建模技術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?？?，對基礎設施的需求也更多，包括住宅、建筑、機場、道路、鐵路等，而隨著人口的增長以及生活水平的提高，新的基礎設施增長將會非?？?。

面對這一形勢，建筑設計也在發(fā)生著變化?，F(xiàn)在的建筑結構包括很多方面，如采光、節(jié)能、抗震、抗臺風、浮力、管道壓力、給水排水等。以前，我們對建筑結構的分析并沒有那么精細，因為大家不會算，或者說在這上面沒有相應的工具能夠完成這樣的計算，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，我們有了相應的設計計算工具，提高了計算的效率：一是設計周期變短了，原來建一個普通的樓，要算幾個月，現(xiàn)在一下午就算完了；二是設計精度更精細了，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在建筑工程設計方面提供了很多產品，如結構、管道、橋梁、浮式等方面的產品，專門設計用于陸地、海洋的產品，以及適用于工廠、核電、交通、海上平臺等不同建筑類型的產品。我們也通過不斷地更新產品、提供新的產品，來滿足人們在基礎設施投資領域的需求。

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，增強競爭力，從來不是容易的事。對于建筑工程設計軟件來說，方便用戶是取得用戶青睞的金鑰匙。

問：在建筑行業(yè)，工程設計軟件的市場競爭相當激烈，您認為Bentley軟件的競爭優(yōu)勢在哪里？

Clark：首先要比較一下我們的產品，以結構方面產品為例，Bentley很大的優(yōu)勢就是產品的寬度與深度。雖然市場上很多產品都很優(yōu)秀，但都是單一的產品，只針對某一個特定結構形式執(zhí)行特定的任務，而Bentley的STAAD、RAM等軟件針對每種結構、形式都能很好地處理。同時，Bentley有著豐富的結構產品，每個產品都有不同的功能定位，涵蓋了從最初的結構建模分析到設計分析、出圖的過程。目前，使用其他軟件的工程設計，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品，極易導致數(shù)據丟失，而Bentley建立了一個閉環(huán)流程，用Bentley產品建模，把模型直接導到結構分析，結構分析完成之后，這個結構模型可以直接導入到Bentley相應軟件進行出圖，例如，直接把STAAD分析或者RAM模型直接導入Prosteel出圖，不需要對模型進行過多的修改以免導致數(shù)據的丟失或者精準的缺失。

其次，現(xiàn)在很多項目都是綜合性項目，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)的設計人員可能在不同的國家、地區(qū)和不同的辦公室，很少有機會互相交流。所以，他們之間的數(shù)據傳輸非常復雜、不方便?，F(xiàn)在Bentley做的很多接口工作，目的就是簡化工作流程，提高項目的工作效率，降低項目成本。例如，我們的結構產品和管道產品就開放了接口。

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)或結構行業(yè)，每個國家都有自己的本土規(guī)范和設計標準，我們投入非常大的精力進行了本土化開發(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品線，如從Ultramarine收購MOSES。當時我們拜訪了很多SACS的用戶，對于“如果做結構分析用SACS，那么做浮式結構水動力分析用什么產品”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結構分析，又需要MOSES水動力分析，需要同時把MOSES和SACS結合起來，進而促成了收購MOSES的想法并付諸實施。

風暴不止，經濟動蕩不住，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、機場連接世界，借助科技的進步，建筑和工程項目正在發(fā)現(xiàn)與大自然的和諧相處之道。

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

從三維協(xié)同設計到分析建模，技術在創(chuàng)新，行業(yè)也在呼喚著進步。風暴不止，經濟動蕩不住，我們可以選擇自己的道路。