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實驗結果。利用STAAD/Pro優秀的分析引擎，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條件，順利按時完成安裝作業。

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：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常火熱，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，使平臺煥發出新的生機。

在工程進行中，用戶通過對Bentley軟件系統的使用，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據，成功地保障了海上油氣生產的安全、環保和經濟性。

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：中國現在是世界最大的建筑市場，中國的人口持續增長，發展也非常快，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常快。

面對這一形勢，建筑設計也在發生著變化。現在的建筑結構包括很多方面，如采光、節能、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，現在一下午就算完了；二是設計精度更精細了，可以大量地節省鋼材、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，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，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很大的優勢就是產品的寬度與深度。雖然市場上很多產品都很優秀，但都是單一的產品，只針對某一個特定結構形式執行特定的任務，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，極易導致數據丟失，而Bentley建立了一個閉環流程，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據的丟失或者精準的缺失。

其次，現在很多項目都是綜合性項目，由很多不同的專業共同完成，有管道、電氣等，而且這些專業的設計人員可能在不同的國家、地區和不同的辦公室，很少有機會互相交流。所以，他們之間的數據傳輸非常復雜、不方便。現在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。在建筑行業或結構行業，每個國家都有自己的本土規范和設計標準，我們投入非常大的精力進行了本土化開發，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現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，技術創新者和應用者也在開辟著發展的新天地。

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