工业革命经历了电气化、机械化变革，已达到机械、电力、信息相结合的第三代智能制造革命。 数字化、智能制造技术是“第三次工业革命”的核心技术。
数字化工厂的本质是实现信息的集成。 其建设过程主要涉及设计、施工和运维三个阶段，需要应用数字建模、施工模拟、虚拟现实/增强现实（VR/AR）等技术。
1.设计阶段——3D建模是基础
在数字化工厂设计阶段，利用BIM技术构建三维数字化模型，优先建立符合实际情况的完整建筑工程信息数据库，降低后续阶段的信息传输成本。项目建设。 3D模型覆盖的所有几何和非几何信息，以及数字化工厂建设的全生命周期，是数字化工厂实现从设计到运维阶段以及后期数字化交接的一体化建设的重要保障。
2、施工阶段——施工模拟是关键
在施工阶段，利用施工仿真技术对数字化工厂建设过程进行可视化、分析和跟踪，包括运输规划、临时工作乃至实际工程成本，完善施工进度计划，管理项目施工进度和成本。
3、运维阶段——数据集成实时沟通
在运维阶段，设计、施工阶段的数据通过协同工作平台进行集中，实现跨部门、跨区域的协作和数据互联，保证所有施工信息自始至终同步更新。即时的。 为后续数字化移交打下坚实基础。
3D数字化工厂建设涉及的专业和软件较多。 下面，我们以业内最全面的Bentley 3D数字化工厂解决方案为例，看看建设3D数字化工厂需要哪些软件。
针对工厂行业的工程设计需求，Bentley 3D 数字工厂提出了涵盖数字工厂设计/建设/运维的全生命周期解决方案。
解决方案主要应用模块
工作过程
新的数字3D设计流程包括初始项目批准、明确项目规模以及通过数字化要实现的目标。 然后，将整个项目分解为区块，确定项目人员分工，制定项目规章制度，指定相应的时间节点和其他工作任务。 在进行3D设计操作之前，需要为项目交付指定统一的标准样式，例如统一的绘图环境、统一的标准、统一的模板等。
进入详细设计阶段，采用各专业并行设计流程，采用同一坐标系进行三维并行设计。 例如，在流程行业：确定主要管道和设备的参数，使用2D设计工具OpenPlant PID快速绘制系统工艺流程图，并将属性信息传输到3D建模工具OpenPlant Modeler进行3D建模详细建模阶段，并使用参考命令工具与其他专业 3D 设计内容（OpenBuilding Designer、Bentley Raceway 和 Cable Management、ProStructures 等）无缝协作，协同工作并并行设计。 最终结果可以通过自动生成的管道等轴测图、材料清单、竖向剖面来传递，为施工阶段提供全面的数字模型技术支持。
整个设计、协作和交付流程均通过 ProjectWise 进行管理，所有流程均通过 Navigator 进行动态浏览和审核。 LumenRT可以对最终结果进行最合理的渲染和动画显示。
Synchro 能够对施工流程、施工进度规划、高级风险管理、同步设计变更、供应链管理和成本管理进行可视化模拟。
解决方案软件模块
1.工艺设计产品系列：OpenPlant系列产品工具
（PID、建模师、等距经理、正交经理、支持工程）
1. 智能工厂设计和自动化的可交付成果
Process Designer 可以使用管道、阀门和仪表基元和接线以及设备验证项目管道规范快速创建智能工厂设计。 基于构件库和水平库建立三维工厂模型，可自动生成管道等轴测图、纵横剖面图、支吊架详图等施工交付文件。 通过统一管理和优化，最大限度地减少最终交付图纸的人工修改。
2. 灵活性、多专业设计
OpenPlant 允许您使用一套通用软件进行 3D 建模、生成过程管道和仪表原理图、创建工厂立面图和管道等轴测图，以及支撑和吊架详细设计和装配。 您可以使用设计工具在独立环境中运行或将它们部署到世界各地的办公室，以便您可以在需要时访问它们。 增加项目团队合作的环境，允许团队以不同的形式（线上或线下）一起工作。
3. 数据一致性和准确性
OpenPlant 有助于最终 P&ID 和 3D 模型的维护以及施工、安装、运营和维护阶段的实时更新。 提供丰富的工程数据，包括智能等轴测图，其中包含整个项目生命周期的组件标记信息，包括组件标签信息、参考编号、制造项目代码和材料等。
4. 与其他软件的互操作性
与其他产品的互操作性包括 Bentley 的结构产品 ProStructure 和电气产品 BRCM，以及通过 ProjectWise 实现工厂中跨多个学科更有效的协作设计。 利用OpenPlant灵活的软件环境部署，还可以通过使用ISO 15926和i-models开放数据模型的软件实现与第三方软件数据模型的互操作性。
5、有效的项目管理能力
通过访问控制管理、状态跟踪和有效的数据交换来提高项目团队的效率。 严格控制所有可交付成果的内容，无论是通过文件还是组件来管理整个项目工作。 通过创建项目范围的报告，还可以快速生成整个工厂设计的可见性。
2. Bentley Raceway and Cable Management (BRCM)，专业的电气仪器电缆设计工具
BRCM 可以设计桥架和电缆系统。 BRCM 是第一个也是唯一一个集成了布局、布线和材料核算的系统钢结构设计软件哪个好，可节省时间并降低成本。 通过概念和详细设计的自动化设计流程快速跟踪您的下一个项目。 使用智能 3D 模型减少碰撞、确保间距并获得准确的偏移量，防止施工延误。
满足通信、控制和电力电缆敷设的需要
变电站/OpenPlant 变电站和发电设计中国工具包
3、专业建筑设计工具OpenBuilding Designer（OBD）
1. 提高协作能力
OBD建筑设计是一款多学科结合的专业协同设计软件，在设计过程和实践中包括建筑设计结构、建筑暖通、建筑电气等模块。 这使得施工团队能够通过一个统一的设计环境共享一套工具和工作流程来改进和促进合作，从而使问题的解决变得更加容易。
2. 减少传输信息和修改过程中浪费的时间
由于 OBD 的互操作性和可扩展性，可以集成内容大小、类型或格式。 花更少的时间修改和传输信息，花更多的时间进行设计，它可以支持小型和大型项目，因此您可以在需要的地方使用模型。 。
3. 为设计和决策提供信息
自动生成信息丰富的可交付成果钢结构设计软件哪个好，反映建筑师的最新设计信息，以便您可以清楚地传达设计意图。 通过提供标准化的驱动方法，可交付成果与强大的可视化功能相结合，可以快速识别有效的模型信息而不是工作信息，以便您可以做出最佳的设计决策。
4、能够更快地响应客户需求
OBD提供了强大的设计建模环境，能够进行复杂的几何建模。 此外，OBD还具有对异形物体快速建模的能力。 它可以轻松处理从原理图设计模型到详细设计模型的一切，帮助设计人员应对各种可能的情况。
5. 根据建筑性能评估实际能耗
OpenBuilding Designer 可帮助您估算并生成实际建筑能耗的真实可视化效果。 通过各种建模和场景模拟探索并确定最合理的设计选项。 可以完成日照高度、坡度、照度和阴影的分析，并基于碰撞检查功能解决实际建模冲突问题。
4.专业结构设计工具Prostructs（Proconcrete/ProSteel）
混凝土：
1. 减少生产时间：灵活且人性化的3D建模钢筋混凝土结构，开放的工作环境。 准确的项目设计生产可以减少错误和遗漏，从而缩短生产时间。 建模快速、方便、灵活，功能强大，对任何钢筋混凝土建模精度均可达到100%的形状参数。 当具体尺寸改变时，钢筋会根据需要自动调整。
2. 提高效率：通过用户定义的三步流程简化绘图标准。 使用 MicroStation 技术“动态视图”，您的团队可以轻松生成平面图、章节、细节和立面图的 2D 绘图输出。 通过这个简单的任务，您可以清楚地传达设计意图、提高效率并实现“错误最小化”。
3. 提高准确性：报告、进度和数量基于模板，并且可以根据公司或项目标准轻松定制。 降低数量不准确的风险。
4、物料清单直接与3D模型挂钩，物料清单准确可靠。
5、数据精准共享：与其他专业共享项目信息，在多环境情况下通过结构化数据将最小化数据精准共享给整个项目团队。
普钢：
1. 缩短生产时间：ProSteel业界领先的钢结构建模功能提供了灵活、开放、用户友好的3D建模环境。 它还包括参数化建模功能，可生成准确的项目设计序列，减少错误和遗漏，从而缩短生产时间。 快速、方便、灵活、强大的建模功能是标配。 标准钢结构目录提供了方便的用户定制和钢楼梯、栏杆和梯子等常见对象的参数化创建。
2. 提高效率：基于3D模型，可以自动创建精确的2D文件，例如输出图纸和材料清单，让您和您的团队提高效率。 输出每个梁和柱的单独图纸，包括直接连接到 3D 模型的所有侧面（顶部、侧面）的视图。
3.提供最佳的解决方案选项：几乎所有东西都可以在形状和材料描述上进行定制，包括输出多种样式的物料清单（BOM）和信息元素数据库。 这使得 ProSteel 非常灵活且开放，能够满足个性化产品要求。 此外，在详细设计阶段之前，工程师可以研究多种选择并向客户提出最经济的选择。
4、降低风险：通过动态版本更新和状态管理，提高文档和组件的质量控制，自动更新属性状态到整体项目文档和控制版本，可以减少和避免设计决策阶段的风险。
5.项目团队之间数据的精确共享：通过三维结构模型与结构分析模型和设计应用软件的交互，可以从Bentley的RAM和STAAD导入到Revit和Tekla。 ProSteel 可以生成发布到 CNC 机床的文件，这是制造业中使用计算机控制机床进行制造加工的过程。 此外，您还可以使用iModel、OBD和IFC格式、SketchUp文件和DWG文件进行数据交互。
5.总体规划/场地专业设计工具OpenRoads
1、整合地质数据，利用测绘数据、实景模型等地形数据创建和分析地形模型。 丰富的模板库，创建场地模型，优化开挖设计，灵活的道路模型设计，创建地下管网模型。
2.利用测绘数据、实景模型等地形数据，可与所有主流品牌的数据采集设备进行数据交换，几乎可处理所有数据源：如原始数据、ASCII站位/偏移量/高度差异，ASCII XYZ。 可以处理来自不同来源的调查数据，减少昂贵且冗余的数据转换。 支持从照片和点云生成的现实生活模型。
3. 创建和分析地形模型。 测量数据、ASCII 文件、MicroStation 2D/3D 图形和数字高程图都可以用作创建三角网格的数据源。 大量的分析工具，包括坡度、高程等分析工具。
4. 创建场地模型。 允许通过强大的站点模型工具快速浏览不同的设计选项并可视化编辑设计。 Site模块的最大优点是可以轻松创建和修改设计。 拖放编辑功能可以大大提高工作效率。
优化开挖设计。 强大的可视化工具可以快速展示设计结果。 可用于工程项目的快速评估，选择最优的设计方案。
6.结构分析专业工具STAAD.Pro
STAAD.Pro 是一个完全集成的有限元分析和设计解决方案，包括出色的用户界面、可视化工具和国际设计规范。 它用于分析几乎所有类型的受静载荷、动力响应、土壤-结构相互作用或风、地震和移动载荷影响的结构。 目前在全球近100个国家拥有超过16万用户。
STAAD.Pro 具有一系列高级分析功能，包括线性静态分析、响应谱分析、时程分析、电缆分析、推覆分析和非线性分析，为您的工程团队提供可扩展的解决方案，随时满足您的项目要求。
无论您在设计结构时使用什么材料和规范，STAAD.Pro都可以帮助您轻松满足您的设计需求，包括美国、欧洲（包括欧洲规范）、北欧、印度和亚洲规范，甚至AASHTO、ASCE52等特殊规范、IBC 和美国铝规范。 目前STAAD.Pro中文版已经支持中国钢结构规范（GB50017）、荷载规范（GB50009）和抗震规范（GB50011）。
STAAD.Pro 是经过 ISO9001 认证的软件，完全符合核工业制定的严格软件验证标准（10CFR Part 50、10CFR 21 和 ASME NQA-1-2000）。
7.管道应力分析工具AutoPIPE
AutoPIPE是一套具有完整Windows界面的管道分析软件。 主要计算管道系统承受静载荷和动载荷时的许用应力、力、力矩和位移。 AutoPIPE可以分析各种复杂的管道系统：如地下管道分析、波浪载荷、水锤效应、FRP/GRP管道以及管道与钢结构之间的协同分析。 AutoPIPE兼有面向对象的图形技术和动态表单输入输出，并有机地结合在一起。 此外，高水平的分析能力也是其他软件无法比拟的。
1. 独特且直观的用户界面
直观的用户界面可以节省大量设置和修改管道系统的时间。 通过单击绘图，您可以随时插入、修改或删除配件、支撑或荷载。 对模型进行任何操作后，应力分析模型都会实时更新。
另外还有标准的图形输入界面。 AutoPIPE 还提供基于网格表单的输入。 两种输入法可以同时使用并及时更新。 在表格中，各种管件和负载可以分类到不同的表格中，并按尺寸（例如管径或长度）排序，以便您可以快速检查输入的数据是否正确。 此外，AutoPIPE具有99项撤消/恢复功能，可以实时恢复以前的错误操作。
2. 先进的分析功能
AutoPIPE提供独特的功能，包括地下管道、海上FPSO平台、海底管道、动态载荷、非线性约束等分析。此外，AutoPIPE还具有局部应力计算、时程分析、瞬时流体变化和安全阀计算、管架提供间隙和摩擦力计算、夹套管计算和 25 种管道规格。
3. 分析结果图形化显示
分析结果后，您可以单击图表上的任何对象来读取其应力、变形、力和力矩。 此外，AutoPIPE会用颜色来表示管道的应力分布，让您快速知道超出允许应力的部分，节省阅读大量报告的时间。 AutoPIPE提供了超过500种荷载组合，您可以过滤、排序并以表格形式在屏幕上显示最大的结果值。
8. 现实生活建模ContextCapture
使用 ContextCapture，您可以为所有类型的基础设施项目快速生成最具挑战性的真实 3D 模型。 而这一切都来自于你拍摄的普通照片。 无需昂贵的专用设备，您就可以快速创建详细的 3D 现实模型，并使用它们为整个项目生命周期的设计、施工和运营决策提供准确、真实的环境。
您可以经济高效地开发精确的实景网格，而无需在专门的采集设备和相关培训上投入大量时间和成本。 您可以使用普通相机拍摄的超过 100 亿像素的照片轻松生成具有精细细节、锐利边缘和几何精度的 3D 模型。
9.视觉渲染软件LumenRT
借助 Bentley LumenRT，您无需成为计算机图形专家，即可将数字逼真功能与基础设施模拟设计相集成，为项目利益相关者创建令人惊叹的视觉效果。 这款革命性的实时可视化工具易于 AECO 行业专业人士使用，并且能够生成极其美观且易于理解的可视化效果。 借助 Bentley LumenRT，您可以：
10.施工可视化4D同步
SYNCHRO为数字技术提供了高度的数据互操作性，推动建筑行业从传统的二维规划和独立工作流程向高度协作、高效的四维可视化规划和VDC项目管理流程演进。
SYNCHRO 专注于提供单一技术解决方案来创建您的方法并准确地可视化、分析、编辑和跟踪您的整个项目，包括项目进度和临时任务。 这种可视化和数据丰富的环境可以帮助所有团队成员参与清晰可见的流程，以优化从招标、施工、调试到移交的所有类型的建设项目，从而实现持续改进、消除浪费和增值。
11. 协作平台ProjectWise
Bentley提出了工程生命周期管理的概念。 ProjectWise ConNECT Edition 正是基于这一概念。 它将项目周期的各个参与者整合在一个统一的工作平台上，改变传统分散的沟通模式，实现信息的集中存储和访问，缩短项目周期时间，增强信息的准确性和及时性，提高各方协同工作的效率参与者。
ProjectWise ConNECT Edition 工程内容管理和协同工作平台技术服务合同，通过该平台可以实现的目标可以概括为：
全球化改变了我们的工作方式，使我们有机会与世界各地的人们合作开展项目。 ProjectWise Design Integration 软件可帮助您连接地理上分散的团队中的人员和信息，以管理、查找和共享 CAD 和地理空间内容、项目数据和业务文档。
使用 ProjectWise Design Integration，您可以确保紧密集成的多学科工作流程管理，以加速项目文档的共享和重用，并利用可追溯性功能支持闭环流程，从而缩短进度并推进项目。
通过分布式团队之间的全球工作共享来简化您的设计工作流程。 打破地域和技术界限，确保每个人都可以查找、共享和重用项目信息、工程数据和通信内容，并积极参与团队协作。
— 跨组织安全地共享文件
— 定义谁可以查看和编辑项目内容
— 使用 Microsoft Active Directory 管理用户身份验证
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— 在 ProjectWise 管理的 PDF 中启用数字签名
避免数据丢失、版本控制问题以及电子邮件、FTP 和其他非托管通信中的延迟。 以优化的可靠性和可追溯性创建和管理正在进行的工程项目。 借助项目信息管理功能，您可以降低未经授权访问的风险并消除冗余数据。
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— 查找引用任何给定图形文件的所有文件
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