數字工廠的本質是實現信息集成，其建設過程主要涉及設計、施工和運維三個階段，需要應用數字建模、施工仿真、虛擬現實/增強現實(VR/AR)等技術。
1.設計階段——3D建模是基礎。
在數字工廠的設計階段，利用BIM技術構建三維數字模型，優先建立與實際情況相符的完整建築工程信息庫，降低工程建設後續階段的信息傳遞成本。三維模型覆蓋的所有幾何信息和非幾何信息，伴隨著數字化工廠建設的全生命周期，是數字化工廠實現從設計到運維階段的壹體化建設和後期數字化移交的重要保障。
2.施工階段——施工模擬是關鍵。
在建設階段，利用施工仿真技術對數字化工廠建設過程進行可視化、分析和跟蹤，包括交通規劃、臨時工作乃至項目實際成本，完善建設進度，做好項目建設進度和成本管理。
3.運維階段-數據集成實時通信
在運維階段，通過協同工作平臺將設計和施工階段的數據集中在平臺中，實現跨部門、跨區域的協同和數據互聯，確保所有施工信息自始至終同步，實現實時更新，為後續的數字化移交打下堅實基礎。
三維數字工廠的建設涉及到很多專業和軟件。下面就以業界最全面的賓利3D數字工廠解決方案為例，看看3D數字工廠的建設需要哪些軟件。
賓利3D數字化工廠針對工廠工業工程設計的需求，提出了覆蓋數字化工廠設計/建設/運維全生命周期的解決方案。
新的數字三維設計過程包括在最初的項目建立中定義項目的規模和數字化的目標。然後將整個項目分解成塊，確定項目人員分工，制定項目規章制度，規定相應的時間節點。在3D設計操作之前，需要為項目交付指定統壹的標準樣式，例如統壹的繪圖環境、統壹的標準和統壹的模板。
進入詳細設計階段，采用各專業並行設計的流程，使用同壹坐標系進行三維並行設計。比如工藝專業:確定主要管道和設備的參數，通過二維設計工具OpenPlant PID快速繪制系統的工藝流程圖，將屬性信息傳遞給三維建模工具OpenPlant Modeler進行三維詳細建模階段，使用參考命令工具，其他專業三維設計內容(OpenBuilding Designer、Bentley線槽和電纜管理、PROSTRUCTURES等。)無縫的相互參考和協同工作，並行設計。最終成果可通過自動生成的管道軸測圖、物料清單、垂直剖面圖交付，為施工階段提供全方位的數字模型技術支持。
全流程通過ProjectWise管理整個設計、協作、交付流程，通過Navigator動態瀏覽、碰撞所有流程。LumenRT可用於最終結果的最合理渲染和動畫顯示。
同步可以實現施工過程可視化仿真、施工進度計劃、高級風險管理、同步設計變更、供應鏈管理和成本管理。
壹、工藝設計產品系列:OpenPlant產品工具。
(管道儀表流程圖、建模師、等距圖管理器、正射圖管理器、支持工程)
1.智能工廠設計和自動化的可交付成果
工藝流程設計可以快速創建智能工廠設計，使用管道和閥門、儀表元件和布線以及設備來驗證項目管道規格。三維工廠模型的建立以構件庫和等級庫為基礎，可以自動生成管道軸測圖、垂直剖面圖和支吊架詳圖等施工交付文件。人工修改，通過統壹管理和優化，盡量減少最終交付的圖紙。
2.靈活性和多學科設計
OpenPlant允許您使用壹套通用軟件進行三維建模，生成工藝管道和儀表的示意圖，創建工廠的水平和垂直截面圖，管道的軸測圖，還可以設計和組裝支吊架的詳圖。您可以使用設計工具在獨立的環境中運行，或者在世界各地的辦公室中部署它們，以便您可以在需要時隨時訪問它們。增加項目團隊合作的環境，讓團隊以不同的形式在線上或線下壹起工作。
3.數據的壹致性和準確性
OpenPlant便於維護最終的P & amp；在施工、安裝和運行期間實時更新ID和3D模型。提供豐富的工程數據，包括整個項目生命周期內構件標註信息的智能軸測圖，包括構件標簽信息、標簽號、制造項目代碼和材料等。
4.與其他軟件的互操作性
與其他產品的互操作性包括賓利的結構產品ProStructure和BRCM電氣產品，以及通過ProjectWise在工廠中實現更有效的協作設計。借助OpenPlant靈活的軟件環境部署，還可以通過使用ISO 15926和i-models開放數據模型實現與第三方軟件數據模型的互操作。
5.項目的有效管理能力
通過訪問控制管理、狀態跟蹤和有效的數據交換提高項目團隊的效率。嚴格控制所有可交付成果，無論是通過文件還是組件管理整個項目工作。通過創建項目範圍的報告，還可以在整個工廠設計中快速生成其可見性。
第二，賓利電纜管道和電纜管理(BRCM)，壹個專業的電氣儀表的橋梁設計工具。
BRCM可以同時設計橋梁和纜索系統。BRCM是第壹個也是唯壹壹個集布局、路由、物料統計於壹體的系統，可以節省時間，降低成本。概念設計和詳細設計的自動設計過程可用於快速跟蹤下壹個項目。通過使用智能三維模型來減少碰撞，保證間距，並得到準確的偏移，防止工程建設的延誤。
滿足通信、控制和電力電纜敷設的要求。
中國變電站/露天變電站和發電設計工具包。
三、建築專業設計工具OpenBuilding Designer(OBD)
1.提高合作能力
OBD建築設計是壹個多專業的專業協同設計軟件，包括建築設計結構、建築暖通、建築電氣等模塊。在設計過程和實踐中，通過在統壹的設計環境中共享壹組工具和工作流，使施工團隊更容易改進和促進合作。
2.減少傳遞信息和修改過程中浪費的時間。
由於OBD的互操作性和可擴展性，內容的大小、類型或格式可以被集成。少花時間修改和傳遞信息，多花時間設計。它不僅可以支持小項目，還可以運行大項目，所以妳可以在妳需要的地方使用妳的模型。
3.為設計和決策提供信息
自動生成信息豐富的可交付物，這些可交付物反映了建築師的最新設計信息，您可以清晰地傳達您的設計意圖。通過交付標準化的駕駛模式，可交付成果結合強大的可視化功能，您可以快速識別有效的模型信息而不是工作信息，以便您可以做出最佳的設計決策。
4.能夠更快地響應客戶的需求。
OBD提供了強大的設計建模環境，可以勝任復雜的幾何建模。此外，OBD擁有異形體的快速建模能力，可以輕松處理從概念設計模型到詳細設計模型，幫助設計師應對各種可能出現的情況。
5.根據建築性能評估實際能耗
OpenBuilding Designer可以幫助您評估實際的建築能耗，並相應地生成逼真的視覺效果。通過各種建模和場景模擬，探索和確定最合理的設計方案。可以完成太陽光高度、坡度、光照、陰影的分析，並根據碰撞檢查功能解決實際建模沖突問題。
第四，專業的結構設計工具ProStructures(ProConcrete/Prosteel)
混凝土:
1.減少制作時間:靈活、人性化的鋼筋混凝土結構三維建模，開放式的工作環境。準確的項目設計和生產減少了錯誤和遺漏，從而減少了生產時間。快速、方便、靈活的建模和強大的功能，任何鋼筋混凝土模型的精度可以達到100%形狀參數。當具體尺寸發生變化時，鋼筋會根據需要自動調整。
2.提高效率:在用戶預定義的三步流程中簡化繪圖標準。使用MicroStation技術“動態查看”，您的團隊可以輕松地為計劃、章節、細節和立面生成2D繪圖輸出。妳可以清晰地傳達設計意圖，提高效率，通過這個簡單的完成“誤差最小化”的工作。
3.提高準確性:報告、時間表和數量基於模板，很容易定制公司或項目標準。降低數量不準確帶來的風險。
4.物料清單直接鏈接到3D模型，因此準確可靠。
5.精準的數據共享:與其他專業共享項目信息，通過多個環境下精準的結構化數據，讓最小化的數據共享給整個項目團隊。
ProSteel:
1.減少生產時間:ProSteel行業領先的鋼結構建模能力提供了壹個靈活、開放和用戶友好的三維建模環境。它還包括參數化建模的能力，以產生準確的項目設計序列，並減少錯誤和遺漏，從而減少生產時間。快速、便捷、靈活、強大的建模功能標準，準鋼目錄為用戶自定義和參數化鋼樓梯、欄桿、梯子等常用對象提供了便利。
2.提高效率:基於3D模型，您可以自動創建準確的2D文件，如輸出圖紙和材料清單，以便您和您的團隊可以提高效率。輸出每個梁和柱的單獨圖形，並且包括從所有方面(頂部、側面)直接連接到3D模型的視圖。
3.提供最佳選項:形狀和材料描述幾乎壹切都可以定制，包括輸出各種樣式的BOM和信息元素的數據庫。這使得ProSteel非常靈活和開放，以滿足產品的個性化要求。此外，在詳細設計階段之前，工程師可以調查各種方案，並向客戶提出最經濟的選擇。
4.降低風險:對於文檔和組件，可以通過動態版本更新和狀態管理提高質量控制，屬性狀態可以自動更新到整體項目文檔和管理版本，可以在設計決策階段降低和規避風險。
5.項目團隊間的精確數據共享:3D結構模型可以與結構分析模型和設計應用軟件進行交互，可以從Bentley的RAM和STAAD導入到Revit和Tekla。ProSteel可以生成發布到數控機床的文件，制造業利用這種技術，通過使用計算機進行制造加工來控制機床。此外，您可以使用iModel、OBD和IFC格式、SketchUp文件和DWG文件進行數據交互。
動詞 （verb的縮寫）總平面圖/現場專業設計工具OpenRoads
1.整合地質數據，利用測繪數據、實景模型等地形數據創建和分析地形模型。豐富的模板庫，創建場地模型，優化開挖設計，靈活的道路模型設計，創建地下管網模型。
2.利用測繪數據、實景模型等地形數據，可以與主流品牌的所有數據采集設備進行數據交換，可以處理幾乎所有的數據源，如原始數據、ASCII測站/偏移/高差、ASCII XYZ等。它可以處理來自不同來源的調查數據，並減少昂貴和多余的數據轉換。支持照片和點雲生成的真實感模型。
3.創建和分析地形模型。測量數據、ASCII文件、MicroStation 2D/3D圖形和數字高程圖都可以用作創建三角測量的數據源。大量的分析工具，包括坡度和高程分析工具。
4.創建站點模型。它允許快速瀏覽不同的設計方案，並通過強大的站點模型工具對設計進行可視化編輯。站點模塊最大的優點是可以方便地建立和修改設計。拖放編輯功能可以大大提高工作效率。
優化挖掘設計。強大的可視化工具，可以快速顯示設計結果。可用於工程項目的快速評價，從而選擇最佳設計方案。
不及物動詞斯塔德。專業的結構分析工具Pro
斯塔德。Pro是壹個完全集成的有限元分析和設計解決方案，包括良好的用戶界面、可視化工具和國際設計規範。用於分析幾乎所有受靜荷載、動力響應、土-結構相互作用或風、地震、移動荷載影響的結構類型，目前在全球近100個國家擁有超過16萬用戶。
斯塔德。Pro具有壹系列高級分析功能，包括線性靜力分析、反應譜分析、時程分析、拉索分析、pushover分析和非線性分析，為您的工程團隊提供可擴展的解決方案，隨時滿足工程的需要。
無論設計結構時使用什麽材料和規格，STAAD。Pro可以幫助您輕松滿足設計要求，包括美國、歐洲(含歐洲規格)、北歐、印度和亞洲的規格，甚至滿足AASHTO、ASCE52、IBC和美國鋁規格等特殊規格。目前STAAD的中文版。Pro已支持中國鋼結構規範(GB50017)、荷載規範(GB50009)和抗震規範(GB50011)。
斯塔德。Pro是ISO9001認證的軟件，完全符合核工業嚴格制定的軟件驗證標準(10CFR Part 50，10CFR 21和ASME NQA-1-2000)。
七、管道應力分析工具AutoPIPE
AutoPIPE是壹套全Windows界面的管道分析軟件，主要計算壹個管道系統在承受靜載荷和動載荷時的許用應力、力、扭矩和位移。AutoPIPE可以分析各種復雜的管道系統，如地下管道分析、波浪荷載、水錘效應、FRP/GRP管道以及管道與鋼結構的協同分析等。AutoPIPE既有面向對象的圖形技術，又有動態表單輸入輸出，有機結合。另外，高層的分析能力也是其他軟件無法比擬的。
1.獨特直觀的用戶界面
直觀的用戶界面可以在管道系統的建立和修改中節省大量的時間。通過單擊圖形上的點，可以隨時插入、修改或刪除管件、支撐或載荷。在模型的任何操作之後，應力分析模型將被實時改進。
除了標準的圖形輸入界面。AutoPIPE還提供網格表單輸入。兩種輸入法可以同時工作，及時更新。在表單中，可以將各種管件和荷載分類到不同的表中，並按尺寸(如管徑或長度)排序，以便您可以快速檢查輸入的數據是否正確。此外，AutoPIPE還有99個撤銷/重做功能，可以實時還原之前的錯誤操作。
2.高階分析函數
AutoPIPE提供了獨特的功能，包括地下管道、海上FPSO平臺、海底管道分析、動荷載、非線性約束等。此外，AutoPIPE還具有局部應力計算、時間歷程分析、瞬時流體變化和安全閥計算、管架間隙和摩擦計算、套管夾緊計算，並提供25種管道規格。
3.分析結果的圖形顯示
分析結果後，妳可以點擊圖上的任何壹個物體，讀取它的應力、變形、力和力矩。另外，AutoPIPE會用顏色顯示管道的應力分布，讓妳快速知道超過許用應力的部分，從而節省閱讀大量報告的時間。AutoPIPE提供了500多種載荷組合，可以對最大結果值進行篩選、排序和顯示，並以表格的形式顯示在屏幕上。
八、現實生活建模語境捕捉
使用ContextCapture，您可以快速生成最具挑戰性的3D模型，反映各種類型的基礎設施項目的真實環境。而這壹切都來自於妳拍的普通照片。無需昂貴的專業設備，即可快速創建細節豐富的三維真實感模型，並利用這些模型為整個項目生命周期的設計、建設和運營決策提供準確的真實感環境背景。
不用投入大量的時間和成本在專業的采集設備和相關培訓上，可以經濟地開發出精準的實景網格。妳可以用普通相機拍攝的超過654.38+0000億像素的照片輕松生成三維模型，獲得精細的細節、銳利的邊緣和幾何精度。
九、可視化渲染軟件LumenRT
使用Bentley LumenRT，您不需要成為計算機圖形學專家，就可以將數字化的生動特征與基礎設施的模擬設計相結合，為項目利益相關者創造震撼的視覺效果。這壹革命性的實時可視化工具不僅可以方便AECO行業的專業人士使用，而且可以制作出極其精美、易於理解的可視化文件。使用Bentley LumenRT，您可以:
X.建築可視化4D同步
Synchronous提供了具有高數據互操作性的數字技術，推動建築行業從傳統的二維規劃和獨立的工作流程向高度協作和高效的四維可視化規劃和VDC項目管理流程演進。
SYNCHRO專門提供單壹的技術解決方案來創建您的方法，並準確地可視化，分析，編輯和跟蹤您的整個項目，包括項目進度和臨時任務。這種可視化和數據豐富的環境有助於所有團隊成員參與清晰可見的流程，以優化從投標、施工、調試到移交的各種類型的建設項目，因此他們可以不斷改進、消除浪費和增加價值。
XI。協作平臺項目
賓利公司提出了項目生命周期管理的概念，ProjectWise CONNECT Edition就是基於這壹概念開發的。它將項目周期中的所有參與者集成在壹個統壹的工作平臺上，改變了傳統分散的溝通方式，實現了信息的集中存儲和訪問，從而縮短了項目周期時間，增強了信息的準確性和及時性，提高了所有參與者的協同工作效率。
ProjectWise CONNECT Edition工程內容管理和協同工作平臺的技術服務合同可概括如下:
全球化改變了我們的工作方式，讓我們有機會與世界各地的人們合作開展項目。ProjectWise設計集成軟件可以幫助您在地理上分散的團隊之間建立人員和信息之間的橋梁，以便管理、查找和* * *享受CAD和地理空間內容、項目數據和業務文檔。
通過ProjectWise設計集成，您可以確保緊密集成的多學科工作流管理，從而加快項目文檔的享受和重用，並支持具有可追溯功能的閉環流程，以縮短建設周期並推進項目。
通過在分散的團隊之間共享全球工作，簡化您的設計工作流程。打破地域和技術界限，確保每個人都能找到，* *享受和重用項目信息、工程數據和交流內容，積極參與團隊合作。
-安全地* * *在不同組織之間共享文件
—定義誰可以查看和編輯項目內容。
—使用Microsoft Active Directory管理用戶身份驗證。
—控制組、用戶和文檔級訪問。
—啟用由ProjectWise管理的PDF中的數字簽名。
避免電子郵件、FTP和其他非托管通信中的數據丟失、版本問題和延遲。使用優化的可靠性和可追溯性功能來創建和管理正在進行的工程項目。借助項目信息管理功能，您可以降低未經授權訪問的風險，並消除冗余數據。
-集成的CAD設計應用程序
—以多種格式提供文檔。
—為文檔和工程內容創建索引。
—利用強大的搜索功能查找文檔和內容。
—創建和管理文件版本。
—跟蹤文檔在其整個生命周期中的所有更改。
—管理所有參考文檔和關系。
—可以從ProjectWise Explorer中找到與當前選定的DGN/ DWG文件有引用關系的所有相關文檔。
-查找參照任何給定繪圖文件的所有文件。
-檢出主CAD文件時，自動訪問所有連接的參照文件。