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上海大歌劇院創(chuàng)造了“中國扇”的極限結(jié)構(gòu)。(圖源:中國上海門戶網(wǎng)站)
超級城市正在成為超級工程和技術(shù)的博覽會,上??赡苁瞧渲凶钜俗⒛康囊粋€樣本。
在長江入??诘拈L興島,幾十層樓高的岸橋沿江排布,將整段岸線打造成業(yè)內(nèi)口碑相傳的“世界港機博物館”;在浦東機場四期擴建項目現(xiàn)場,三十多款機器人和背后的數(shù)字化管控平臺,把逾百萬平方米的超大工地變成一座開放的“建筑自動化實驗室”;在黃浦江畔的世博文化公園,9000塊曲面玻璃與萬余圓盤穹頂共同構(gòu)成的溫室花園里,1500多種、近20萬株植物在“數(shù)字園丁”的照料下舒展生長,生態(tài)與工程之美彼此成就……
2025世界工程組織聯(lián)合會(WFEO)全體大會暨全球工程大會昨天在滬落幕。會場之外,上海遴選出一批重大工程,組成大會特設(shè)的“工程能力工作坊”。它們聚焦城市更新、資源再生、智能建造、海洋裝備、軌道交通、綠色能源等主題,邀請全球工程界共同關(guān)注上海如何通過大膽探索實踐,代表中國樹起“超級工程”新標(biāo)桿。
振華重工在長江岸線打造出“世界港機博物館”。(圖源:振華重工)
系統(tǒng)思維“卷”出工程創(chuàng)新新高度
在上海電氣集團旗下上海鍋爐廠,“鍋爐”早已不是傳統(tǒng)意義上燃煤的代名詞。依托“零碳未來裝備試驗及示范中心”,上海鍋爐廠掌握了電解槽制氫裝備頂尖工藝,自研了可從空氣中直接捕捉二氧化碳的中試裝置;與此同時,他們推進(jìn)的風(fēng)電耦合生物質(zhì)制備綠色甲醇的一體化示范項目已于8月投產(chǎn),后續(xù)還將繼續(xù)沖擊萬噸級綠色航油示范應(yīng)用。再加上他們在阿聯(lián)酋迪拜建設(shè)的全球最大單體光熱電站項目,一個“全譜系”綠色能源主流技術(shù)的工程創(chuàng)新平臺已然成型。
作為此次WFEO“綠色能源工作坊”的重點點位,上海鍋爐廠的核心能力不僅在于能“多線出擊”研發(fā)能源裝備,更形成了一個面向未來能源體系的閉環(huán)。目前,它是極少數(shù)能同時在電、氫、碳、熱等4個維度開展系統(tǒng)驗證的企業(yè),也因此更有優(yōu)勢開展各環(huán)節(jié)的優(yōu)化協(xié)同。某種意義上,這種從設(shè)備到體系、從技術(shù)到能力的躍遷,代表了上海工程創(chuàng)新的新高度和新方向。
上海電氣旗下上海鍋爐廠打造“全譜系”綠色能源創(chuàng)新平臺。(圖源:上海市科協(xié))
類似的“系統(tǒng)思維”也體現(xiàn)在長興島“世界港機博物館”的主人——振華重工身上。過去30年,這家全球港口機械龍頭以不斷刷新最大岸橋、最重吊裝等“世界之最”而聞名。當(dāng)一家企業(yè)手握足夠多的“世界第一”,它就擁有了一個強大的“工具箱”。無論客戶提出怎樣極限、怎樣特別的需求,振華都能從“工具箱”中找到最合適的“積木塊”,拼搭成極具競爭力的整體方案。
如今的上海,在許多行業(yè)都展現(xiàn)出強大的系統(tǒng)級工程創(chuàng)新能力。這背后,既離不開深厚的技術(shù)積淀,也得益于在新趨勢面前勇于應(yīng)變、善于求變的精神。上海鍋爐廠作為我國最早從事電站鍋爐設(shè)計制造的大型企業(yè),擁有百年歷史。當(dāng)綠色革命到來,他們敢于跳出火電“舒適區(qū)”,進(jìn)入不確定的新能源賽道。而振華重工的單點技術(shù)積累,源于他們每年為自己設(shè)定的“至少刷新一項世界紀(jì)錄”的執(zhí)念。其強大的“工具箱”關(guān)鍵,是多年持續(xù)打磨的“金字塔式”創(chuàng)新體系——每年布局100個課題、催生30個創(chuàng)新點、形成5個新品,最終孕育出一個“世界第一”。
振華重工長興0號碼頭。(圖源:振華重工)
數(shù)字化智能化重構(gòu)行業(yè)范式和邏輯
浦東機場四期擴建,有可能正在改寫超大工程的施工范式——在超大施工體量、軟土工況復(fù)雜、樞紐正常運轉(zhuǎn)等多重約束下,這個項目通過建筑機器人集群與全周期數(shù)字化管理,成功應(yīng)對了一系列重大工程挑戰(zhàn),由此入選此次“智能建造工作坊”。
浦東機場四期航站區(qū)工程不僅將建設(shè)一座擁有起伏流線型外觀、呈現(xiàn)“翱翔”姿態(tài)的T3航站樓,更要完成總面積40萬平方米、最深達(dá)37米且分成45個分區(qū)開挖的超大基坑。更復(fù)雜的是,施工時,緊鄰的機場捷運系統(tǒng)并不會停運。
施工現(xiàn)場,覆蓋焊接、整平、抹光、清掃、巡檢等多道工序的37款機器人,并不只是人力的簡單延伸。在它背后,上海建工集團作為建設(shè)方,自研并上線了國內(nèi)首個以“管理”為核心的機器人集群平臺,并進(jìn)一步疊加了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化管理手段——實際上,在浦東機場四期項目現(xiàn)場,除了機器人,還有幾千臺納入信息化管理體系的臨時電箱,以及數(shù)萬根被釘在BIM系統(tǒng)上的樁基,都被納入“數(shù)字工地”的智能節(jié)點體系。
浦東機場四期擴建項目工地。(圖源:上海市科協(xié))
作為國內(nèi)數(shù)字化轉(zhuǎn)型標(biāo)桿城市,上海在工程領(lǐng)域的數(shù)字化探索,正在深刻改變行業(yè)范式。這種探索改變了整個工程邏輯,從“人力驅(qū)動”變成“數(shù)據(jù)驅(qū)動”,從“人指揮機器”到“系統(tǒng)自主決策”,而這可能是當(dāng)今工程項目中最硬核的競爭力。
入選“工作坊”的上海電氣旗下上海汽輪機廠,其最先進(jìn)的汽輪機葉片制造,也正在遵循這個模式探索范式創(chuàng)新。汽輪機是一個高度定制化的產(chǎn)業(yè),由于每臺設(shè)備都會因電網(wǎng)特征、氣候因素等不盡相同,使得汽輪機葉片的制造原則近乎于“世界上沒有兩片相同的樹葉”。
為此,上海汽輪機廠自主研發(fā)了智能制造系統(tǒng),將汽輪機葉片從設(shè)計、制造到檢測,包括物料存儲、搬運、打標(biāo)等,全部實現(xiàn)數(shù)字化、無人化,從而以最高效率響應(yīng)個性化的加工需求,匹配最徹底的柔性制造方式。
寶山再生能源利用中心構(gòu)建了一個濱江的開放空間。(圖源:上海市科協(xié))
工程與治理同頻讓技術(shù)可感知可參與
一座城市的工程能力,最終要在公共生活中“落地生根”。從這個角度出發(fā),上海不只是在技術(shù)層面體現(xiàn)了諸多世界級的亮色,還把技術(shù)轉(zhuǎn)化為一種可感知、可參與、可迭代的治理能力,讓工程與治理同頻。
在長江之濱的上海寶山再生能源利用中心,這種共振最為直觀。這里是上海正式實施垃圾分類后建設(shè)的首座干濕垃圾協(xié)同處理項目,日處理能力約為干垃圾3000噸、濕垃圾800噸,每年通過垃圾焚燒可發(fā)電約8億度,并將填埋垃圾量壓降到原先的2%。作為運營方的上實環(huán)境公司,引入世界頂尖焚燒工藝與排放治理技術(shù),使得每噸垃圾的發(fā)電量比同類項目高出40%,煙氣排放優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。配合公園化景觀與濱江開放空間,你甚至愿意帶孩子在這里看看植被,眺望江景,度過一個悠閑的下午。
更關(guān)鍵的是,這個項目并非“工程技術(shù)的獨奏”。項目方之所以有底氣在高成本約束下試點新技術(shù),一個重要原因在于:上海作為國內(nèi)最早推進(jìn)干濕垃圾分類的城市,輸入端提供的干垃圾熱值更高、成分更穩(wěn)定,焚燒曲線得以更平滑,排放控制更可預(yù)期。換句話說,卓越的環(huán)境治理與公眾參與,在這里化為了工程系統(tǒng)的可控性與可靠性。
世博文化公園內(nèi)的溫室花園。(圖源:上海市科協(xié))
城市更新主題工作坊同樣展現(xiàn)了“工程+治理”的合拍節(jié)奏。世博文化公園的雙子山、溫室花園以及在建的上海大歌劇院,一系列先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用都不是為了“炫技”,而是服務(wù)于城市的生態(tài)韌性、公共空間品質(zhì)與文化供給。雙子山“仿自然而不違自然”,溫室花園創(chuàng)造的獨特空間讓近20萬株植物各得其所,大歌劇院通過在公共建筑中首次使用超高性能混凝土,創(chuàng)造了“中國扇”的極限結(jié)構(gòu)——工程創(chuàng)新與城市更新在這里完美相遇。
建設(shè)中的上海大歌劇院。(圖源:上海市科協(xié))
原標(biāo)題:《超級城市與超級工程彼此成就,上海為全球貢獻(xiàn)樣本》
欄目主編:任荃
本文作者:文匯報 張懿
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