趙路

摘要：本文介紹了三維軟件的工作原理、工作思路和操作流程。由于三代核電工程圖紙的特殊性，三維軟件大幅提升了核電站的工程造價工作效率，通過和傳統(tǒng)手工算量方式比較，闡述了依托三維軟件進(jìn)行核電站工程造價的必要性。通過和專業(yè)造價算量軟件對比，指出了當(dāng)前三維軟件在計算工程量過程中的不足，提出了相應(yīng)的解決方案，并對其在日后的應(yīng)用做了展望。

Abstract： This article introduces the working principle， working ideas and operation flow of 3D software. Due to the particularity of the three-generation nuclear power engineering drawings， the 3D software has greatly improved the efficiency of the engineering cost of the nuclear power plant. Compared with the traditional manual calculation method， the necessity of relying on 3D software for the construction cost of the nuclear power plant is described. Through comparison with professional cost calculation software， the deficiency of the current 3D software in the calculation of engineering quantity is pointed out， the corresponding solution is proposed， and its application in the future is forecasted.

關(guān)鍵詞：三維軟件；核電；工程造價；AP1000

Key words： 3D software；nuclear power；project cost；AP1000

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）26-0101-03

0 引言

隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)在工程造價的應(yīng)用也日益廣泛，計價軟件已經(jīng)基本全面實現(xiàn)了電算化[1]。而工程量計算方式經(jīng)歷了從手工算量到計算機(jī)輔助的表格法算量，二維圖形法算量，一直到近兩年發(fā)展起來的三維圖形法算量[2]。但由于三代核電AP1000核電站的特殊性，目前沒有軟件可以對其工程圖紙直接進(jìn)行算量工作，這給工程造價人員帶來了極大的困難。由于三代核電AP1000核電站目前采用了PDS軟件建模，因此可以借助PDS軟件的相關(guān)功能，調(diào)用相關(guān)材料屬性進(jìn)行工程量計算。

1 PDS軟件簡介

目前，世界上已經(jīng)有多種功能比較齊全的三維設(shè)計系統(tǒng)，INTERGRAPH 公司的PDS 就是其中的佼佼者，PDS是英文Plant Design System（工廠設(shè)計系統(tǒng)）的簡稱。它能夠在計算機(jī)中模擬工廠設(shè)施，通過集成和利用各種不同的軟件模塊，實現(xiàn)建立工程模型，進(jìn)行初步設(shè)計、施工圖設(shè)計和設(shè)計審查等各項功能，而且由于其參考數(shù)據(jù)庫具有標(biāo)準(zhǔn)性及開放性，易于參照各國的標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)和維護(hù)。該公司的PDS 已被多家國際工程公司采用[3]。

1.1 PDS軟件的結(jié)構(gòu)

PDS是一套復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，它的應(yīng)用結(jié)合了圖形學(xué)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫兩大計算機(jī)應(yīng)用成果，其總體結(jié)構(gòu)見圖1。

Microstation是Bentley公司開發(fā)的三維計算機(jī)圖形平臺，PDS就是通過Microstation的“MDL”模塊進(jìn)行圖形操縱的，同時，設(shè)計數(shù)據(jù)通過“RIS”數(shù)據(jù)庫連接管道傳送到大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，例如MSSQL或ORACLE，進(jìn)行存儲和管理。

1.2 PDS軟件工作流程

PDS的主界面集成了所有PDS的主要功能模塊，包括設(shè)備、配管、結(jié)構(gòu)和儀表電器（儀電）四個主要專業(yè)的建模模塊，管道應(yīng)力分析、支吊架等輔助配管模塊，平面圖、ISO圖等圖形管理模塊，設(shè)計檢查、碰撞檢查等檢查管理模塊，報告管理模塊，以及PDS項目的系統(tǒng)管理、參考數(shù)據(jù)庫管理等十六個主要功能模塊。其中有一個叫做“SmartPlant Review”的工具軟件，它的主要功能是模擬一個人在整個工廠中“穿行”，以檢查設(shè)計中的不合理成分。這一模塊雖然沒有出現(xiàn)在PDS的集成環(huán)境中，但它的強(qiáng)大仿真功能，已經(jīng)讓它融入到PDS系統(tǒng)中，成為PDS不可或缺的一部分[4]。

2 工程量計算

利用PDS軟件報告管理（PD REPORT）可以生成有關(guān)管道和設(shè)備模型的材料清單（MTO），而生成材料清單的方法就是通過采用指定模型中的圖形數(shù)據(jù)并參照設(shè)計數(shù)據(jù)庫、參考數(shù)據(jù)庫、項目數(shù)據(jù)庫、材料總說明數(shù)據(jù)庫等形成材料報告。這些數(shù)據(jù)包括隱含的材料，如螺栓、墊圈、焊口等，這些通常在模型中沒有給出，但的確為相互連接所必需的。報告管理（PD Report）也用于保持那些規(guī)定格式、內(nèi)容的數(shù)據(jù)和報告的審批狀態(tài)。三代核電核島安裝工程抽取工程量的流程如圖2所示。

報告管理（PD REPORT）所需要的文件分為三個文件夾分別是：DISCRIMINATION、FORMAT、MTO，分別用于放置描述類、格式類和結(jié)果文件，它們都是用ASCII文本編輯程序在接口程序外生成，并存儲在相應(yīng)項目的REPORT文件夾下。

2.1 報告文件的屬性定義

由于最后的MTO統(tǒng)計結(jié)果文件每一行只有130個字節(jié)的容量，無法包括所有的材料屬性，因此需要選擇對工程造價具有意義的屬性，通修改過格式文件夾FORMAT下的compmto.fmt以及pipemto.fmt 分別來選取直管段和其他材料所需要的屬性。

目前核島系統(tǒng)安裝工程預(yù)算套用的是由核工業(yè)工程造價定額管理站編寫的《核工業(yè)安裝工程預(yù)算定額（2015版）》，所要抽取的工程量需要與核工業(yè)定額相匹配。以排水、工藝管道相關(guān)系統(tǒng)為例，需要從三維模型中抽取的管道屬性為：①管道：總長度、連接方式等；②各種管件：個數(shù)、連接方式等；③各種閥門：個數(shù)、連接方式等；④各種支吊架：重量、連接方式等。

2.2 報告文件的生成

在定義完所需要的屬性后，使用PDS的REPORT FORMAT功能選取剛才修改的compmto.fmt以及pipemto.fmt文件，最后使用PDS的REPORT DISCRIMINATION DATA功能，來抽取管道及其相關(guān)材料的工程量。

經(jīng)過計算后，PDS軟件在MTO統(tǒng)計結(jié)果文件夾中生成compmto.txt以及pipemto. txt兩個文本文件，分別記錄前面所定義的直管段和其他管件的屬性，由于REPORT DISCRIMINATION DATA所生成的文本文件中含有換行符以及一些報告描述等多余信息，這些信息對計算工程量并沒有幫助，使用文本編輯器把這些信息刪除。

3 PDS與其他算量軟件的對比

在目前的幾款算量軟件中，比較主流的三款軟件分別是魯班、廣聯(lián)達(dá)和清華斯維爾，這三種軟件都在CAD 平臺上進(jìn)行開發(fā)。這三種算量軟件都可以實現(xiàn)將CAD格式的工程圖紙直接導(dǎo)入，然后進(jìn)行工程量計算。

作為造價領(lǐng)域?qū)Ｓ玫乃懔寇浖?，這些軟件具有人性化。界面友好，鼠標(biāo)點(diǎn)進(jìn)輸入框，提示欄會有輸入提示，比如格式，數(shù)字的輸入范圍等等優(yōu)勢。

而PDS進(jìn)行工程量計算的界面設(shè)計不夠人性化，需要有專業(yè)的計算機(jī)知識并且進(jìn)行一定的培訓(xùn)。在定義需要導(dǎo)出的工程屬性時，要使用ASCII文本編輯程序進(jìn)行操作，并在最后形成excel文件后進(jìn)行由人工進(jìn)行工程量的匯總。

但由于三代核電使用PDS進(jìn)行了三維設(shè)計，這使得使用PDS軟件進(jìn)行算量具有統(tǒng)一的平臺優(yōu)勢，在設(shè)計變更后，使用PDS計算的工程量能以較快速度相應(yīng)設(shè)計變更，而如果采用其他算量軟件進(jìn)行工程量計算，需要通過PDS的Microstation模塊轉(zhuǎn)化成CAD文件，再倒入到算量軟件中進(jìn)行工程量計算，其過程相當(dāng)繁復(fù)，而且如果設(shè)計發(fā)生變更，造價人員要得到工程量的變化情況不如從PDS直接導(dǎo)出來得快速準(zhǔn)確，工作效率也會降低。

4 PDS的現(xiàn)階段存在問題及解決方案

由于PDS軟件并不是專業(yè)的工程量計算軟件，在工程造價中的應(yīng)用還存在著一些不便和缺陷。經(jīng)過實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)采用PDS算量主要存在著軟件本身缺陷、人為操作缺陷兩大缺陷，但針對這些缺陷也有相應(yīng)的措施予以修正。

4.1 人為操作缺陷

①PDS軟件報告文件MTO中所能顯示的屬性是由設(shè)計人員填寫的，很多情況下，造價人員需要的屬性往往填寫的并不完整，甚至?xí)绣e誤發(fā)生。

這就要求設(shè)計人員對造價專業(yè)需要的屬性進(jìn)行了解，建議可以通過造價專業(yè)人員向提供設(shè)計人員提供需要的屬性，讓設(shè)計人員在三維建模時就填入這些屬性，來解決這個問題。這樣不但規(guī)范了三維模型的設(shè)計，也提高了造價專業(yè)的準(zhǔn)確性和效率。我們院可以對PDS軟件進(jìn)行一定的改進(jìn)，可以模仿廣聯(lián)達(dá)等算量軟件，把造價人員需要的屬性設(shè)定為必填屬性，即需要填寫完整這些屬性才能生成或者保存相應(yīng)的三維模型，這樣可以使設(shè)計人員不漏填相關(guān)的屬性。

②由于PDS軟件在計算工程量時不太直觀造成的，計算過程都是在通過代碼操作在后臺進(jìn)行，而廣聯(lián)達(dá)等軟件是在CAD圖形界面直接進(jìn)行算量操作。這就需要設(shè)計人員向造價專業(yè)人員提供清晰的邊界劃分圖表來解決這個問題。建議設(shè)計人員可以向造價人員提供系統(tǒng)接口處的管道號、儀表號、設(shè)備編號等等，以便造價人員理清每個系統(tǒng)的系統(tǒng)邊界。PDS軟件也可以進(jìn)行圖形界面的功能完善，即實現(xiàn)在圖形界面也能實現(xiàn)算量操作，這將徹底解決設(shè)計邊界劃分不清問題，提升造價工作的效率。

4.2 軟件本身缺陷

①PDS在計算有工藝管道取風(fēng)管工程量的過程中，風(fēng)管的長度會出現(xiàn)負(fù)值，以及風(fēng)管部件彎管等組件無法進(jìn)行抽取。PDS的通風(fēng)系統(tǒng)出圖規(guī)則，和設(shè)計人員并不一致，也造成了與圖紙核對困難等問題；在目前PDS軟件算量中，主要應(yīng)用于含有管道較多的系統(tǒng)，而一些電纜系統(tǒng)則無法應(yīng)用，這是因為PDS建電纜模型十分不便，工作效率有一定的降低，以后通過PDS軟件升級有望解決這兩個問題。

②最后得到的工程量MTO結(jié)果文件需要人工匯總各個子項工程量，占用了大量工時，降低了效率。這是由于PDS軟件只能根據(jù)用戶需要進(jìn)行工程量的導(dǎo)出計算，并不能進(jìn)行同類管道、管件等的合并匯總，這也是PDS軟件與專業(yè)造價算量軟件的根本區(qū)別之一。針對這個問題，日后可以開發(fā)相應(yīng)的軟件包對導(dǎo)出的結(jié)果文件直接進(jìn)行匯總，使得PDS軟件能直接得到工程造價人員所需要的數(shù)據(jù)，以提高造價工作的效率和準(zhǔn)確率。

5 結(jié)論與展望

由于PDS軟件的工程量計算功能只是它的輔助功能之一，并不是針對工程造價專業(yè)的，現(xiàn)階段的應(yīng)用仍然存在一些缺陷和操作障礙，但通過PDS軟件進(jìn)行核島工程量計算，已經(jīng)大幅加速了三代核電工程算量過程。如采用每張PDF圖紙進(jìn)行手工工程量計算，每個核島系統(tǒng)僅用于工程量計算的工時就達(dá)200小時。采用三維軟件抽取工程量后，平均每個系統(tǒng)算量僅消耗90個小時，減少了55%的工時消耗，使得三代核電工程造價過程的效率得到了很大程度的提高。

PDS是三代核電項目的統(tǒng)一的建模平臺，如果能完善地解決軟件本身缺陷、人為操作缺陷兩大缺陷，并使得PDS軟件能直接得到工程造價人員所需要的數(shù)據(jù)，這將是三代核電工程造價的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]李丹，陳定波.淺談軟件在工程造價中的應(yīng)用[J].四川建材，2010（2）：245-246.

[2]李艷.建筑工程算量軟件發(fā)展建議[J].山西建筑，2009（2）：365-366.

[3]朱明，何瑩.三維工廠設(shè)計系統(tǒng)在電力設(shè)計工程中的應(yīng)用特點(diǎn)[J].廣東電力，2002，15（4）：39-44.

[4]李立峰.如何用好PDS三維工廠設(shè)計系統(tǒng)軟件[J].煉油技術(shù)與工程，2005，35（9）：40-43.