秦達飛

【摘 ?要】依據(jù)電力行業(yè)對數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的普遍認識，參考中國電力規(guī)劃設(shè)計協(xié)會所制定的規(guī)范，以電力勘測設(shè)院、電力設(shè)計院為代表的一批設(shè)計院把數(shù)字化協(xié)同設(shè)計分解成了以下四個階段：項目訂制、系統(tǒng)設(shè)計、布置設(shè)計、詳圖設(shè)計，文章就四段式協(xié)同設(shè)計的理論依據(jù)與實踐方法做了研究實踐。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化協(xié)同設(shè)計;四段式設(shè)計;布置設(shè)計;協(xié)同設(shè)計

引言

在利用數(shù)字化協(xié)同技術(shù)進行設(shè)計時，主要將其分為如下幾個部分：系統(tǒng)設(shè)計、詳圖設(shè)計、項目定制以及布置設(shè)計，其中，在項目定制方面，除了包含項目的 WBS 之外，還涉及了對數(shù)據(jù)的建立以及相關(guān)工作人員的劃分工作;在系統(tǒng)設(shè)計方面，其核心工作就是設(shè)計 P & ID 圖;布置設(shè)計方面主要是針對電廠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、應(yīng)用設(shè)備、管道以及涉及的各種建筑進行三維模型的創(chuàng)建，而后在相關(guān)三維模型的基礎(chǔ)上添加實體參數(shù)，以此實現(xiàn)實體和三維模型的有效結(jié)合，最后再對該模型進行定義;在詳圖設(shè)計方面，主要任務(wù)是剖析三維模型圖，并提取出立剖圖以及平面圖，不難看出，在這四個部分中，最重要的階段就是系統(tǒng)設(shè)計階段。發(fā)展中，信息共享以及有效傳輸一定意義上有著很重要的作用。對于數(shù)字化電廠采用協(xié)同技術(shù)以及三維技術(shù)在一定意義上能夠使得電廠的效率提升，在這當(dāng)中主要就是對數(shù)據(jù)庫進行有效應(yīng)用，從而能夠?qū)⑵矫嬖O(shè)計專項三維設(shè)計進行轉(zhuǎn)換，以此來使得數(shù)字化電廠有效穩(wěn)定發(fā)展。

一、協(xié)同與三維設(shè)計技術(shù)特點及設(shè)計過程

（一）協(xié)同與三維設(shè)計技術(shù)的特點

a直觀性，對于三維設(shè)計技術(shù)來講其主要就是采用計算機對物體的立體模型在布置中實現(xiàn)仿真處理，對電廠的工作環(huán)境進行仿真，有著一定的直觀性。b協(xié)同性。其主要表現(xiàn)在三維設(shè)計對于相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用，在相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計軟件平臺當(dāng)中，采用三維技術(shù)能夠?qū)τ谙嚓P(guān)的系統(tǒng)以及布置狀況信息有效協(xié)調(diào)設(shè)計，對傳統(tǒng)的面對面的方式進行了擯棄，采用相關(guān)的數(shù)據(jù)模型對于平面設(shè)計當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息有效設(shè)計，從而將數(shù)據(jù)獲取的實時性以及數(shù)據(jù)模型信息進行獲取，從而有效的實現(xiàn)不同的專業(yè)當(dāng)中同步協(xié)同作用。c信息集成。三維設(shè)計模型有兩種屬性，一種是圖形屬性，一種是非圖形屬性，采用相關(guān)的模型當(dāng)中所表現(xiàn)出的工程信息以及物理信息和管理信息，從而為電廠實現(xiàn)數(shù)字化奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

（二）協(xié)同與三維設(shè)計技術(shù)的過程

數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的過程被分為四個階段：項目訂制、系統(tǒng)設(shè)計、布置設(shè)計、詳圖設(shè)計。項目訂制包含以下幾個部分的內(nèi)容：項目的WBS、相關(guān)人員權(quán)限的劃分，相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)的建立及各項標準的訂制。系統(tǒng)設(shè)計主要指P&ID圖的設(shè)計。布置設(shè)計包含以下幾個部分的內(nèi)容：（1）對全廠內(nèi)的各種設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)等實體建立三維模型。（2）在所建立的模型上附加各種設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)等實體的技術(shù)參數(shù)指標，完成附加后即得到了各類實體的數(shù)字化三維模型。（3）對所建立的數(shù)字化模型之間的關(guān)系做出詳細的定義。在布置設(shè)計過程中亦包含信息模型的協(xié)同、各個專業(yè)間提資的流程、并行設(shè)計等技術(shù)的實現(xiàn)。

二、三維數(shù)字化協(xié)同技術(shù)在電廠設(shè)計中的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)設(shè)計

在設(shè)計電廠的過程中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是系統(tǒng)設(shè)計階段，即設(shè)計 P & ID 流程圖。一般情況下，對 P & ID 的應(yīng)用是有一定要求的，要能夠滿足有效轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)、自定義查看功能，能夠生成相關(guān)報表，可以滿足制圖和定制標準，在實際展開項目施工前，就應(yīng)該明確提出項目應(yīng)符合的所有標準，便于提前做好準備工作，為項目的順利進行做好鋪墊。在電廠設(shè)計過程中，要持續(xù)強化對三維模型的創(chuàng)建，此舉既能夠為模型的修改創(chuàng)造便利條件，又可以在一定程度上滿足后期對模型的應(yīng)用要求，同時，在創(chuàng)建三維模型時，還應(yīng)該保證系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，必須實現(xiàn)系統(tǒng)圖完整的目標，在對二維圖和三維圖展開自動校驗時，要用到 PDMS 系統(tǒng)，這是一款以數(shù)據(jù)為中心的管理和設(shè)計軟件，應(yīng)用該軟件能夠確保系統(tǒng)圖和模型保持一致，對設(shè)計水平的提升起到了極大的促進作用。

（二）布置設(shè)計

創(chuàng)建軸網(wǎng)。作為電力設(shè)計的重點，機務(wù)專業(yè)主要就是需要和其他的相關(guān)專業(yè)進行協(xié)同有效建立相應(yīng)坐標和對坐標原點有效確定，從而對軸網(wǎng)創(chuàng)建。軸網(wǎng)主要是由PDMS提供的GridLine工具完成，軸網(wǎng)原點位置若是在確定之后，通常很少更改。在軸網(wǎng)完成確定之后需要將數(shù)據(jù)庫層次進行保存，同時對其權(quán)限只能設(shè)置為“只讀”。采用對軸網(wǎng)實現(xiàn)統(tǒng)一，以此來確保所有的專業(yè)在進行模型安裝當(dāng)中的位置有效準確。創(chuàng)建三維設(shè)備模型。設(shè)備模型在劃分中的規(guī)則需要在項目策劃中進行確定，根據(jù)系統(tǒng)或者區(qū)域可以將其有效的設(shè)置在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中?？梢圆捎孟鄳?yīng)的設(shè)備模板，對有關(guān)設(shè)備信息進行有效查找。創(chuàng)建三維管道模型。管道模型在規(guī)劃當(dāng)中通常是在策劃當(dāng)中對其確定，在對模型的劃分中按照系統(tǒng)劃分或者按照區(qū)域劃分。對于管道的建模，通常需要對數(shù)據(jù)自身的一致性進行檢查，和對其三維有效校驗和進行碰撞檢查。三維模型在布置中因為各個專業(yè)在建模中是實時的，所以在完成布置之后需要對管道有效進行碰撞檢查。對于碰撞處所需要加強設(shè)計修正以及有效配合，對成品所產(chǎn)生的碰撞進行消除。創(chuàng)建三維建筑、結(jié)構(gòu)模型。建筑結(jié)構(gòu)建模使用AECOsimBuildingDesigner軟件完成。三維設(shè)計系統(tǒng)是一種面向多種對象以及多種專業(yè)集成的應(yīng)用軟件。對于系統(tǒng)最為重要的特征就是建立相應(yīng)的信息化三維模型設(shè)計作為實際的數(shù)據(jù)點，對于所有的平面設(shè)計圖紙以及報告和相關(guān)的成果都是采用該數(shù)據(jù)源生成，這種方式能夠確保結(jié)果符合要求。

（三）協(xié)同工作以及專業(yè)資料的提取

首先，孔洞配合提資。開孔作業(yè)中第一步需要考慮的問題就是留孔，具體操作過程中涉及的留孔模型文件可以參照軸網(wǎng)文件，注意保證開孔位置的準確性，樓板以及墻體的模型文件也可以參考具開孔過程;而后開始運用 Micro Station，可以在結(jié)構(gòu)專業(yè)中應(yīng)用孔洞的形狀以及位置等材料;緊接著，在結(jié)構(gòu)專業(yè)獲取到開孔的提資模型后，就能夠?qū)⑵溥\用在相應(yīng)的模型或開孔結(jié)構(gòu)上了，并對各專業(yè)在創(chuàng)建模型過程中產(chǎn)生的矛盾進行全面檢查;最后選取合理的工具開設(shè)孔洞。其次。埋件配合提資。如果涉及的專業(yè)較多，則需要逐一展開埋件提資模型的創(chuàng)建，為了有效區(qū)分模型，還要對其進行命名。在創(chuàng)建埋件模型時，出于實際需要，土建專以外的其他專業(yè)均無需創(chuàng)建完整的埋件模型，通過對埋件模型進行研究和分析來獲取埋件圖紙，而后把相關(guān)信息詳細標注在圖紙上，至于標注內(nèi)容，可以按照實際需求自定義標注。最后，圖形生成。DRAFT平面圖生成：相對于模型表達以及標準實際的要求可以按照相應(yīng)的要求進行定義，在管道表達當(dāng)中可以全部采用雙線帶中心線，在這當(dāng)中，小管徑主要是可以應(yīng)用單線，大管徑主要為雙線帶中心線，管道的中心線主要是用戶自行對進行選擇或者消除，不需要進行手動對其實施添加;對于隱藏線在實際的處理中其作用非常重要，能夠可以對模型實現(xiàn)有效分析成為平面圖，對其剖切可以產(chǎn)生陰影線。而在傳統(tǒng)的二維設(shè)計中，由于沒有統(tǒng)一的三維模型，常常出現(xiàn)平、立、剖不一致的現(xiàn)象。而使用剖切平面工具，能夠非常有效保證平面圖和立面圖以及剖面圖完全一致，而且在模型修改后，平、立、剖面圖只需更新計算即可全部自動更新。原有的標注信息依舊會保留在圖紙中，不會丟失。

結(jié)論

通在實際工程中的實踐，得到了傳統(tǒng)二維設(shè)計與四段式三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計的效果的對比：二維設(shè)計的可視化較差，對于碰撞檢測沒有完善的解決方案;二維的信息集成度較低，很難規(guī)劃出參數(shù)化快速建模的方案;二維設(shè)計的標準化以及數(shù)據(jù)的管理較差，而三維設(shè)計時，相關(guān)標準以及數(shù)據(jù)可以在設(shè)計的時候自動監(jiān)測，并糾正不正確的設(shè)計;三維設(shè)計的協(xié)作工作能力較二維強。

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（作者單位：中國電建集團河北省電力勘測設(shè)計研究院有限公司）