康麗

摘要：近年來，中華人民共和國科技部大力推廣三維協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用。水利水電工程設(shè)計(jì)過程中需要多專業(yè)合作。工程規(guī)模較大，設(shè)計(jì)周期短，工期比較緊。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法面臨困難。克服瓶頸。如何最大限度地提高設(shè)計(jì)效率，更好地滿足業(yè)主日益增長的需求，已成為所有設(shè)計(jì)師面臨的最大問題。三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件是根據(jù)時(shí)代的需要而誕生的。它的功能可以更好地幫助設(shè)計(jì)人員解決他們的缺點(diǎn)，如效率低、協(xié)調(diào)性差、數(shù)據(jù)復(fù)用率低、專業(yè)合作程度差、項(xiàng)目參與者之間溝通困難等。建筑信息模型的出現(xiàn)，極大地解決了這些問題。建筑信息模型是以建筑工程的相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息模擬建立的建筑模型來模擬建筑的真實(shí)信息。

關(guān)鍵詞：三維協(xié)同設(shè)計(jì)水利水電工程設(shè)計(jì)

隨著計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，三維技術(shù)在機(jī)械、電子、航空、航天以及建筑等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但在水利水電行業(yè)卻鮮有涉及。為適應(yīng)水利行業(yè)信息化、數(shù)字化發(fā)展趨勢的客觀需要，滿足客戶或業(yè)主對設(shè)計(jì)成果可視化、直觀化的基本要求。

1水利水電工程設(shè)計(jì)制圖手段發(fā)展史

水利水電工程設(shè)計(jì)制圖手段經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代，從新中國建立之初也是第一代老水利人的手工繪圖時(shí)代為第一代到第二代電腦應(yīng)用普及之時(shí)的電腦繪圖時(shí)代，第三代為AutoCAD技術(shù)的普及推廣，CAD二維制圖軟件已將人性化、易操作性、改圖快捷方面等優(yōu)點(diǎn)集為一體，現(xiàn)在CAD技術(shù)仍大范圍的應(yīng)用于水利水電工設(shè)計(jì)制圖。隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，CAD系列三維協(xié)同技術(shù)自問世以來，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，而卻在水利水電工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中鮮有涉足，但隨著新一代三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件MicrostationBentley系列軟件的問世，三維協(xié)同設(shè)計(jì)所體現(xiàn)出來的直觀、形象、各專業(yè)結(jié)合性強(qiáng)等優(yōu)越性越來越深得人心，三維協(xié)同設(shè)計(jì)必然將成為水利水電工程設(shè)計(jì)行業(yè)主流設(shè)計(jì)趨勢。

2三維協(xié)同設(shè)計(jì)的概念

三維協(xié)同設(shè)計(jì)是一種能夠?qū)⒏黝I(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行同平臺工作的協(xié)作型設(shè)計(jì)軟件，也就是說，三維協(xié)同設(shè)計(jì)也可以被稱為是三維模型設(shè)計(jì)的協(xié)同效應(yīng)。這種設(shè)計(jì)工作方法，能夠?qū)⒏鞣N不同領(lǐng)域的工作人員的工作變得精準(zhǔn)化和可視化。并且能夠有效的提高水利水電工程設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。當(dāng)代水利水電工程建設(shè)中，工程復(fù)雜性越來越高，工程的規(guī)模越來越大，而三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)能夠充分滿足當(dāng)前越來越高的設(shè)計(jì)要求，對設(shè)計(jì)過程中的多角度多領(lǐng)域的平衡能力也越來越高，使得三維協(xié)同設(shè)計(jì)在產(chǎn)生和發(fā)展之余，成為水利水電工程的熱門技術(shù)。在水利水電工程的設(shè)計(jì)發(fā)展中，另一項(xiàng)廣受關(guān)注的設(shè)計(jì)要求，就是環(huán)保節(jié)約的要求，而在水利水電工程的建設(shè)中，做到“投資省、耗能低、環(huán)保好”，也是當(dāng)代水利水電工程設(shè)計(jì)中廣受重視的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)之一。這些要求，都能通過三維協(xié)同技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，三維協(xié)同技術(shù)能夠極大的減少水利水電工程設(shè)計(jì)過程中的人才和物料的浪費(fèi)，并且能夠通過虛擬模擬，極大地減少了水利水電工程建設(shè)施工中出現(xiàn)的問題，對水利水電工程的施工具有非常重要的指導(dǎo)作用。

3應(yīng)用

3.1 復(fù)雜工程建模工程案例

本次研究選取XXX水電站作為研究對象，為分析三維建模及出圖效率的詳細(xì)原因，實(shí)際工作人員進(jìn)行了多次討論，結(jié)合實(shí)際情況，分析原因--主要由軟件、人、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、硬件之間的三方面不協(xié)調(diào)的問題。為了進(jìn)一步確定三維設(shè)計(jì)工作的具體情況，首先對設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)查，通過綜合分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，理想情況下，三維建模流程時(shí)間可縮短比率為：時(shí)間損耗/優(yōu)化前所需平均時(shí)間=25天/51天=49%單個(gè)項(xiàng)目平均完成時(shí)間可縮短比率為：三維建模及出圖占工作總時(shí)間比例*三維建模及出圖流程可縮短比例=68.7%*49%=33.7%。通過調(diào)查分析，一致認(rèn)為可以通過采取多種手段，解決由生產(chǎn)流程、技術(shù)熟練度、軟件效率、硬件環(huán)境等造成的損耗，考慮到各部分都無法做到完美解決，因此我們留一定的余量，將具體目標(biāo)定為：

3.2構(gòu)建模型

Revit建模，用戶可以更改項(xiàng)目的任何部分，例如平面圖、明細(xì)表、截面等，并且所更改的內(nèi)容在其它地方也將“自動”得到更新，文檔基本上可以免除協(xié)調(diào)性錯(cuò)誤。最重要的是，設(shè)計(jì)人員將獲得一個(gè)按自己時(shí)時(shí)所思所想的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)，它從全局出發(fā)，面向整個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)模而不是各個(gè)截面和平面布置圖，設(shè)計(jì)從二維變?nèi)S，又可以從三維模型上生成二維圖紙。

3.3有限元分析

在Revit中，所有的平面、立面、剖面、詳圖、尺寸標(biāo)注都與三維模型緊密關(guān)聯(lián)，模型的任何地方發(fā)生修改，所有圖紙全部自動更新，這樣不僅能節(jié)省大量時(shí)間，大大提高效率，同時(shí)避免遺漏修改等。

3.4 MicrostationBentley系列軟件提升工作效率

通過實(shí)際體驗(yàn)MicrostationBentley系列軟件的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師感受到設(shè)計(jì)效率明顯提高，項(xiàng)目開始前，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下將任務(wù)進(jìn)行分解，建立統(tǒng)一的種子文件，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員只需對該文件進(jìn)行設(shè)計(jì)操作即可，無需單獨(dú)創(chuàng)建文件，團(tuán)隊(duì)間溝通合作縮減了很多中間環(huán)節(jié)，協(xié)作更加協(xié)調(diào)、流暢，并且通過三維設(shè)計(jì)成果可直接繪制，平面、立面、剖面等任何一角度二維圖，給后期施工帶來了很大的便利。

3.5 MicrostationBentley系列軟件計(jì)算工程量結(jié)果精準(zhǔn)

以往設(shè)計(jì)師在計(jì)算工程量時(shí)，基本都是手動計(jì)算，計(jì)算過程結(jié)果難免有失誤，利用三維協(xié)同設(shè)計(jì)MicrostationBentley系列軟件計(jì)算工程量非常精準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師只需將每種不同的材料定義成不同屬性的塊，軟件可自動計(jì)算工程量，創(chuàng)造力工程量計(jì)算的零失誤。

4結(jié)語

目前，三維設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)可以較好的用于水電項(xiàng)目，并具有較高的效率，一般來說，用三維設(shè)計(jì)軟件做過幾個(gè)項(xiàng)目就能清晰感覺到，直接上3D模型，十分快捷方便，無論是生成剖切面，還是各種floorplan，schedule，都很迅速，并且十分精確。至于國內(nèi)目前較少直接用BIM出圖，應(yīng)該是BIM的標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全確立，還有就是在觀念的轉(zhuǎn)變問題上，國內(nèi)對于BIM的理解感覺不充分，主要是在設(shè)計(jì)分析，施工管理，成本控制以及后期維護(hù)上，沒有真正發(fā)掘出其優(yōu)勢所在。所以說，在中國普及BIM這條路上，最關(guān)鍵的問題不是技術(shù)，而是理念和機(jī)制，BIM在中國還有很長的路要走。

參考文獻(xiàn)：

[1]張社榮，顧巖，張宗亮等.水利水電行業(yè)中應(yīng)用三維設(shè)計(jì)的探討[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2008，27（3）.

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（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）