周曉楠 陳凱凱 李 倫 牛慶亮

(國網(wǎng)河南能源互聯(lián)網(wǎng)電力設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450000)

1 概述

當(dāng)今世界的一個重要特征就是智能化，智能化的基礎(chǔ)是數(shù)字化。在智能化社會、智慧化城市建設(shè)過程中，一個重要前提就是工程的數(shù)字化[1]。工程數(shù)字化的源頭在于數(shù)字化設(shè)計，數(shù)字化設(shè)計成果將成為工程全生命周期數(shù)字化體系的主數(shù)據(jù)[2]。在電力工程領(lǐng)域，國家電網(wǎng)公司在電力工程中全面推廣以GIM技術(shù)為核心的三維可視化設(shè)計，提高電力工程的數(shù)字化水平[3]。三維設(shè)計是基于工程信息、地理信息數(shù)據(jù)，通過三維建模技術(shù)、數(shù)字化協(xié)同設(shè)計技術(shù)的集成應(yīng)用，完成輸變電工程的三維可視化設(shè)計和信息一體化。目前，我國許多學(xué)者投入三維可視化設(shè)計技術(shù)的理論研究中，一些重大項目也開始重視三維設(shè)計技術(shù)的引入。設(shè)計企業(yè)由于現(xiàn)有工作流程和行業(yè)評審以二維設(shè)計成果為依據(jù)等原因，電力設(shè)計企業(yè)三維設(shè)計出現(xiàn)了多專業(yè)協(xié)同設(shè)計難、專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)用動力不足、設(shè)計數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍窄、設(shè)計數(shù)據(jù)利用率低、具體實踐應(yīng)用難度大等問題[4]。三維設(shè)計在電力設(shè)計企業(yè)推進時，企業(yè)不僅要花費大量的人力、財力和時間資源，而且面臨來自內(nèi)部的技術(shù)和管理層面創(chuàng)新等挑戰(zhàn)，還會面臨外部多種因素的影響[5]。對此，本文擬用SWOT分析法，全面分析電力設(shè)計企業(yè)三維設(shè)計技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，以促進電力設(shè)計企業(yè)三維設(shè)計技術(shù)健康有序發(fā)展。

2 電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)用三維設(shè)計的SWOT分析

SWOT分析法從內(nèi)部因素和外部環(huán)境兩個角度以及優(yōu)勢、劣勢、機會、威脅四個角度，揭示電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)用三維設(shè)計發(fā)展態(tài)勢，為大型施工企業(yè)制定三維設(shè)計技術(shù)發(fā)展模式提供依據(jù)[6]。

2.1 優(yōu)勢(Strengths)分析

2.1.1組織優(yōu)勢

電力設(shè)計企業(yè)屬于輕資產(chǎn)企業(yè)，主要依賴設(shè)計經(jīng)驗、規(guī)范的流程管理、治理制度以及各方面的關(guān)系資源、資源獲取和整合能力、企業(yè)品牌等，企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險相對小。

開展三維設(shè)計，企業(yè)需要投入一定的資金到新技術(shù)研發(fā)。電力設(shè)計企業(yè)資金相對充裕，資產(chǎn)狀況良好，可以保證三維設(shè)計技術(shù)的資金投入。同時電力設(shè)計企業(yè)開展設(shè)計工作的硬件設(shè)施齊全，可以保證三維設(shè)計工作的開展。電力設(shè)計行業(yè)員工普遍具有高學(xué)歷且學(xué)習(xí)能力強，對新技術(shù)接受能力強。

2.1.2技術(shù)優(yōu)勢

電力設(shè)計行業(yè)屬于技術(shù)服務(wù)類行業(yè)，電力工程設(shè)計和勘察服務(wù)是工程實踐從投資到最終實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其服務(wù)成果對工程的先進性和競爭能力都起著決定性的作用，并往往決定工程主要的制造成本和營銷服務(wù)成本，乃至整個工程的全壽命周期成本。電力設(shè)計行業(yè)屬于知識密集型產(chǎn)業(yè)，對新技術(shù)應(yīng)用較工程建設(shè)其他參與方有天然優(yōu)勢，設(shè)計行業(yè)易接受新技術(shù)、新理念，對失敗有較強的抵抗性。

2.2 劣勢(Weaknesses)分析

2.2.1資源劣勢

電力設(shè)計企業(yè)的人力資源主要是工程技術(shù)和管理人員，軟件編程、計算機建模人才偏少；開展三維設(shè)計的設(shè)計環(huán)境需要更新?lián)Q代，其硬件在性能上應(yīng)滿足運行三維設(shè)計相關(guān)設(shè)計工具和開展工程三維設(shè)計要求，其軟件應(yīng)包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、三維設(shè)計相關(guān)軟件，三維展示、渲染和漫游類軟件可根據(jù)需要進行配置；總之由于無類似三維設(shè)計經(jīng)驗，開展三維設(shè)計項目前期人力、財力、物力投入大。

2.2.2盈利劣勢

三維設(shè)計技術(shù)的實施過程中，在項目前期效益不明顯的階段，就需要軟硬件配置和人員培訓(xùn)方面的大量投入，必然會伴隨建設(shè)成本增加，且這種投資的回報期較長。另一方面是三維設(shè)計目前處于推廣階段，在目前的三維設(shè)計應(yīng)用中，以三維瀏覽、碰撞檢查居多，應(yīng)用范圍窄，效益不明顯。業(yè)主方雖然意識到三維設(shè)計的實用價值，但不愿意額外支付三維設(shè)計費用。

2.3 機會(Opportunity)分析

2.3.1國家機會

我國經(jīng)濟由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，中國能源的高質(zhì)量發(fā)展需要能源轉(zhuǎn)型，這一系列的背景有利于三維設(shè)計等新技術(shù)的推廣應(yīng)用；數(shù)字中國、“三型兩網(wǎng)”等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求電力工程基建工作革新。具體到電力設(shè)計企業(yè)，就要求企業(yè)開展GIM技術(shù)為核心的三維可視化設(shè)計，提高電力工程的數(shù)字化設(shè)計水平。

2.3.2行業(yè)機會

我國政府采取了一系列促進三維設(shè)計發(fā)展的舉措，中國三維設(shè)計系列標(biāo)準的實施發(fā)布；上海、深圳、北京等部分地區(qū)對于三維設(shè)計技術(shù)的實施的有關(guān)規(guī)定；電力行業(yè)對三維設(shè)計和相關(guān)三維設(shè)計標(biāo)準的發(fā)布；政府舉措為三維設(shè)計技術(shù)的發(fā)展提供了必要依據(jù)和支持。同時政府的引導(dǎo)程度也是隨著三維設(shè)計技術(shù)的成熟逐漸加深的。

三維設(shè)計相關(guān)科研、軟件、建模、培訓(xùn)配套逐步完善。三維設(shè)計技術(shù)是一套社會技術(shù)系統(tǒng)，不能離開社會系統(tǒng)而存在，即三維設(shè)計實施模式和方法必定要符合中國的建設(shè)程序和組織社會環(huán)境。國內(nèi)有相當(dāng)數(shù)量的三維設(shè)計應(yīng)用軟件在中國電力工程建設(shè)中被證明是有效的。滿足項目全過程、全要素、全組織的所有需求的中國技術(shù)專業(yè)應(yīng)用軟件的三維軟件正在逐步成熟。

2.3.3企業(yè)機會

三維設(shè)計技術(shù)帶來盈利新模式。設(shè)計企業(yè)作為引導(dǎo)三維設(shè)計應(yīng)用的動力源之一，應(yīng)利用三維設(shè)計技術(shù)開發(fā)新的盈利模式，才能更好地為業(yè)主服務(wù)，提升設(shè)計企業(yè)的價值。

設(shè)計企業(yè)應(yīng)讓業(yè)主意識到三維設(shè)計的價值，然后委托設(shè)計方應(yīng)用三維設(shè)計技術(shù)。由于三維設(shè)計技術(shù)需要專業(yè)團隊(包括三維設(shè)計咨詢師和三維設(shè)計工程師)來付出額外的勞動來為業(yè)主服務(wù)，因此三維設(shè)計合同就成為設(shè)計企業(yè)新的贏利點。利用掌握的三維設(shè)計技術(shù)、流程和信息，設(shè)計企業(yè)更容易向項目咨詢管理方向延伸。

三維設(shè)計技術(shù)優(yōu)化設(shè)計流程、降低運營成本；利用三維設(shè)計提高整個項目的建筑性能、抗風(fēng)險能力、協(xié)同與控制能力，帶來項目投資收益以及后期運營的可控性。提供利用二維CAD平臺無法提供額外價值的三維設(shè)計服務(wù)內(nèi)容。除了建模、碰撞檢查以外，還應(yīng)該有一系列服務(wù)來幫助業(yè)主的設(shè)計部門、成本部門、項目部門解決各自相關(guān)問題，增強業(yè)主內(nèi)部協(xié)同能力。

三維設(shè)計的協(xié)調(diào)性服務(wù)可以解決各專業(yè)間的碰撞問題，如暖通等專業(yè)中管道布置時，由于各專業(yè)獨立繪制圖紙，在施工過程中，可能會出現(xiàn)布置管線時，結(jié)構(gòu)設(shè)計的梁等構(gòu)件在此妨礙管線的布置?？稍陔娏こ探ㄔ烨捌趯Ω鲗I(yè)的碰撞問題進行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。當(dāng)然還可以解決電梯井布置與其他設(shè)計布置及凈空要求之間協(xié)調(diào)，防火分區(qū)與其他設(shè)計布置之間協(xié)調(diào)，地下排水布置與其他設(shè)計布置之協(xié)調(diào)等。

2.4 威脅(Threats)分析

2.4.1經(jīng)濟威脅

在《國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于全面應(yīng)用輸變電工程三維設(shè)計及建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心的意見》中，明確提出了工程三維設(shè)計及數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)：從2018年下半年開始，國網(wǎng)公司新建35 kV及以上輸變電工程全面應(yīng)用三維設(shè)計;同步啟動建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心，滿足工程具備數(shù)字化移交和公司全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享要求。到2020年年底前，公司所有新建、改建、擴建35 kV及以上輸變電工程具備數(shù)字移交條件，總體上實現(xiàn)三維設(shè)計、三維評審、三維移交。電力行業(yè)對電力設(shè)計企業(yè)的三維設(shè)計能力要求逐步升高，不采用三維設(shè)計不僅會導(dǎo)致項目流失，更會喪失企業(yè)競爭力。

2.4.2技術(shù)威脅

多專業(yè)協(xié)同設(shè)計難：電氣、總圖、建筑、結(jié)構(gòu)、水暖、技經(jīng)等專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計過程中，無專業(yè)的、成熟的智能輔助設(shè)計工具，很難實現(xiàn)在整個工程設(shè)計過程中設(shè)計數(shù)據(jù)的共享、繼承及協(xié)同。

應(yīng)用難度大，動力不足，電力工程體量大，專業(yè)分工多，安全生產(chǎn)要求高；數(shù)據(jù)利用率低，三維設(shè)計為設(shè)計評審、設(shè)計移交、設(shè)備采購、工程建設(shè)招標(biāo)、現(xiàn)場施工管理、ERP系統(tǒng)、PMIS系統(tǒng)等各個階段的工程管理提供數(shù)據(jù)源支撐難度大。

在應(yīng)用BIM過程中會面臨大量風(fēng)險，新技術(shù)應(yīng)用沒有可以參考的技術(shù)路線；目前基礎(chǔ)BIM建模軟件仍被國外的廠商控制，國內(nèi)軟件廠商的自主創(chuàng)新能力跟不上國內(nèi)對BIM理念的發(fā)展需求。

2.4.3文化威脅

與現(xiàn)行設(shè)計建造運營模式的沖突；對現(xiàn)有設(shè)計流程、理念沖擊；設(shè)計人員由于工作慣性難以從二維設(shè)計過渡到三維設(shè)計；缺乏模型應(yīng)用、信息分類編碼、儲存、設(shè)計交付、施工應(yīng)用、制造設(shè)計信息模型技術(shù)標(biāo)準。

2.4.4社會威脅

數(shù)字化時代，基建工作對電力設(shè)計工作效率和準確性要求提高，業(yè)主和社會大眾需要直觀觀察理解三維設(shè)計成果。未來智能城市，將以云計算為基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)為城市神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，城市大腦為人工智能中樞，設(shè)計師將給未來智能城市提供數(shù)據(jù)服務(wù)。未來的三維設(shè)計成果將是智能城市數(shù)據(jù)的重要來源，不能適應(yīng)三維設(shè)計流程將會面臨巨大的社會威脅。

2.4.5人才威脅

三維設(shè)計培訓(xùn)缺乏策略規(guī)劃和管理制度，難以兼顧工作與培訓(xùn)，訓(xùn)練成效有限。高等教育系統(tǒng)，尚未形成積極培訓(xùn)三維設(shè)計人才的集體共識，較難規(guī)劃出系統(tǒng)性的課程。

三維設(shè)計的培訓(xùn)內(nèi)容以軟件操作技能提升為主，甚至當(dāng)成3D繪圖技術(shù)置入既有的計算機繪圖課程當(dāng)中；缺乏系統(tǒng)性課程規(guī)劃和策略性培育流程。與工程專業(yè)結(jié)合不足，與實際業(yè)務(wù)運用電氣工程知識、工程識圖能力、三維設(shè)計技術(shù)解決設(shè)計實際需求現(xiàn)況差異甚大。三維設(shè)計最有價值功效在于跨專業(yè)的溝通整合，但跨專業(yè)整合能力的發(fā)展，原本就是國內(nèi)高等教育的結(jié)構(gòu)性問題，三維設(shè)計人才的教育訓(xùn)練依舊無法擺脫此困境。

對三維設(shè)計投資效益缺乏認知；激增的人才缺口，吸引了大量從業(yè)者，但人才素質(zhì)參差不齊。三維設(shè)計專業(yè)人才薪資待遇被明顯低估，甚至在部分企業(yè)被定位為較基層的繪圖人員，或單純以建模為唯一任務(wù)的三維設(shè)計建模人員，對三維設(shè)計技術(shù)重要性有誤解，尚未形成健全的從業(yè)環(huán)境。

電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)用三維設(shè)計的SWOT分析如表1所示。

表1 電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)用三維設(shè)計的SWOT分析

3 結(jié)語

目前，三維設(shè)計工作在我國發(fā)展勢頭良好，是電力設(shè)計企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的難得契機。為了準確研判電力設(shè)計企業(yè)參與三維設(shè)計的前景，運用SWOT方法進行分析，研究結(jié)果表明:電力設(shè)計企業(yè)參與三維設(shè)計具有獨特優(yōu)勢，應(yīng)結(jié)合國家政策、宏觀經(jīng)濟環(huán)境和自身情況做好充分準備，整合內(nèi)外部資源，加強與產(chǎn)業(yè)鏈各方的合作，提升業(yè)務(wù)管理和市場開發(fā)能力。只有彌補了自身的不足，電力設(shè)計企業(yè)在搶抓三維設(shè)計市場才能充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，降低投資風(fēng)險，獲得合理的收益，從而彌補傳統(tǒng)業(yè)務(wù)減少所帶來的影響，實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。