三維設計技術(shù)在火力發(fā)電廠(chǎng)設計中的應用

工廠(chǎng)三維設計技術(shù)打破了傳統的二維設計概念，是CAD技術(shù)在設計領(lǐng)域中的高新技術(shù)應用。該系統引入火力發(fā)電廠(chǎng)三維設計在國內僅處在起步階段，我們針對三維設計系統在電廠(chǎng)設計中的應用進(jìn)行了有益的探討，為在火力電廠(chǎng)開(kāi)展三維設計系統提供決策和參考。三維設計技術(shù)在國外已成功應用于以工藝過(guò)程為核心的行業(yè)設計中。在國內如何使三堆設計技術(shù)在電廠(chǎng)設計中全面推廣應用還是一個(gè)新課題，本文結合內蒙古電力勘測設計院在工程中的應用情況進(jìn)行探討。

關(guān)鍵字：三維設計技術(shù)，電廠(chǎng)設計，推廣應用，三維實(shí)體模型；

進(jìn)入21世紀以來(lái)，為了加速建設現代化的電力設計企業(yè)．學(xué)習大型電力設計院、工程公司的經(jīng)驗．我院2004年開(kāi)展建立三維設計系統．并開(kāi)始應用在工程設計中，在這5年的三維設計中隨著(zhù)我院機務(wù)專(zhuān)業(yè)三維設計系統應用已初具規模，并在數個(gè)工程中應用之后我們踏上了“三維設計”這個(gè)臺階，初步和國內大型電力設計院、工程公司有了共通的工程語(yǔ)言。在三維設計系統的使用過(guò)程中，我院走過(guò)一些彎路，有經(jīng)驗也有教訓．我們體會(huì )到．電力設計院三維設計系統的應用、推廣與開(kāi)發(fā)，必須要有前瞻性．實(shí)用性，要讓三維設計助推我們電力設計大幅前進(jìn)，三維設計水平的提高，也是我們躋身電力設計行業(yè)前沿的標志。

1.三維設計技術(shù)的優(yōu)勢

簡(jiǎn)單地說(shuō)，火力電廠(chǎng)三維設計系統就是利用三維設計技術(shù)，在計算機上構建管道、設備、電氣、結構等多專(zhuān)業(yè)的三維實(shí)體模型，并通過(guò)對所構建的實(shí)體模型進(jìn)行碰撞檢查、優(yōu)化設計，最終從模型中提取出各種施工圖及相應的材料報表。工廠(chǎng)數字化模型設計技術(shù)的實(shí)際應用，打破了傳統的平面二維圖設計模式，使現有的設計思想、設計方法、設計程序及設計管理等設計全過(guò)程都發(fā)生了一系列的變革， 為工程設計人員提供了一種嶄新的設計方法和手段。三維實(shí)體模型設計在三維的環(huán)境界面下，使工程設計人員十分形象地了解設計的環(huán)境，給設計工作帶來(lái)便利，并且三維技術(shù)的數據庫唯一性可以做到在設計階段就消除碰撞甚至達到零誤差率。模型中所包含的工程信息，直觀(guān)、準確、詳實(shí)，可直接指導訂貨、加工和安裝，使設計和施工的聯(lián)系更加緊密，更加符合工程總承包的發(fā)展要求。近年來(lái)，一些成熟的的大型設計院、工程公司利網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和數據庫技術(shù)在企業(yè)內部的信息管理上達到了一個(gè)很高的水平。在實(shí)現了數據的真正共享后，開(kāi)始異地協(xié)作設計，通過(guò)利用項目所在地的低成本優(yōu)勢來(lái)降低整個(gè)項目的運作成本。而三維技術(shù)的應用基礎便是項目設計數據的共享。

2.內蒙古電力設計院應用三維模型技術(shù)開(kāi)展電廠(chǎng)設計

2004年7月內蒙古電力勘測設計院引進(jìn)了英國AVEVA公司開(kāi)發(fā)的PDMS系統(Plant Design Management System)。引進(jìn)后，邊培訓邊消化，首先解決了元件庫和規范庫的本地化，并在烏蘭山電廠(chǎng)工程初設階段得到首次應用。經(jīng)過(guò)四個(gè)多月的努力，搭建模型，進(jìn)行碰撞檢查，制作了主廠(chǎng)房漫游動(dòng)畫(huà)，以模型為基礎開(kāi)展部分施工圖卷冊的三維軸測圖抽取、二維布置圖生成，為施工圖的展開(kāi)打下了堅實(shí)的基礎。經(jīng)過(guò)對全套系統的初步摸索，得出以下心得，在此與同行交流探討：
(1)找到一個(gè)適合三維設計的組織管理結構和工作方法十分重要；

(2)在三維模型中完成接口管理，要既不影響三維協(xié)作設計的優(yōu)勢，又能符合質(zhì)量控制的要求；

(3)對模型的質(zhì)量需要有一套合適的評審制度；

(4)通過(guò)開(kāi)發(fā)一些維護工具提高工程數據庫維護的效率，從而提高整個(gè)三維設計的效率；

(5)編碼系統的采用使工程數據更易于計算機管理。而國內電力設計中，工程設計中使用編碼體系才剛剛開(kāi)始推行；

(6)三維模型的積累和注意總結形成模塊化設計，能有效地提高三維設計效率；

3 三維模型技術(shù)深入應用

3.1 三維模型技術(shù)和工程信息集成系統的關(guān)系

利用先進(jìn)的計算機技術(shù)使工程設計信息集成系統高效運轉是改變傳統設計手段、提高設計效率和設計質(zhì)量的關(guān)鍵之一。三維設計技術(shù)是整個(gè)設計信息系統構建的重要基礎。如果把三維設計技術(shù)和其它專(zhuān)業(yè)數據庫及專(zhuān)業(yè)軟件集成起來(lái)，幾乎可以涵蓋所有的工程設計信息，真正實(shí)現數據資源工程全過(guò)程的共享，也就是所謂的數字化電廠(chǎng)的概念，實(shí)現電廠(chǎng)全周期數字化管理。但工程信息集成系統的構建是由企業(yè)的規模、企業(yè)的業(yè)務(wù)開(kāi)展能力等多種因素決定的。所以三維設計技術(shù)的應用也需要和企業(yè)的項目環(huán)境和企業(yè)工程信息集成系統的框架構建結合起來(lái)。如我院目前自主開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統與三維設計技術(shù)的集成，就有效地發(fā)揮了計算機技術(shù)和三維設計技術(shù)在工程中應用的優(yōu)勢。

3.2 必須有與之相適應的項目設計組織結構

通過(guò)對三維設計技術(shù)的應用，發(fā)現其不僅對設計人員提出了新的要求，還需要一個(gè)科學(xué)、高效的組織管理結構和先進(jìn)的設計流程。先進(jìn)的設計流程要求設計人員更加專(zhuān)業(yè)化，只需少數人對整個(gè)工程項目深刻理解，由他們處理技術(shù)性較高的問(wèn)題，大部分人只要精通自己負責的環(huán)節，保證設計產(chǎn)品在自己這道工序中高質(zhì)量完成，則最終的產(chǎn)品也將是高質(zhì)量產(chǎn)品。

在傳統設計中，因為沒(méi)有應用先進(jìn)的設計流程，所以崗位的職責不具體，容易造成數據資源的重復和數據傳遞的堵塞。協(xié)調的工作量較大。若能將工程師從繁瑣的紙面處理工作中解脫出來(lái)，將更多的精力花在方案設計和優(yōu)化工作中，則項目組織的結構實(shí)際上十分精簡(jiǎn)。大部分工作只需要經(jīng)過(guò)基本培訓的較低學(xué)歷的技術(shù)人員就可完成，少數具備較高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的人員擔當高級技術(shù)職務(wù)，負責諸如投標、系統設計、計算和研發(fā)等工作，從而合理安排人力資源，騰出人力和物力發(fā)展企業(yè)的核心技術(shù)。

3.3 利用三維設計技術(shù)獲得的效益主要表現在以下幾個(gè)方面：

3.3.1 提高設計質(zhì)量，增強競爭能力

通過(guò)直接建立三維實(shí)體模型可避免設計中的碰撞問(wèn)題，杜絕不必要的返工浪費，最大限度地節約廠(chǎng)房空間；通過(guò)對實(shí)體模型的剖切，可以根據需要獲得準確的二維布置圖； 利用可視化技術(shù)，使設計方案表現得更加直觀(guān)，有利于提高設計質(zhì)量和設計產(chǎn)品的競爭力。