电力设计企业应用三维设计技术提高电厂设计质量初探

1、电力设计企业应用三维设计技术提高电厂设计质量初探    关键词:设计质量;工厂设计系统;三维设计;PDMS质量是产品的生命,美国著名的质量管理专家朱兰博士提出:“21世纪是质量的世纪”。没有好的质量,产品就没有市场,对于电力设计行业也是如此。WTO5年的保护期已经结束, 我国服务市场已向国外全面开放, 拥有资金、技术、管理优势的国外大型咨询设计企业或工程公司的进入将给我国电力勘测设计企业带来巨大的威胁。此外厂网分离的电力体制改革已基本平稳过渡之后, 电力勘测设计企业与电网主多分离是必然的趋势,设计企业将真正进入市场。在此形势下, 电力勘测设计各企业的竞争

2、将越趋激烈,而设计质量将是最有力的核心竞争力,是企业求得生存,提高效益的关键。 1传统二维设计的常见问题 在质量管理理论中,影响质量的五大因素4M1E是:人(Man)、材料(Material)、机械(Machine)、方法(Method)和环境(Environment)。电力设计是技术密集型行业,人和设计手段对设计质量的影响由为突出。国内电力设计行业采用计算机辅助设计已经走过了20多年。从1986年引进和应用Calma 公司的CAD应用系统,到90年代初期基于windows平台下的CAD开始普及,电力设计企业通过CAD图纸的积累和复制,大大提高了设计效率和质量。90年代后期各电力设计企业基本实

3、现了人手一台微机和100蔇制图,电力设计行业实现了“甩图板”的革命。虽然在电力设计行业,传统的二维设计已运行多年,但它仍存在较多问题: 设计容易出错:传统二维设计过程是设计人员在头脑中想象产品的三维模型,然后绘制多个平面图和立面图,这样的设计经常出现平面图和立面图对应不上,或者修改的时候某些视图漏修改,导致出现设计质量问题。 校核质量不高:传统校核过程是校核人员结合平面图和立面图想象实体模型,在工程任务较多的情况下,校核人员往往因为时间少、任务重而不能很仔细的校核出全部的设计问题,影响校核质量。 专业配合:传统二维设计模式下,各设计专业之间的配合交接资料是以纸质方式提资,这样提资方发生设计变更

4、,如果没有再次向接收专业提资,则接收专业设计参考的资料还是原有版本,经常导致设计出错。 设计碰撞:在传统的设计实践中,各专业的卷册设计人员由于受二维设计设计平台的限制,不能有效地沟通,设计提交的施工图纸, 在现场施工过程中不可避免地存在着这样和那样的碰撞, 有的甚至会对工期及费用造成较大的影响。 由于传统二维设计模式下,设计成品的质量受诸多因素的制约,为了提高设计质量和效率,增强竞争优势,我院引进了目前国际上三维工厂设计中应用较为成功的设计管理软件PDMS,并在此基础上进行了二次开发,建立了符合我国电力设计标准和我院发展需要的FEDI三维设计集成系统。 2 三维工厂设计管理系统PDMS简介及其

5、优势 PDMS(Plant Design Management System)是由英国剑桥计算机辅助设计中心开发的三维工厂设计管理软件,它包含设计和管理两大模块。设计模块可以建立包括管道、设备、建筑结构、电气桥架和暖通风道在内的各专业三维模型,并快速、准确地抽出符合业主要求的平立面图和管道轴测图以及材料统计表。管理模块则主要包含了设计所需数据库和后台管理控制数据库。采用PDMS进行三维设计的优势在于: 实时协同设计。采用三维设计技术, 使设计由平面变为立体。传统的二维设计是在平面图纸上布置工厂的管道和设备, 如今是在一个虚拟的三维空间中“建造”一个真正的工厂,工程设计人员可十分清楚和形象地了解

6、周围的环境,犹如亲临现场一般,给设计、布置方案的优化工作提供了极佳的平台。同时由于各专业设计人员进入的是同一个设计平台,读取的都是统一数据库,在高速网络的支持下,即可实现协同设计,设计信息实时共享,大大减少专业间的配合,因此可以缩短设计周期,提高设计质量,降低工程造价。 “无碰撞”设计。碰撞检查功能是三维设计最重要的功能之一。实时或定期碰撞检查使得绝大部分设计差错在设计阶段被及时发现,因此可把设计碰撞问题基本消灭在施工之前,大大减少了工地修改返工费用。PDMS三维设计系统允许不同专业设计的产品在一个共同的三维空间中进行碰撞检查, 使得设计的工厂成为一个真正的“无碰撞”工厂。这对降低工程施工费用

7、、缩短工期都有重要的意义。 报表统计应用。通过定制模板,能够快速对设计所用到的材料进行自动统计,避免了人工统计容易出错的问题,同时大大缩短了设计时间。 3三维设计系统常见问题及对策 3.1常见问题 尽管三维设计系统功能很强大,在提高设计质量和设计效率方面起了很大作用,但在工程应用当中,我们也遇到了不少问题。 由于电力工程的设计周期比较短,通常设计人员没有足够的时间自己建模,目前的设计流程是先由设计人员完成二维图纸,然后再由专门的建模员按照二维图纸完成三维模型。这种流程下由于建模员没有实际参与设计,对设计意图的理解就会有所偏差,容易出现建模的错误。    

8、    对于已发现的设计质量问题,设计人员如果不能及时解决或者希望现场修改,直到施工时发现问题后才去修改,碰撞检查的功能就不能得到真正的发挥,影响了设计质量。 三维设计软件与原先的二维CAD软件相比,功能强大得非常多,学习、掌握的难度也大很多,许多老员工就不乐意学习新的工具,导致推广速度很慢。三维设计软件在专业上应用也主要集中在工艺专业的管道布置设计,三维设计系统的协同设计功能没有发挥应有作用。 3.2对策 针对目前应用存在的问题,根据4M1E的思想,可从以下几方面予以解决。 “人”的选择和培训。对于建模员,由于工作比较辛苦,在选择建模员时必须选择能够吃

9、苦耐劳,且有相应的专业知识背景,这样才能保证建模的效率和质量。此外,还需对建模员进行不定期的三维应用、专业知识和质量意识的教育培训,创建学习型团队,使建模员不但会建模也懂得新的专业技术,避免理解设计意图出现偏差。 转变设计人员设计思路及设计模式。三维设计的设计理念和出图方式不同于常规的二维设计。但目前大多数设计人员的思维模式及工作方法还没有完全转变过来。因此, 需要转变设计人员设计思路,让设计人员慢慢适应直接应用三维平台进行设计,从而发挥三维对设计工作所起到的高效、优质的作用。 组织和设计流程的重组完善。三维设计技术是以欧美发达国家工程公司的项目技术管理和设计流程为基础的,所以需要有一个更科学

10、、更高效的组织管理结构,并对原有设计流程进行重组。这样, 才能使协同设计最大程度的发挥其作用,从根本上保证三维设计技术发挥最大的效益,这也是三维设计技术在国内工厂设计深入应用中急需解决的问题,对电力设计将是一场变革。 建立相应的质量体系结构。采用三维设计技术,特别是日后的设计流程重组之后,必须修改原有的质量体系文件,对人员职责和权限、组织结构、工作程序进行新的界定,还需编写一系列的质保程序文件,如三维模型质保要求、计算机备份措施等,保证质量体系有效运行。 完善绩效考核和激励制度。三维设计系统需要建立新的绩效考核和激励机制,对接口资料是否关闭、碰撞问题是否消除、设计深度是否满足要求等进行考核,促使发现的质量问题消灭在设计阶段。对采用三维系统进行设计的员工进行一定激励,使真正意义上的协同设计早日实现。 4 结 语 通过在我院承接的多个发电项目的应用,三维设计技术在提高设计质量和设计效率上已显示了极大的优势。在生成传统施工图纸