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精益求精，善益求善。减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日提高观测数据质量和观测效率，降低成本提高观测数据质量和观测效率，降低成本PAGEPAGE2提高观测数据质量和观测效率，降低成本PAGE减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日成果申报材料小组名称：倒虹吸设计QC小组二〇一二年三月目录目录 1一、小组概况 1二、背景介绍 2编号 3名称 3编号 3名称 31 3张河排水倒虹吸 341 3江河排水倒虹吸 32 3尹铁洼北沟排水倒虹吸 342 3湾街东北沟排水倒虹吸 33 3大陂南沟排水倒虹吸 343 3珍珠河排水倒虹吸 34 3街北北沟排水倒虹吸 344 3熊庄河排水倒虹吸 35 3得子河排水倒虹吸 345 3前肖庄西沟排水倒虹吸 36 3下陂西沟排水倒虹吸 346 3马岗东北沟排水倒虹吸 37 3范北河排水倒虹吸 347 3刘彦庄西南沟排水倒虹吸 38 3太山庙东沟排水倒虹吸 348 3竹园西沟排水倒虹吸 39 3育茂张南沟排水倒虹吸 349 3大楼庄东北沟排水倒虹吸 310 3大徐营西沟排水倒虹吸 350 3王禹南沟排水倒虹吸 311 3张林沟排水倒虹吸 351 3齐庄南沟排水倒虹吸 312 3苇子河排水倒虹吸 352 3马道西北沟排水倒虹吸 313 3小马河排水倒虹吸 353 3孙庄西沟排水倒虹吸 314 3灌渠河排水倒虹吸 354 3核桃园河排水倒虹吸 315 3北洼西沟排水倒虹吸 355 3榆林西沟排水倒虹吸 316 3北洼沟排水倒虹吸 356 3温亮河排水倒虹吸 317 3马庄沟排水倒虹吸 357 3吴井西沟排水倒虹吸 318 3西沙河排水倒虹吸 358 3小周庄沟排水倒虹吸 319 3中沙河排水倒虹吸 359 3焦庄南沟排水倒虹吸 320 3东沙河排水倒虹吸 360 3杨武岗南沟排水倒虹吸 321 3宋营西沟排水倒虹吸 361 3三里河排水倒虹吸 322 3小刘营西沟排水倒虹吸 362 3西寨沟排水倒虹吸 323 3彭庄西沟排水倒虹吸 363 3魏岗铺西沟排水倒虹吸 324 3鲁杨庄西沟排水倒虹吸 364 3吕楼北沟排水倒虹吸 325 3小南河排水倒虹吸 365 3柳庄北沟排水倒虹吸 326 4大徐营南沟排水倒虹吸 466 4牛头李沟排水倒虹吸 427 4滚沟排水倒虹吸 467 4代洼沟排水倒虹吸 428 4三里河排水倒虹吸 468 4三皇店西沟排水倒虹吸 429 4落洼河排水倒虹吸 469 4板厂东沟排水倒虹吸 430 4温凉河排水倒虹吸 470 4孟沟中点排水倒虹吸 431 4司勇河排水倒虹吸 471 4杨蛮庄南沟排水倒虹吸 432 4乔庄南沟排水倒虹吸 472 4丑河南支排水倒虹吸 433 4蛮子寨南沟排水倒虹吸 473 4山岔口南沟排水倒虹吸 434 4龙王渠倒虹吸 474 4丑河北支排水倒虹吸 435 4黄渠河排水倒虹吸 475 4孙沟排水倒虹吸 436 4大马营西北沟排水倒虹吸 476 4蔡庄东沟排水倒虹吸 437 4大马营东北沟排水倒虹吸 477 4东盆窑东沟排水倒虹吸 438 4大庄西北沟排水倒虹吸 478 4叶庄沟排水倒虹吸 439 4贾庄南沟排水倒虹吸 479 4吴洼东沟排水倒虹吸 440 4白条河东支排水倒虹吸 480 4王庄沟排水倒虹吸 4三、选题理由 4四、活动计划 6五、现状调查 6六、目标设定 8七、原因分析 9八、要因确认 10九、制定对策 14对策表目标设定依据为： 15目标1工日=绘制一座倒虹吸水工CAD结构图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=14×（26/45）=8 15目标2工日=绘制一座倒虹吸水工CAD钢筋图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=19×（26/45）=11 15十、对策实施 16十一、检查效果 26十二、巩固措施与推广应用 29十三、总结及进一步打算 32一、小组概况表1-1小组概况表小组名称倒虹吸设计QC小组课题名称减少南水北调中线工程排水倒虹吸施工详图设计工日成立时间2011年1月课题注册时间2011年1月4日注册编号CQC-11-12活动时间2011年1月-2011年7月课题类型现场型活动次数11次平均每次活动时间2小时集体活动出勤率100%辅导员肖会荣小组成员平均接受QC教育时间72小时小组成员序号姓名性别年龄文化程度职称组内职务组内职责133博士工程师组长组织实施249大学高级工程师组员技术指导330大学工程师组员三维设计432硕士工程师组员三维设计532硕士工程师组员三维设计632硕士工程师组员设计校核740硕士高级工程师组员技术指导840大学高级工程师组员三维设计二、背景介绍南水北调中线一期工程从丹江口水库到北京1277km,其中长江勘测规划设计研究有限责任公司承担陶岔至鲁山段约215km勘测设计，其中排水倒虹吸共有80座。总干渠要求2014年全线通水，为满足现场施工要求，南水北调中线建管局（业主）要求2011年7月底前完成总干渠陶岔至鲁山段全部排水倒虹吸的施工详图设计。陶岔至鲁山段陶岔至鲁山段图2-1南水北调中线干线工程路线图陶岔至鲁山段排水倒虹吸见表2-1.表2-1陶岔至鲁山段排水倒虹吸表编号名称编号名称1张河排水倒虹吸41江河排水倒虹吸2尹铁洼北沟排水倒虹吸42湾街东北沟排水倒虹吸3大陂南沟排水倒虹吸43珍珠河排水倒虹吸4街北北沟排水倒虹吸44熊庄河排水倒虹吸5得子河排水倒虹吸45前肖庄西沟排水倒虹吸6下陂西沟排水倒虹吸46马岗东北沟排水倒虹吸7范北河排水倒虹吸47刘彦庄西南沟排水倒虹吸8太山庙东沟排水倒虹吸48竹园西沟排水倒虹吸9育茂张南沟排水倒虹吸49大楼庄东北沟排水倒虹吸10大徐营西沟排水倒虹吸50王禹南沟排水倒虹吸11张林沟排水倒虹吸51齐庄南沟排水倒虹吸12苇子河排水倒虹吸52马道西北沟排水倒虹吸13小马河排水倒虹吸53孙庄西沟排水倒虹吸14灌渠河排水倒虹吸54核桃园河排水倒虹吸15北洼西沟排水倒虹吸55榆林西沟排水倒虹吸16北洼沟排水倒虹吸56温亮河排水倒虹吸17马庄沟排水倒虹吸57吴井西沟排水倒虹吸18西沙河排水倒虹吸58小周庄沟排水倒虹吸19中沙河排水倒虹吸59焦庄南沟排水倒虹吸20东沙河排水倒虹吸60杨武岗南沟排水倒虹吸21宋营西沟排水倒虹吸61三里河排水倒虹吸22小刘营西沟排水倒虹吸62西寨沟排水倒虹吸23彭庄西沟排水倒虹吸63魏岗铺西沟排水倒虹吸24鲁杨庄西沟排水倒虹吸64吕楼北沟排水倒虹吸25小南河排水倒虹吸65柳庄北沟排水倒虹吸26大徐营南沟排水倒虹吸66牛头李沟排水倒虹吸27滚沟排水倒虹吸67代洼沟排水倒虹吸28三里河排水倒虹吸68三皇店西沟排水倒虹吸29落洼河排水倒虹吸69板厂东沟排水倒虹吸30温凉河排水倒虹吸70孟沟中点排水倒虹吸31司勇河排水倒虹吸71杨蛮庄南沟排水倒虹吸32乔庄南沟排水倒虹吸72丑河南支排水倒虹吸33蛮子寨南沟排水倒虹吸73山岔口南沟排水倒虹吸34龙王渠倒虹吸74丑河北支排水倒虹吸35黄渠河排水倒虹吸75孙沟排水倒虹吸36大马营西北沟排水倒虹吸76蔡庄东沟排水倒虹吸37大马营东北沟排水倒虹吸77东盆窑东沟排水倒虹吸38大庄西北沟排水倒虹吸78叶庄沟排水倒虹吸39贾庄南沟排水倒虹吸79吴洼东沟排水倒虹吸40白条河东支排水倒虹吸80王庄沟排水倒虹吸三、选题理由图3-1选题理由

四、活动计划表4-1活动计划与实施表五、现状调查小组对本公司排水倒虹吸施工详图的设计定额工日进行了统计分析，如下表5－1。表5-1排水倒虹吸施工详图设计定额工日统计表序号设计内容定额工日累计定额工日频数累计频率1绘制水工CAD配筋图191942.2%42.2%2绘制水工CAD结构图143331.1%73.3%3设计校核4378.9%82.2%4计算统计钢筋工程量3406.7%88.9%5水工结构与配筋方案设计2424.4%93.3%6确定水工建筑物结构型式1432.2%95.6%7确定建筑物布置方案与结构尺寸1442.2%97.8%8计算统计结构工程量1452.2%100%根据各设计内容所需定额工日统计结果绘制排列图如图5－1。图5-1排水倒虹吸施工详图设计额定工日排列图从排列图中看出：“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD钢筋图”占倒虹吸施工详图设计工日的73.3%六、目标设定为了满足业主对80座倒虹吸施工详图设计必须在7个月内完成的工期要求，同时结合公司人力资源现状，安排10名设计人员在7个月内完成80座倒虹吸施工详图设计，平均一座倒虹吸要求的工日：目前设计能力为每座倒虹吸实耗工日45。因此目标值设定为：将平均一座排水倒虹吸的施工详图设计工日从45减少到26。图6-1目标值设定根据现状调查统计，“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD钢筋图”耗费工日多是本课题症结所在，小组决定从提高CAD结构图和钢筋图的设计效率入手，实现目标。七、原因分析小组成员分析了“绘制水工CAD结构图”、“绘制水工CAD配筋图”耗费工日多这2个主要问题，找出了耗费工日的的原因，绘制原因分析关联图如下图7－1。图7-1原因分析关联图

八、要因确认表8-1末端因素1确认表末端因素1缺乏倒虹吸CAD绘图标准元件库确认过程标准元件库是具有标准结构，能修改尺寸的常用建筑物元件图。对倒虹吸基本元件的种类个数进行统计，共127个。基本元件挡墙进口段管身斜段管身斜弧平段管身平段出口段种类个数153216161632由于我院采用的二维CAD绘图软件没有参数化设计功能，建立的标准元件如果要进行尺寸修改的话，很不方便。根据我院以往深圳河治理黄贝岭和文锦渡倒虹吸等工程，设计人员没有建立任何倒虹吸CAD绘图标准元件库，建库率为0。所有的倒虹吸结构采用二维绘图设计软件一笔一画重新绘制，经过统计平均每座倒虹吸实耗14工日。确认方法现场调查确认地点南阳设代处确认时间2011.1.4确认人张菊红、张荣确认结果未建立倒虹吸标准元件库，绘图效率低，消耗大量工日。确认结论要因表8-2末端因素2确认表末端因素2设计人员CAD绘图软件操作不熟练确认过程QC小组对设计人员CAD绘图软件使用年限进行现场调查：使用CAD绘图软件年限≥2年<2年总计人数9110调查显示：90%的设计人员CAD绘图软件使用年限≥2年确认方法调查分析确认地点南阳设代处确认时间2011.1.5确认人张菊红、黄艳芳确认结果设计人员中大部分使用CAD绘图软件年限超过2年，能熟练操作CAD绘图软件，这不是制约设计工日的制约因素确认结论非要因表8-3末端因素3确认表末端因素3设计软件不能自动生成CAD钢筋图确认过程目前我院设计人员倒虹吸施工详图采用二维CAD绘图软件设计，不能根据倒虹吸配筋规则与方案自动生成二维CAD钢筋图，只能一笔一画绘制。绘制一座倒虹吸二维CAD钢筋图平均耗时19工日。确认方法调查分析确认地点南阳设代处确认时间2011.1.4确认人杨新军、黄少华确认结果现有设计软件不能自动生成二维CAD钢筋图，绘制二维CAD钢筋图耗费工日多。确认结论要因表8-4末端因素4确认表末端因素4设计人员缺乏倒虹吸结构与配筋设计知识和经验确认过程小组对10名设计人员的职称进行调查：职称教授级高工高工工程师助理工程师总计人数045110调查显示：设计人员中90%具有工程师及以上职称。确认方法调查分析确认地点南阳设代处确认时间2011.1.5确认人黄少华、张荣确认结果设计人员中大部分具有倒虹吸结构与配筋设计知识和经验确认结论非要因表8-5末端因素5确认表末端因素5设计人员间沟通不及时确认过程设计人员都在现场集中办公。确认方法现场调查确认地点南阳设代处确认时间2011.1.4确认人李小帅、陈敏确认结果设计人员均在现场设计，沟通及时。确认结论非要因表8-6末端因素6确认表末端因素6水文、地质等资料不完整确认过程我院已在2010年底完成大部分渠段的水文水力学计算、地质勘测等基础工作，只有南阳段等局部工程2011年存在少量的地质勘测工作，水文、地质勘测等基础资料的更新率≤2%。确认方法现场调查确认地点南阳设代处确认时间2011.1.6确认人张荣、黄艳芳确认结果我院前期的水文、地质勘测工作做的很扎实和全面，基础资料掌握较完整。确认结论非要因表8-7末端因素7确认表末端因素7缺乏快速修改CAD图的方法确认过程小组对以往倒虹吸工程施工设计CAD图修改工作消耗的工日进行统计：工程校核检查错误情况修改CAD图的工日深圳河治理黄贝岭倒虹吸第一次检查：13处3第二次检查：3处1深圳河治理文锦渡倒虹吸第一次检查：11处2第二次检查：2处1………………调查统计显示：修改一座倒虹吸施工设计CAD图平均消耗约3.5个工日。确认方法调查分析确认地点南阳设代处确认时间2011.1.6确认人王进丰、李小帅确认结果修改CAD图消耗的平均工日比较少，即使找到快速修改的方法，对减少施工详图设计工日影响较小。确认结论非要因“要因确认”结果如下图8-1。图8-1要因确认结果九、制定对策要因确认后，针对两个主要原因，分别制定了两个不同的对策方案，通过深入分析综合评估，选定具体实施对策方案，对策方案确定表如下：表9-1对策方案确定表小组成员按照“5W1H”的方法进行分析讨论，制定“减少排水倒虹吸施工详图设计工日对策表”如下：表9-2减少排水倒虹吸施工详图设计工日对策表对策表目标设定依据为：目标1工日=绘制一座倒虹吸水工CAD结构图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=14×（26/45）=8目标2工日=绘制一座倒虹吸水工CAD钢筋图原工日×（一座倒虹吸设计目标工日/一座倒虹吸设计实耗工日）=19×（26/45）=11十、对策实施实施一：建立倒虹吸基本元件三维参数化模板库针对“缺乏倒虹吸CAD绘图标准元件库”要因，小组引进了具有国际领先水平的三维设计软件CATIA，建立倒虹吸基本元件三维参数化模板库，根据三维结构模型自动生成二维CAD结构图。步骤一：对小组成员进行CATIA软件基本操作培训对小组成员进行CATIA软件基本操作培训，由王进丰负责。表10-1三维设计软件CATIA培训计划表序号培训内容主讲人培训时间培训地点1三维设计基本概念与CATIA基本操作王进丰2011.1.9上午（2.5小时）南阳设代处会议室2CATIA草图设计、零件设计、装配设计王进丰2011.1.9下午（2.5小时）南阳设代处会议室3CAITA建立水工建筑物三维参数化模板库及其使用方法。王进丰2011.1.10上午（2.5小时）南阳设代处会议室4利用三维设计模型自动生成水工CAD结构图，自动计算结构工程量。王进丰2011.1.10下午（2.5小时）南阳设代处会议室为确保学习效果，对培训中的4项内容，组织CATIA软件操作考试，培训成绩如下：表10-2三维设计软件CATIA操作考试成绩表序号姓名培训考试成绩（百分制）掌握熟练程度是否达标1黄少华95达标2王进丰99达标3杨新军90达标4李小帅96达标5张菊红92达标6黄艳芳86达标7张荣92达标8陈敏90达标9李晓华91达标10彭军88达标图10-1培训现场照片步骤二：采用CATIA三维参数化建模功能，建立倒虹吸各个基本设计单元的三维模板库此步骤由小组成员李小帅、张荣负责，建库时间从2011年1月11日到2月10日，共31天，与计划完成时间一致。排水倒虹吸有80个，平均每个约有10多个结构分缝段，根据倒虹吸结构特点，分为挡墙、进口段、管身平段、管身斜弧平段、出口段等，归纳其基本元件的种类个数共127个。由于种类过多，出现模型实现工作量大、调用不方便的问题，给模型参数化和模型重用带来了技术难题。根据倒虹吸结构特点，小组成员对倒虹吸基本元件的种类进一步抽象与归并，达到一个模板包含多个种类的效果。以下以倒虹吸进口段三维参数化模板为例，建立过程如下：=1\*GB3①提取排水倒虹吸进口段结构设计参数分析排水倒虹吸进口段结构的设计特点，提取倒虹吸进口段结构尺寸设计参数,见图10-2。图10-2倒虹吸进口段结构设计参数=2\*GB3②种类归并，建立模板通过对倒虹吸进口段的体型种类进一步抽象与归并，采用CATIA软件的“阵列”与“规则”功能，将倒虹吸进口段的“一洞”，“二洞”...“多洞”的体型种类规并为一个类型的模板，过程见图10-3、图10-4。图10-3用“阵列”功能将“二洞及以上”种类归并为一类图10-4用“规则”功能将所有洞种类归并成一个模板=3\*GB3③建立模板库，方便调用把最终确定的各类三维参数化模板按结构分类添加到库中，见图10-5，小组成员只需要调用相应模板库中模型，设定或修改相关参数，即可生成该设计方案的三维结构模型。图10-5倒虹吸进口段三维参数化模板库步骤三：小组人员采用三维结构模型自动生成二维CAD结构图小组人员通过三维结构模型自动生成二维CAD结构图，并计算统计结构工程量，此步骤由黄少华、张菊红负责。在CATIA软件中，小组人员从三维设计模板库直接调用三维参数化模板，通过修改设计参数，即可重新生成所需三维结构模型，如图10-6。图10-6倒虹吸三维结构模型在三维结构模型中可任意定义剖切面，自动生成二维CAD结构图，如图10-7。图10-7自动生成二维CAD结构图小组成员通过三维结构模型自动计算统计结构工程量，如图10-8。图10-8自动统计计算结构工程量小组成员于2011年2月11日到4月25日，完成了全部80座排水倒虹吸的三维结构模型，自动生成二维CAD结构图，自动统计计算结构工程量。在小组全体成员的努力下，如期完成了三维设计软件CATIA软件的引进与消化应用，并建立了排水倒虹吸各种类型建筑物元件的三维参数化模板库，利用软件自动生成水工二维CAD结构图和自动统计结构工程量。对于平均一座排水倒虹吸的结构设计，实施对策前后工日对比如下表：表10-3实施对策前后结构设计工日对比表实施二：利用水工三维配筋软件自动生成二维CAD钢筋图针对“设计软件不能自动生成二维CAD钢筋图”要因，利用我院自主研发的水工建筑物三维配筋软件自动生成水工二维CAD钢筋图。步骤一：对设计人员进行水工三维配筋软件操作培训对小组成员进行三维配筋软件基本操作培训，由杨新军负责。表10-4三维配筋软件培训计划表序号培训内容主讲人培训时间培训地点1三维配筋基础理论杨新军2011.3.9上午（2.5小时）南阳设代处会议室2三维配筋软件基本操作杨新军2011.3.9下午（2.5小时）南阳设代处会议室3三维配筋软件自动生成二维CAD钢筋图、自动计算统计配筋量杨新军2011.3.10上午（2.5小时）南阳设代处会议室为确保学习效果，对培训中的3项内容，组织三维配筋软件操作考试，培训成绩如下：表10-5三维配筋软件操作考试成绩表序号姓名培训考试成绩（百分制）掌握熟练程度是否达标1黄少华90达标2王进丰87达标3杨新军98达标4李小帅86达标5张菊红89达标6黄艳芳94达标7张荣93达