《電子技術(shù)應(yīng)用》
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三維設(shè)計(jì)在核電工程中的應(yīng)用
摘要: 三維電廠設(shè)計(jì)正成為一種趨勢,以嶺澳二期核電工程為例,介紹了三維軟件的應(yīng)用情況,分析了使用過程中出現(xiàn)的一些問題,提出了一些針對性的建議。
Abstract:
Key words :

摘 要:三維電廠設(shè)計(jì)正成為一種趨勢,以嶺澳二期核電工程為例,介紹了三維軟件的應(yīng)用情況,分析了使用過程中出現(xiàn)的一些問題,提出了一些針對性的建議。
關(guān)鍵詞:三維設(shè)計(jì);核電工程;應(yīng)用及建議
Application of three dimensional design in nuclear power project
ZHANG Xin
(Guangdong Electric Power Design Institute,Guangzhou 510000,China)
0 引言
  隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,三維設(shè)計(jì)正越來越受到人們的重視,利用三維新技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)不僅可以向人們展示直觀的數(shù)據(jù)模型,還可以通過一系列的自動(dòng)化手段(如抽取材料列表,碰撞檢查等)將復(fù)雜的工作交由計(jì)算機(jī)來完成,大大提高了生產(chǎn)效率。本文以嶺澳二期核電工程為例,介紹三維設(shè)計(jì)在核電工程中的應(yīng)用情況。
1 嶺澳二期三維設(shè)計(jì)概況
  嶺澳二期工程為百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組,廣東省電力設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)常規(guī)島的設(shè)計(jì)工作。這是該院第1次在核電工程中的自主化設(shè)計(jì),為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,在該工程中全面運(yùn)用了三維設(shè)計(jì)手段,下面就其主要特點(diǎn)進(jìn)行分析。
 ?。?)使用范圍廣。該工程使用的三維軟件由Bentley公司提供,該軟件由基于microstation平臺(tái)的一系列專業(yè)軟件構(gòu)成。參與核電設(shè)計(jì)的人員基本上都把三維軟件作為首要設(shè)計(jì)工具,表1為各專業(yè)使用軟件的具體情況。
  每個(gè)專業(yè)在三維設(shè)計(jì)中都投入了大量的人力。目前,熱機(jī)及水工專業(yè)各個(gè)卷冊均采用了三維設(shè)計(jì),管道均具有三維模型;其他專業(yè)如電氣、熱控及土建等,配有專人建模,人員配備規(guī)模相對于其他工程明顯增加。
  (2)三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用深度進(jìn)一步增加。三維設(shè)計(jì)在以往工程中的應(yīng)用主要是建管道模型及出施工圖,而在嶺澳工程中的應(yīng)用進(jìn)一步加深,設(shè)計(jì)人員、校核人員等都可以在這個(gè)平臺(tái)下完成各自的工作;通過進(jìn)行碰撞檢查,可以有效避免碰撞,大大減少了在現(xiàn)場由于碰撞而引起的設(shè)計(jì)變更。
 ?。?)與外單位的聯(lián)系也采用了三維設(shè)計(jì)。核電工程接口繁多,涉及到諸多的生產(chǎn)廠家。如該工程主機(jī)生產(chǎn)廠家為ALSTOM,與該廠家的設(shè)計(jì)配合也采用了三維設(shè)計(jì):直接將其三維模型納入到整個(gè)模型中,通過碰撞檢查的方式進(jìn)行配合,更加直觀地完成了設(shè)計(jì)。通過三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用,設(shè)計(jì)單位與廠家的配合變得越來越直觀,也越來越容易。
 ?。?)三維管理軟件應(yīng)用更加深入。在嶺澳二期核電工程中,三維設(shè)計(jì)的深入應(yīng)用還得益于Bentley公司的Project Wise文件管理系統(tǒng),通過該軟件集成了統(tǒng)一的工作平臺(tái),將各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)資源共享在這個(gè)平臺(tái)上,并通過權(quán)限管理使不同的人分享到不同的資源,在這個(gè)開放的平臺(tái)上,資源得到了充分利用。該軟件還實(shí)現(xiàn)了與其他軟件的無縫連接,設(shè)計(jì)人員可以在這個(gè)平臺(tái)中打開各種程序,進(jìn)行與工作相關(guān)的各種操作。
2 三維設(shè)計(jì)存在的問題
  三維設(shè)計(jì)可以提高效率,但與二維設(shè)計(jì)相比,也有不足的方面。
  (1)建模比較簡單,但不易修改。使用PlantSpace建一條管道模型與采用二維的方法畫一條管道,所需的時(shí)間相差無幾,但對于管道的修改,三維設(shè)計(jì)方法卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有二維設(shè)計(jì)方法方便。管道的設(shè)計(jì)往往修改頻繁,尤其是核電工程,修改工作占有相當(dāng)大的比例,所以從出圖的速度來講,三維設(shè)計(jì)方法不占優(yōu)勢。
 ?。?)穩(wěn)定性有待提高。越是復(fù)雜的東西便越難維護(hù),三維軟件亦是如此,其往往由多個(gè)專業(yè)軟件組成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在運(yùn)行過程中占用的內(nèi)存大。一旦出現(xiàn)問題,大部分很難找到原因,非專業(yè)人士解決起來較為困難,影響使用者的積極性。
 ?。?)數(shù)據(jù)維護(hù)成本高。三維設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的問題大部分由數(shù)據(jù)庫引起,為了減少問題的發(fā)生,必須投入人力認(rèn)真維護(hù)好數(shù)據(jù)庫。三維軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜,使數(shù)據(jù)維護(hù)成為一個(gè)既需要一定的專業(yè)知識(shí)作為指導(dǎo),又很繁瑣、易錯(cuò)的工作,這加大了數(shù)據(jù)維護(hù)的成本。
 ?。?)專業(yè)間的三維設(shè)計(jì)深度不均。目前,熱機(jī)專業(yè)三維設(shè)計(jì)不但達(dá)到了出圖的水平,還可以進(jìn)行碰撞檢查等一系列的工作,但對于其他部門,三維設(shè)計(jì)還停留在較淺的階段,有的純粹是為了建模。其中的原因主要在于各專業(yè)使用三維軟件的目的不一樣,因?yàn)橛行I(yè)無法用三維出圖,三維設(shè)計(jì)對于他們來說,可能純粹就是為了碰撞檢查,對熱機(jī)專業(yè)有用,對于其他專業(yè)可能并沒有多大的意義。
3 對三維設(shè)計(jì)的建議
3.1 應(yīng)不斷加強(qiáng)對三維出圖模式的探索

  三維設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的,在現(xiàn)有的出圖方式及出圖模式下,二維設(shè)計(jì)仍然具有自己的特色,在施工的高峰期,人們往往舍棄三維設(shè)計(jì)而改用二維設(shè)計(jì)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因在于目前的出圖方式,三維設(shè)計(jì)軟件的復(fù)制功能較弱,可移植性較差,在使用二維設(shè)計(jì)軟件做圖的時(shí)候,對于相似的平面圖,可以很輕易地套用以前的工程,但對于三維模型,由于帶有屬性以及做圖方式的差別,套用工程并不容易。
  其次,三維設(shè)計(jì)雖然直觀,但出圖方式仍有待完善,例如支吊架的出圖方式,二維是列支吊架一覽表出圖,三維是支吊架安裝圖。二維出圖方式快捷、復(fù)制性強(qiáng),而目前使用Support Modeler進(jìn)行支吊架設(shè)計(jì),高效率沒有得到明顯的體現(xiàn)。
  從二維到三維做圖過程的轉(zhuǎn)變不同于從手工繪圖到二維電腦繪圖過程的轉(zhuǎn)變,手工繪圖到二維電腦繪圖,并不涉及出圖方式的改變,然而從二維繪圖到三維繪圖出圖方式有改變,很多人不適應(yīng),從而構(gòu)成了一對很明顯的矛盾,這對矛盾的焦點(diǎn)在于出圖方式以及工作模式。如果仍然按照二維出圖模式來進(jìn)行三維設(shè)計(jì),必然存在著種種問題,所以,三維設(shè)計(jì)必須有其自己的工作模式,只有不斷加強(qiáng)對三維出圖方式和工作模式的探索,工作效率才有可能得到提高。
3.2 應(yīng)以數(shù)據(jù)庫為中心對軟件進(jìn)行維護(hù)
  數(shù)據(jù)庫是三維軟件的核心,這主要是因?yàn)樵谌S設(shè)計(jì)軟件中,所有的管件和支吊架均采用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存貯;其次,在每步操作中,無論是生成管道還是放置閥門,都需要與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接,從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)。所以,保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的穩(wěn)定是軟件運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ),一旦數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)問題,三維設(shè)計(jì)便無法順利進(jìn)行,更無從談起工作模式之類的問題了。
  實(shí)際應(yīng)用中,出現(xiàn)的一些問題也往往由數(shù)據(jù)庫引起,所以必須維護(hù)好數(shù)據(jù)庫。筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面入手:
 ?。?)對于數(shù)據(jù)庫的權(quán)限應(yīng)該有明確的控制,只能讓數(shù)據(jù)庫管理員有修改的權(quán)限;
 ?。?)對數(shù)據(jù)庫的修改應(yīng)操作規(guī)范,對于增加或刪減的數(shù)據(jù)均需要有人進(jìn)行審查;
 ?。?)應(yīng)有專人進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù),及時(shí)按照設(shè)計(jì)人員的要求更新,避免由于缺乏數(shù)據(jù)庫元素而影響進(jìn)度。
3.3 加強(qiáng)軟件的定制與二次開發(fā)
  軟件往往面向大眾,而不同的單位對軟件有不同的需求,為了滿足這種需求,便需要加強(qiáng)對軟件的定制與二次開發(fā)。在這個(gè)過程中,對需求的描述是很重要的部分,只有開發(fā)人員對用戶的需求有準(zhǔn)確和全面的了解,才有可能開發(fā)出適合需求的軟件,所以,由具有工程背景且熟悉工程的人員參與開發(fā),將會(huì)降低開發(fā)的難度,并提高工作效率。
3.4 制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范化三維設(shè)計(jì)
  由于很多人已經(jīng)習(xí)慣了二維設(shè)計(jì)的工作流程,在轉(zhuǎn)到三維設(shè)計(jì)時(shí)往往搞不清白己該做什么,該怎么做,三維設(shè)計(jì)的目標(biāo)、出圖步驟、出圖目標(biāo)等都不明確,所以,為了更好地推廣三維設(shè)計(jì),需要制定一個(gè)統(tǒng)一的三維標(biāo)準(zhǔn),講求三維設(shè)計(jì)的規(guī)范化。
3.5 三維設(shè)計(jì)應(yīng)重視過程
  三維設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,要得到某個(gè)結(jié)果,需要花費(fèi)很大力氣。拿碰撞檢查來說,每個(gè)月末的碰撞檢查需要有一系列的準(zhǔn)備工作,例如,首先需要敦促各專業(yè)按照上一個(gè)月的修改意見進(jìn)行模型修改,模型修改完畢后,方能進(jìn)行碰撞檢查,碰撞檢查后的結(jié)果需要進(jìn)行梳理,去除無效碰撞,對于有效碰撞要按專業(yè)分類并找出碰撞位置,最后方能召開碰撞檢查會(huì)議,進(jìn)行專業(yè)問的配合。
3.6 應(yīng)加強(qiáng)對軟件的研究
  對于管理者來說,三維設(shè)計(jì)相對于二維設(shè)計(jì)來說是一種新型的設(shè)計(jì)模型,在這種模型下,需要探索新的管理模式與方法,而這種管理模式與方法對于不同的三維軟件并沒有多大區(qū)別。也就是說,軟件只是一個(gè)工具,三維軟件使用的都是相似的管理思路。但對于軟件的使用者來說,軟件使用的便捷性直接影響其工作效率及工作心情,所以,應(yīng)加強(qiáng)軟件的應(yīng)用性研究。
4 結(jié)束語
  三維設(shè)計(jì)正成為一種趨勢,為了加強(qiáng)企業(yè)的競爭力,越來越多的公司開始用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。三維設(shè)計(jì)直觀、自動(dòng)化程度高,正確使用三維軟件可以提高效率,但與二維出圖方式相比,三維設(shè)計(jì)也存在一些不足,如修改不易、維護(hù)成本高等。用好三維設(shè)計(jì)軟件需要不斷探尋三維出圖的規(guī)律,不斷彌補(bǔ)三維軟件存在的不足。只有在使用中不斷完善,才能充分發(fā)揮三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢,使企業(yè)在競爭中立于不敗之地。

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