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僅僅用了39天就完成了原本需要6個月的設計工作!在托巴水電站項目中，中國水電顧問集團中南勘測設計研究院(簡稱中南勘測院)充分利用三維協(xié)同設計的各種優(yōu)勢，輕松地滿足了該項目業(yè)主對工期的嚴格要求。中南勘測院到底是如何做到的呢? 為滿足苛刻的工期要求 位于云南省的托巴水電站是我國在瀾滄江上建造的第四座梯級大壩，預計項目裝機容量1400兆瓦，總投資約153 億元。該項目不僅能夠每年生產(chǎn)63.6 億千瓦小時的電能，而且還提供蓄水容量為10.4億立方米的水庫。 托巴水電站的設計是個復雜的水利工程設計項目，涉及測繪、地質(zhì)、施工、土木工程、水輪機工程、電氣工程設計和建筑學等多個專業(yè)。如果按照傳統(tǒng)的設計管理手段，項目所涉及的所有文件都要分發(fā)給設計人員和特定審查者進行文件審查，中間的環(huán)節(jié)非常繁瑣。 這樣一個復雜的項目，計劃總體設計、施工工期只有75個月，其中24個月為設計、準備時間，39個月為施工時間，還有12個月是后期施工時間。不僅如此，托巴水電站位于瀾滄江上，設計、施工的現(xiàn)場條件還很受周圍環(huán)境的制約。 負責該項目設計的是中南勘測院。中南勘測院成立于1949 年，是綜合的工程設計、采購和施工顧問公司，致力于水電和風電項目的工程總承包。在設計階段，為了保證在業(yè)主要求的工期內(nèi)完成設計任務，中南勘測院在現(xiàn)場辦公室、長沙總部和云南省迪慶州部署了由60～80名設計人員組成的項目團隊。 托巴水電站的勘測設計項目是在2011年初啟動的，此時中南勘測院正準備上馬以Bentley協(xié)同設計平臺ProjectWise為核心的三維可視化協(xié)同設計系統(tǒng)。為了按時按質(zhì)完成托巴水電站的工程設計任務，中南勘測院決定率先在該項目中采用三維協(xié)同設計。
艱難邁出一勞永逸的一步 中南勘測院希望在托巴水電站項目中將 整套三維設計軟件結合起來應用，從而改進工程設計流程，促進不同專業(yè)設計人員之間的協(xié)同作業(yè)，提升整體項目管理水平。這些產(chǎn)品主要包含來自Bentley公司的 ProjectWise、Navigator、PlantSpace、Architecture、Structural Modeler、Substation、Promis·e和GEOPAK Civil Engineering Suite等。 其中，Bentley ProjectWise主要用于實現(xiàn)分布在各地的項目組成員的設計信息協(xié)同，Bentley Navigator專門用于動態(tài)審查和分析，Bentley PlantSpace主要用于管道整體設計和建模，Bentley Architecture用于建筑信息建模(BIM)，Structural Modeler用于BIM 設計和結構系統(tǒng)文檔制作，Bentley Substation用于智能電氣和物理變電站設計，Promis·e專注于電氣控制系統(tǒng)的智能設計，GEOPAK Civil Engineering Suite主要用于公路和運輸類基礎設施的設計。 中南勘測院采用三維協(xié)同設計最主要的目的是滿足托巴水電站苛刻的設計工期要求，但值得一提的是，項目組中所有設計人員對以上多個軟件產(chǎn)品都不熟悉。按照一般人的理解，這可能反而拖延工期，適得其反。這也是國內(nèi)勘測設計院在推廣三維設計時普遍遇到的阻力。中南勘測院堅持在托巴水電站應用三維協(xié)同設計，是因為這將是個一勞永逸的做法。托巴水電站成功應用三維協(xié)同設計之后，他們會在各個項目中將它快速推廣開來。 那么，項目組成員要做的，就是快速學習相關的軟件知識，并快速投入應用。值得慶幸的是，項目組成員沒有讓人失望。僅僅用了40天時間，他們就已經(jīng)能在項目設計工作中使用各種專業(yè)三維設計軟件。 設計準確度大幅提高 在中南勘測院項目組的努力下，托巴水電站成為國內(nèi)首個采用三維協(xié)同設計的水電站項目。三維協(xié)同設計這一創(chuàng)新技術的采用，不但幫助項目組在業(yè)主要求的工期內(nèi)完成設計任務，而且在以下幾個方面充分體現(xiàn)了其應用價值： 首先，強化了位于不同地方、專注于不同專業(yè)的項目組成員之間的設計協(xié)同。在Bentley提供的協(xié)同設計環(huán)境中，中南勘測院負責托巴水電站的分布在三個地方的專項團隊能夠同時應用多個應用程序處理同一個設計項目，并實時參考其他成員的設計成果，這大大縮短了專門團隊之間的溝通時間，增強了團隊協(xié)作。無論項目組成員在哪里，設計內(nèi)容涉及哪個專業(yè)，ProjectWise都能確保設計成果的實時性、準確性和合理性。 其次，有效提高了設計效率。托巴水電站項目總工程師龔德瑜介紹：“通過充分利用Bentley Navigator和i-models的主要功能，在參與設計人員數(shù)量相同的情況下，我們在39天內(nèi)完成了原來需要 6 個月完成的設計工作�！� 說到三維協(xié)同設計在托巴水電站項目中對設計效率的提升價值，不能不提其在早期的比選和選擇大壩工程設計計劃期間的表現(xiàn)。托巴水電站工程師何雷輝透露，通過應用Bentley的GEOPAK 和其他系列三維軟件，他們僅用了5～8小時就完成了挖掘計劃。而在過去，他們需要花費兩周時間才能完成。同時，Bentley 軟件還幫助他們快速、準確地完成了項目工作量統(tǒng)計工作。 此外，系統(tǒng)還有效縮短了設計出圖時間。據(jù)悉，如果采用傳統(tǒng)的二維設計方式，托巴水電站最終出圖需要耗費2～3天，但是采用三維設計后，出圖時間只要1天。龔德瑜解釋道：“使用三維模型，我們可以對整個設計進行優(yōu)化，自動生成二維圖和計算項目工作量，從而提高效率，縮短項目周期。” 再次，通過執(zhí)行碰撞檢查和模型驗證，減少了錯誤、疏忽和結構內(nèi)部布局的沖突，優(yōu)化了設計質(zhì)量，空間布局更加合理。記者來了解到，這使得設計成果的準確度大幅提升。值得一提的是，如果采用傳統(tǒng)的二維設計手段，如果缺乏有效的碰撞檢查、模型驗證手段，水電站項目在設計完成施工時，施工現(xiàn)場經(jīng)常會遇到結構和組件沖突等情況發(fā)生。這時候，該設計結果就要返回去重新設計。 Bentley 的三維設計技術提供了更加清楚、直觀和生動的設計表達結果，為設計人員提供了明確的空間布局關系。通過三維模型，結構和設備的空間布局關系變得顯而易見。在三維設計環(huán)境中可以實現(xiàn)許多在二維設計中很難實現(xiàn)的空間布局模式。此外，具有復雜形狀的設備可在多維環(huán)境中動態(tài)顯示，使它們一目了然。借助三維設計技術，托巴水電站的布局設計時間從傳統(tǒng)采用二維設計的1～2周縮短至不到8 小時。 最后，三維協(xié)同設計技術所實現(xiàn)的數(shù)字化移交，為水電站的業(yè)主在后續(xù)的施工、運維中提供了數(shù)據(jù)基礎。中南勘測院項目組通過建立項目工程數(shù)據(jù)庫，為發(fā)電站業(yè)主提供了統(tǒng)一的涵蓋了水電站整個設計生命周期的信息，確保了數(shù)據(jù)的有效性、精確性和一致性。這樣，設備維護管理、員工培訓和報告演示都可使用三維模型快速、輕松實現(xiàn)。 因為有了托巴水電站設計項目的成功經(jīng)驗，在2011年5月底完成該項目之后，中南勘測院很快就于同年7月15日在全院范圍內(nèi)發(fā)布三維可視化協(xié)同設計系統(tǒng)，正式進入三維可視化協(xié)同設計系統(tǒng)的實用化階段。 |
