信息化走基层:五要素助山东院实施三维协同设计

随着电力工程复杂度不断增加，以及业主对工程精细化管理的要求不断提高，传统二维设计方法在工程规模、设计质量、设计工期、数据整合等方面都力不从心。发展三维协同设计和数字化移交，是设计手段发展的方向和必然趋势，也是山东电力工程咨询院有限公司(简称山东院)提升核心竞争力，保持行业领先地位的客观需要。

山东院自2009年引进了Bentley公司的MicroStation、SubStation等三维设计系列软件后，积极进行了三维设计的推广应用，取得了良好的效果，并于2010年引进了ProjectWise系列软件，开展了三维协同设计及数字化移交工作的探索。变电站三维协同设计是一项涉及多个专业的复杂工程，对设计平台及各专业间的配合都有很高的要求。

选择适合的平台

山东院三维协同设计平台采用的是 Bentley公司的工程内容管理及协同工作解决方案ProjectWise。该平台为工程项目内容的管理提供了一个集成的协同环境，可以精确、有效地解决工程建设信息全生命周期内的管理问题，从而形成项目数据和文件从产生、编辑修改到运维应用全过程的管理主线。该平台以信息管理、人员管理、流程管理、标准管理为主要内容，并通过良好的安全访问机制，使项目各个参与方在一个统一的平台上协同工作。

山东院计算机室设有三维设计专用服务器，内外网各设一台，装有ProjectWise服务器端、数据库及其他相关软件。内网ProjectWise服务器主要作为协同设计平台，用于院内部各专业的设计工作，工程设计资料的收集、整理和存放，以及三维设计成品的存放。日常三维协同设计工作在内网服务器平台上进行，采用C/S架构，各专业设计人员在终端计算机上进行设计。外网ProjectWise服务器用于数字化移交，业主单位及施工单位等可根据赋予的访问权限，通过互联网访问外网服务器，进行文档、图纸的浏览、下载等。

理顺人员和流程

山东院的三维协同设计以工程项目为单位进行，设计总负责人(设总)为项目负责人。具体工作人员根据工程需要，从各专业选择优秀设计人员进入项目组担任主设人，并进行三维设计及ProjectWise平台使用方面的培训。

山东院的协同设计以各专业为依托，各专业人员在专业内独立进行设计，协同工作在ProjectWise平台上完成。目前变电站工程的三维设计共涉及变电电气一次、变电电气二次、通信、土建四个专业，其中土建专业还包括了水工、暖通专业。各专业内的工作任务由各专业主设人负责。

山东院在开展变电站三维协同设计工程中，首先由设总确定项目组人员及各专业主设人，各专业主设人再根据工作内容进行本专业内工作分工。然后各专业进行二维原理图设计、三维建模等工作，完成后在统一图纸中进行三维协同设计，总装完成后进行碰撞检查、三维效果制作、施工图进度模拟等后期工作，最后进行数字化移交。

打好标准化基础

三维协同设计由多专业共同参与，工作量大，内容复杂，需要制定企业级的标准规范以保证设计质量。Bentley公司的三维设计软件支持 IEC、GB等标准，还支持企业自定义标准，可按照企业自身的特点来确定标准化内容。

首先要统一制图环境。为便于各专业协同，应统一各专业制图环境。各专业在制图时必须严格规定创建模型时使用的种子文件及工作单位。报表模板及项目初始化模板(字体等制图标准)、各种图纸模板、设备编码体系等也要统一。在项目准备阶段，要确立这些标准化的内容，以满足标准化设计的需要。字体、图标、图框等均遵从山东院院标设计作业程序中的有关规定。

其次是统一坐标系统和坐标原点。为保证各专业间最终模型总装及专业内部二、三级分解模型能准确、方便地组装在一起，及时查看相互间的位置关系，以及保证碰撞检查结果的正确性，所有专业的各级模型的创建，必须严格遵循同一个坐标原点位置及轴网文件。坐标原点及轴网文件确定后，不得随意改动。轴网的位置亦不可随意旋转、移动或缩放。专业设计中统一采用软件提供ACS坐标系，不得随意改动坐标系。坐标原点统一为全局原点。变电站参考坐标点与坐标原点的对应关系可在项目开始时由电气及土建专业协商确定，各专业均需按照与坐标原点的对应关系制图。

然后要统一模型制作。主要包括三维设计图形库的统一管理，以及对三维模型制作时种子文件、建模深度、模型校核、模型命名方式、模型制作层次划分的统一。山东院的三维设计中电气专业统一使用sdepci图形库，存储于服务器中，其中包含二维符号及三维模型。各种符号、模型采用分层、分专业存储，以便于查找和使用。

最后应统一材料报表模板。在三维设计中，自动统计材料量并根据模板生成材料报表是一项非常重要和实用的功能，为保证软件所生成的报表清晰、完整，应统一制作报表模板。报表应包括名称、型号及规格、单位、数量、厂家、备注等属性。

厘清文件管理层次

ProjectWise软件作为三维协同设计的平台，为用户提供了协同环境，可建立文档从产生、编辑修改到运维应用全过程的内容管理环境。在ProjectWise平台上，为了实现各个环节的相关设计人员高效地进行文件的存放和交换，提高设计效率及准确性，有必要对文档管理相关内容进行规定。

文件的存放应该具有清晰的层次结构，既要满足三维协同设计的要求，提高设计效率;又要有明确的专业划分，以方便文档的检索和实现文档的权限设置。

山东院变电站三维设计中的所有项目文件均存放在ProjectWiseW服务器上，服务器数据库命名称为“山东电力工程咨询院协同平台”。总目录下根据工程电压等级、工程名称、设计阶段、专业划分、文件内容等共划分了五级目录结构，目的是为了使各个环节的相关设计人员都可以高效地进行文件的查找、存储和交流。

工程设计中为保证协同设计过程中文件的安全性及准确性，需根据设计人员的工作范围及工程需要设置文件及文件夹的操作权限。这主要是为了防止对文档的随意修改和移动，保证文档存放的规范性和安全性，同时对文档进行过程管理，以便查看设计文档的设计状态和使用情况。文件的管理还应考虑通过权限的关联设置来实现设计文件的校核、审核及专业间的资料交接等流程。

山东院协同设计的公共参数及模板设置由服务器管理员统一负责，工程组人员由设总通知管理员增加。项目组以变电工程为单位，设总为最高权限，其权限由服务器管理员赋予。工程下各专业内文件夹最高权限为各专业主设人(暖通、水工专业由土建专业主设人负责)，由设总赋予权限。

适当进行二次开发

三维设计成品的校审及专业间资料的交接功能需要在ProjectWise平台上进行二次开发，并依据设计院质量管理体系中的相关规定执行。山东院通过ProjectWise平台功能定制，实现了专业间资料互提、电子化校审等功能。校审工作以各专业为单位执行，各级校核及修改工作全部在协同设计平台上完成。

未来，山东院将更深入研究并推广三维协同设计手段，继续深化各专业间的协同设计，继续完善三维设计平台的管理，进一步提高全院变电站三维协同设计水平。

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