摘 要：三維電廠設(shè)計(jì)正成為一種趨勢(shì)，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(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，提出了一些針對(duì)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(lái)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(guò)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(lái)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(wàn)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)使用軟件的具體情況。
　　每個(gè)專(zhuān)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(zhuān)業(yè)各個(gè)卷冊(cè)均采用了三維設(shè)計(jì)，管道均具有三維模型；其他專(zhuān)業(yè)如電氣、熱控及土建等，配有專(zhuān)人建模，人員配備規(guī)模相對(duì)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(guò)進(jìn)行碰撞檢查，可以有效避免碰撞，大大減少了在現(xiàn)場(chǎng)由于碰撞而引起的設(shè)計(jì)變更。
　　（3）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(guò)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(guò)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(lái)越直觀，也越來(lái)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(guò)該軟件集成了統(tǒng)一的工作平臺(tái)，將各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)資源共享在這個(gè)平臺(tái)上，并通過(guò)權(quán)限管理使不同的人分享到不同的資源，在這個(gè)開(kāi)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(wú)縫連接，設(shè)計(jì)人員可以在這個(gè)平臺(tái)中打開(kāi)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(wèn)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。
　?。?）建模比較簡(jiǎn)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(huà)一條管道，所需的時(shí)間相差無(wú)幾，但對(duì)于管道的修改，三維設(shè)計(jì)方法卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(lái)講，三維設(shè)計(jì)方法不占優(yōu)勢(shì)。
　?。?）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(zhuān)業(yè)軟件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在運(yùn)行過(guò)程中占用的內(nèi)存大。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，大部分很難找到原因，非專(zhuān)業(yè)人士解決起來(lái)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(wèn)題大部分由數(shù)據(jù)庫(kù)引起，為了減少問(wèn)題的發(fā)生，必須投入人力認(rèn)真維護(hù)好數(shù)據(jù)庫(kù)。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(zhuān)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(zhuān)業(yè)間的三維設(shè)計(jì)深度不均。目前，熱機(jī)專(zhuān)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(duì)于其他部門(mén)，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(zhuān)業(yè)使用三維軟件的目的不一樣，因?yàn)橛行?zhuān)業(yè)無(wú)法用三維出圖，三維設(shè)計(jì)對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，可能純粹就是為了碰撞檢查，對(duì)熱機(jī)專(zhuān)業(yè)有用，對(duì)于其他專(zhuān)業(yè)可能并沒(méi)有多大的意義。
3 對(duì)三維設(shè)計(jì)的建議
3．1 應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)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(duì)于相似的平面圖，可以很輕易地套用以前的工程，但對(duì)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(méi)有得到明顯的體現(xiàn)。
　　從二維到三維做圖過(guò)程的轉(zhuǎn)變不同于從手工繪圖到二維電腦繪圖過(guò)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(duì)很明顯的矛盾，這對(duì)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(lái)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，必然存在著種種問(wèn)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(duì)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(kù)為中心對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)
　　數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)進(jìn)行存貯；其次，在每步操作中，無(wú)論是生成管道還是放置閥門(mén)，都需要與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，從數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)。所以，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定是軟件運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)，一旦數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題，三維設(shè)計(jì)便無(wú)法順利進(jìn)行，更無(wú)從談起工作模式之類(lèi)的問(wèn)題了。
　　實(shí)際應(yīng)用中，出現(xiàn)的一些問(wèn)題也往往由數(shù)據(jù)庫(kù)引起，所以必須維護(hù)好數(shù)據(jù)庫(kù)。筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面入手：
　?。?）對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)限應(yīng)該有明確的控制，只能讓數(shù)據(jù)庫(kù)管理員有修改的權(quán)限；
　?。?）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改應(yīng)操作規(guī)范，對(duì)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(zhuān)人進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)元素而影響進(jìn)度。
3．3 加強(qiáng)軟件的定制與二次開(kāi)發(fā)
　　軟件往往面向大眾，而不同的單位對(duì)軟件有不同的需求，為了滿足這種需求，便需要加強(qiáng)對(duì)軟件的定制與二次開(kāi)發(fā)。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)需求的描述是很重要的部分，只有開(kāi)發(fā)人員對(duì)用戶的需求有準(zhǔn)確和全面的了解，才有可能開(kāi)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(kāi)發(fā)，將會(huì)降低開(kāi)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(guò)程
　　三維設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)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(lái)說(shuō)，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(zhuān)業(yè)按照上一個(gè)月的修改意見(jiàn)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(wú)效碰撞，對(duì)于有效碰撞要按專(zhuān)業(yè)分類(lèi)并找出碰撞位置，最后方能召開(kāi)碰撞檢查會(huì)議，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)問(wèn)的配合。
3．6 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軟件的研究
　　對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)，三維設(shè)計(jì)相對(duì)于二維設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)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(duì)于不同的三維軟件并沒(méi)有多大區(qū)別。也就是說(shuō)，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(duì)于軟件的使用者來(lái)說(shuō)，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(yǔ)
　　三維設(shè)計(jì)正成為一種趨勢(shì)，為了加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的公司開(kāi)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(shì)，使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。