摘 要：三維電廠設(shè)計正成為一種趨勢，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；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
　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計正越來越受到人們的重視，利用三維新技術(shù)手段進行設(shè)計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)雜的工作交由計算機來完成，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)計在核電工程中的應(yīng)用情況。
1 嶺澳二期三維設(shè)計概況
　　嶺澳二期工程為百萬千瓦級壓水堆核電機組，廣東省電力設(shè)計研究院承擔(dān)常規(guī)島的設(shè)計工作。這是該院第1次在核電工程中的自主化設(shè)計，為了提高設(shè)計質(zhì)量，在該工程中全面運用了三維設(shè)計手段，下面就其主要特點進行分析。
　　（1）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平臺的一系列專業(yè)軟件構(gòu)成。參與核電設(shè)計的人員基本上都把三維軟件作為首要設(shè)計工具，表1為各專業(yè)使用軟件的具體情況。
　　每個專業(yè)在三維設(shè)計中都投入了大量的人力。目前，熱機及水工專業(yè)各個卷冊均采用了三維設(shè)計，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。
　?。?）三維設(shè)計的應(yīng)用深度進一步增加。三維設(shè)計在以往工程中的應(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)用進一步加深，設(shè)計人員、校核人員等都可以在這個平臺下完成各自的工作；通過進行碰撞檢查，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)計變更。
　?。?）與外單位的聯(lián)系也采用了三維設(shè)計。核電工程接口繁多，涉及到諸多的生產(chǎn)廠家。如該工程主機生產(chǎn)廠家為ALSTOM，與該廠家的設(shè)計配合也采用了三維設(shè)計：直接將其三維模型納入到整個模型中，通過碰撞檢查的方式進行配合，更加直觀地完成了設(shè)計。通過三維設(shè)計軟件的應(yīng)用，設(shè)計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，將各個專業(yè)的設(shè)計資源共享在這個平臺上，并通過權(quán)限管理使不同的人分享到不同的資源，在這個開放的平臺上，資源得到了充分利用。該軟件還實現(xiàn)了與其他軟件的無縫連接，設(shè)計人員可以在這個平臺中打開各種程序，進行與工作相關(guān)的各種操作。
2 三維設(shè)計存在的問題
　　三維設(shè)計可以提高效率，但與二維設(shè)計相比，也有不足的方面。
　?。?）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，所需的時間相差無幾，但對于管道的修改，三維設(shè)計方法卻遠遠沒有二維設(shè)計方法方便。管道的設(shè)計往往修改頻繁，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，三維軟件亦是如此，其往往由多個專業(yè)軟件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在運行過程中占用的內(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)維護成本高。三維設(shè)計中產(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，必須投入人力認真維護好數(shù)據(jù)庫。三維軟件設(shè)計復(fù)雜，使數(shù)據(jù)維護成為一個既需要一定的專業(yè)知識作為指導(dǎo)，又很繁瑣、易錯的工作，這加大了數(shù)據(jù)維護的成本。
　?。?）專業(yè)間的三維設(shè)計深度不均。目前，熱機專業(yè)三維設(shè)計不但達到了出圖的水平，還可以進行碰撞檢查等一系列的工作，但對于其他部門，三維設(shè)計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，因為有些專業(yè)無法用三維出圖，三維設(shè)計對于他們來說，可能純粹就是為了碰撞檢查，對熱機專業(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)計的建議
3．1 應(yīng)不斷加強對三維出圖模式的探索
　　三維設(shè)計的優(yōu)點是很明顯的，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)計而改用二維設(shè)計。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)計軟件的復(fù)制功能較弱，可移植性較差，在使用二維設(shè)計軟件做圖的時候，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，而目前使用Support Modeler進行支吊架設(shè)計，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行三維設(shè)計，必然存在著種種問題，所以，三維設(shè)計必須有其自己的工作模式，只有不斷加強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)庫為中心對軟件進行維護
　　數(shù)據(jù)庫是三維軟件的核心，這主要是因為在三維設(shè)計軟件中，所有的管件和支吊架均采用數(shù)據(jù)庫進行存貯；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)計便無法順利進行，更無從談起工作模式之類的問題了。
　　實際應(yīng)用中，出現(xiàn)的一些問題也往往由數(shù)據(jù)庫引起，所以必須維護好數(shù)據(jù)庫。筆者認為應(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)均需要有人進行審查；
　　（3）應(yīng)有專人進行數(shù)據(jù)庫的維護，及時按照設(shè)計人員的要求更新，避免由于缺乏數(shù)據(jù)庫元素而影響進度。
3．3 加強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，便需要加強對軟件的定制與二次開發(fā)。在這個過程中，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
　　由于很多人已經(jīng)習(xí)慣了二維設(shè)計的工作流程，在轉(zhuǎn)到三維設(shè)計時往往搞不清白己該做什么，該怎么做，三維設(shè)計的目標(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，需要制定一個統(tǒng)一的三維標(biāo)準(zhǔn)，講求三維設(shè)計的規(guī)范化。
3．5 三維設(shè)計應(yīng)重視過程
　　三維設(shè)計是一個循序漸進的過程，要得到某個結(jié)果，需要花費很大力氣。拿碰撞檢查來說，每個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)按照上一個月的修改意見進行模型修改，模型修改完畢后，方能進行碰撞檢查，碰撞檢查后的結(jié)果需要進行梳理，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議，進行專業(yè)問的配合。
3．6 應(yīng)加強對軟件的研究
　　對于管理者來說，三維設(shè)計相對于二維設(shè)計來說是一種新型的設(shè)計模型，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)加強軟件的應(yīng)用性研究。
4 結(jié)束語
　　三維設(shè)計正成為一種趨勢，為了加強企業(yè)的競爭力，越來越多的公司開始用三維軟件進行設(shè)計。三維設(shè)計直觀、自動化程度高，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)計也存在一些不足，如修改不易、維護成本高等。用好三維設(shè)計軟件需要不斷探尋三維出圖的規(guī)律，不斷彌補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)計的優(yōu)勢，使企業(yè)在競爭中立于不敗之地。