火电厂工艺土建数字协同设计的应用分析

杜兰洲杜军伟

(山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013)

摘要：随着火电厂设计行业的发展，当今的火电厂设计逐步呈现出经济性与艺术性相结合的趋势，既美观又具有实用性的火电厂纷纷涌现，PDMS软件作为当前最强大的三维设计系统之一，在电力、石化等领域有着广泛的应用。本文介绍了PDMS软件在发电设计领域中土建专业的相关功能包括工程建模、图纸进度控制、错误反馈、多专业协同设计等，展现了该平台对于热电厂设计能力的提升以及后期管理的重要作用。

关键词：火电厂；PDMS软件设计；经济效益

近几年国内数字化设计在电力、石油、化工领域中已经得到广泛应用并取得了显著成绩，尤其在工艺管道布置方面，取得了较高的成绩，但是土建专业数字化设计的效率低下已经愈发明显的限制了工艺专业数字化设计的应用，成为三维设计的瓶颈。目前土建专业的数字化设计能否取得突破，成为数字化协同设计的关键工作。对于土建数字化设计的流程、设计工作平台、多专业协同设计等方面的研究，将是解决数字化设计应用的核心步骤。

1、火电厂工艺土建数字化三维协同理念

AVEVA公司的PDMS计平台是非常优秀的工艺设计软件，但是土建功能有限，不适合土建专业，无法解决土建的快速建模、结构计算以及出平法施工图的问题。为了解决土建专业PDMS软件使用不便利的问题，提高土建工程设计人员设计效率和质量，国内很多设计院和软件公司都针对该问题进行过二次开发，但都未取得较好的效果。

几年来随着BIM技术的提出，Revit设计平台走进了人们的视野，作为一个开放性设计平台，Revit在民用建筑设计领域得到广泛的应用，并取得了良好的设计效果。国内多家电力设计院也尝试通过Revit平台解决土建专业在数字化设计过程中存在的问题，通过长期调研和具体项目研究测试得出，土建专业在Revit平台进行数字化设计是值得肯定的。

工艺专业采用PDMS设计平台，最大可能避免了设计错误的产生，也明显的提高了工艺专业的设计质量和设计效率。就目前情况来看，让工艺专业设计人员在PDMS设计平台进行工艺设备、管道的数字化设计，让土建专业设计人员在Revit平台进行数字化设计，这就需要打通PDMS设计平台与Revit设计平台之间数据库层级的数据通道，保证模型以及数据信息的互通，以双平台结合设计的形式实现土建专业与工艺专业之间数字化协同设计。

2、火电厂工艺土建中的协同设计的应用

2.1协同设计的应用优点

（1）协同设计高度强化团队组织协作，对设计团队的每个设计者授权分工，随时可以调用设计者设计范围内的设计资料和图纸，可以帮助设计负责人及时提出设计修改意见。

（2）协同设计可以制定统一的设计标准和设计要求，这样可以将优秀的设计整合起来，构建出优秀的设计方案。

（3）通过协同设计可以将火电厂工艺土建向着更加专业化的程度发展，将火电厂工艺土建细分到每一个细节，保持整体的火电厂工艺土建保持相同的设计参数，使得设计标准提高档次。

2.2协同设计的应用可解决的难题

（1）在以往的火电厂工艺土建中注重强调设计的技术先进性，往往是火电厂的每个设计者都有自己的构思和想法，对于整体的火电厂工艺土建方案反复的修改反复的讨论，浪费了很多时间和精力，没有一个很好的团队意识。通过协同设计平台，所有的设计者都有了统一的火电厂数据库，根据实际的数据进行分析和讨论更容易达成一致性设计意见，从而节省了设计时间，加大了创新实现的可能。

（2）在以往的火电厂工艺土建中，对于设计的标准难以得到统一，任凭设计者天马行空的想象，往往设计图纸难以付诸实际，通过协同设计平台，建立统一的设计标准，使得设计者的设计思想向着标准的框架靠拢，这样加快了整体团队的工作效率，也融合了每个设计者的设计构思，设计者在其专长的设计领域得以充分的发挥，并且可以落实到实际方案中。

（3）专业化的分工可以在不必等待其他设计者完成设计后再进行构思设计，同步了设计加快了设计方案的出炉。在以往的火电厂工艺土建中，通常都是在等待火电厂工艺土建的一部分完成后再进行下面的设计工作，这加大了设计者等待的时间，也使设计者的构思方案不断的更改变化，设计者之间难以达到共识，所以协同设计屏蔽了这一弊端，设计者可以根据设计框架进行同时设计并且完全可以满足实际的设计需要。

2.3协同设计的发展方向

（1）火电厂工艺土建涉及到众多的计算，包括：结构、材料、能耗、费用等，以往的这些计算是通过多领域的分工计算，计算量大并且无法得到统一。通过协同设计平台，采用服务器同时进行计算，这样加快了计算的速度也使得各项数值保持一致，更加准确的获得结果。从而为火电厂施工降低成本。

（2）火电厂工艺土建对方案的构思需要切合实际，所以首先要对施工场地进行地理分析，并且建立数字地形模型，通过火电厂工艺土建中的协同设计平台与火电厂工艺土建软件相互结合，在进行火电厂工艺土建时能够对设计构思过程进行记录和分析，使得设计者的创意构思与设计过程能够统一结合起来，提高火电厂工艺土建的品质。

（3）协同设计平台融入了多种设计软件便于各类的设计者上手操作，通过图纸的结构各部分的设计者能够清晰的了解设计要求，并且通过平台的上传和下载功能及时的与其他设计者分享设计构思和图纸内容，达到实时共享的目的。

3、应用三维设计技术需要注意的事项

3.1在竞争日趋激烈的电力建设市场中，电力设计企业的生存要求企业在设计组织管理、设计流程和设计手段上有新的突破，和国际接轨是必然。因为设计阶段是控制整个项目建设成本的关键阶段，设计质量、设计成本控制将直接决定业主和承建商的利益。

3.2三维设计技术的应用不仅是工厂设计手段的重大变革，同时也将引起一系列设计管理、施工组织的重大变革，也是电力设计企业走向国际工程市场的基本条件之一。目前，设计过程中存在的大量重复工作是困扰大多数电力设计企业设计效率的现实问题，关键是未对设计数据进行有效的管理和有效的共享。

3.3三维模型设计技术的应用不仅对设计人员提出了新的要求，还需要一个更科学、更高效的组织管理结构和流水线的工作程序。流水线的工作程序要求设计人员更加专业化，只需少数人对整个工程项目深刻理解，由他们处理技术性较高的问题，大部分人只要精通自己负责的环节，保证设计产品在自己这道工序中高质量完成，则最终的产品也将是高质量的产品。

3.4三维设计技术是以欧美发达国家工程公司的项目技术管理和设计流程为基础的，所以在深入应用过程中最先碰到的问题便是项目技术管理和设计流程方面的差异对应用带来的限制性。关键是三维模型设计技术的应用需要有一个更科学、更高效的组织管理结构和流水线的工作程序与之相适应。

3.5建筑专业作为电力工程设计中承担建筑物功能设计的主体专业，在火力发电厂主厂房设计中建筑三维内容繁多、过程较复杂，为了保证主厂房内各专业协同设计、有关数据的统一性和唯一性，就必须使主厂房建筑三维模型建模程序标准化、规范化，明确建模内容和有关分类，解决好数据传递的接口和方式，也使主厂房建筑设计文件与主厂房三维模型同步更新。

4、结束语

数字协同设计的思想和方法对于火电厂设计行业的发展具有重要的影响和价值。有效合理地组织协调整个火电厂施工工作，合理规划火电厂施工过程，并且在适当的工程环境之下，有序管理各个设计组间信息的互动与交流，建立数字协同设计模型，保证设计和施工人员能直观地了解各个设计信息之间的相互关系，采取有效的方法对设计中的各项问题进行化解，能够极大地提高火电厂设计的质量和效率。

参考文献：

[1]陈宜.火电厂数字协同设计的推广[J].火电厂设计.2010（1）

[2]周成.广域网火电厂数字协同设计平台安全性与适用性研究[J].土木火电厂工程信息技术.2010（2）