在設(shè)計院推廣三維設(shè)計工作的思考

在設(shè)計院推廣三維設(shè)計工作的思考梁暉葉銳（中南勘測設(shè)計研究院，湖南長沙410014）摘要三維可視化協(xié)同設(shè)計不僅是設(shè)計院設(shè)計發(fā)展的趨勢，可以大幅度提高工作效率和設(shè)計質(zhì)量，也是項目實施工程全生命周期運行、數(shù)字化移交的開始和基礎(chǔ)，推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計勢在必行，但是在推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計過程中會遇到一系列問題，本文介紹了中南院三維推廣應(yīng)用針對遇到的問題采取的辦法和措施。Abstract:Backedby3Dtechnologies,collaborativeworkingmodelisleadingthetrendinengineeringdesignindustryforitsoutstandingperformanceinenhancingbothefficiencyanddesignquality.3Dtechnologiesarealsoessentialforwholelifecyclemanagementanddigitalhandover.But,neitherCollaborativeworkingmodelnor3DtechnologiesarewildlyadoptedinChinesedesigninstitutes.ThethesisintroducedMSDIexperienceinadopting3Dtechnologies.關(guān)鍵詞三維推廣應(yīng)用實施辦法Keywords:3Dtechnologies,promotion,implement1目前三維設(shè)計的推廣應(yīng)用概況在上世紀60-70年代，工程師已經(jīng)開始使用計算機來進行三維計算機輔助設(shè)計了。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工程技術(shù)人員開始使用三維技術(shù)來幫助他們解決設(shè)計過程各種問題。此時，三維CAD領(lǐng)域也開始出現(xiàn)了行業(yè)細分，像CATIA、I-DEAS、UG和SolidWork等系統(tǒng)，主要用戶群在宇航、飛機、汽車、機械等制造業(yè)；三維地質(zhì)建模軟件多用于石油勘探業(yè)。這些行業(yè)的經(jīng)濟實力最雄厚，支持力度最大，研發(fā)力量最強，應(yīng)用水平很高。而像MicroStation這樣的通用三維CAD協(xié)同設(shè)計環(huán)境，其用戶主要在能源交通、水利水電、工民建、港航等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工程勘測設(shè)計行業(yè)。而目前，國內(nèi)各水利水電基本都處在二維制圖環(huán)境下工作，將CAD等同于電子圖板，而不是利用計算機來輔助我們的設(shè)計工作。其設(shè)計理念與設(shè)計方法上與傳統(tǒng)的手工方式并無明顯的區(qū)別，無法像三維設(shè)計那樣直觀反映產(chǎn)品的面貌和產(chǎn)品的各種物理信息，無法方便地進行工程量、材料表的統(tǒng)計，二維圖修改的工作量繁重、復(fù)雜，全靠人工進行判斷，錯、漏、碰現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重影響設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。三維CAD應(yīng)用在水利水電行業(yè)也有30余年的歷史了，早在非窗口化非圖形化的DOS時代，國內(nèi)就有這樣的探索。隨著現(xiàn)階段國內(nèi)水電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，國家對水利水電開發(fā)步伐日益加大，各水利水電設(shè)計院的任務(wù)日益繁重，為了在逐步開放、競爭日益激烈的市場中站穩(wěn)腳跟；為了適應(yīng)水利水電工程勘測設(shè)計周期逐步縮短，對設(shè)計質(zhì)量及設(shè)計效率逐步提高的需要，國內(nèi)水利水電設(shè)計單位再一次將引進三維技術(shù)這一國際先進的設(shè)計手段和設(shè)計、管理理念放到一個戰(zhàn)略位置。目前國內(nèi)水電行業(yè)除了極少數(shù)設(shè)計院推廣應(yīng)用水平較高，大部分設(shè)計院正處在剛起步或者還為起步的階段，如何在設(shè)計院推廣三維設(shè)計工作成為廣大設(shè)計院決策層面臨的難題。2中南院三維設(shè)計推廣過程及成果中南院自2010年成立數(shù)字工程中心，年底簽訂了Bentley軟件購買合同后，正式實施三維設(shè)計，中南院三維應(yīng)用推廣分為“追趕計劃”和“登高計劃”，為更好的完成追趕工作，將“追趕計劃”工作分為三個階段，分別為：導(dǎo)入階段，實用化階段，推廣階段。其中導(dǎo)入、實用化階段已于2011年順利完滿完成，現(xiàn)正實施推廣階段的工作，并在2013年年底前完成，我院將具備將水電三維可視化協(xié)同系統(tǒng)投入生產(chǎn)、三維可視化協(xié)同設(shè)計常態(tài)化的條件。在成功實施“追趕計劃”的基礎(chǔ)上，實施“登高計劃”。開展具有中南院技術(shù)特色的科研創(chuàng)新，把在碾壓混凝土壩、抽水蓄能電站、風(fēng)力發(fā)電及其它新能源、工程總承包領(lǐng)域的優(yōu)勢融入到三維可視化協(xié)同系統(tǒng)中，并在此基礎(chǔ)上向工程項目的數(shù)字化移交以及數(shù)字化運營領(lǐng)域拓展，逐步形成完善的全生命周期解決方案。同時探索三維可視化管理系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的集成，最終形成完整的三維數(shù)字集成設(shè)計系統(tǒng)。登高計劃擬于2017年年底前完成。目前中南院三維推廣應(yīng)用工作進展順利，主要實施方法和成果有：2.1平臺搭建2010年底與Bentley簽訂第一期三維軟件購買合同后，并迅速搭建了我院三維設(shè)計系統(tǒng)平臺。2012年12月與Bentley簽訂了5年的企業(yè)授權(quán)協(xié)議。平臺搭建工作包括：安裝、測試三維設(shè)計軟件各個模塊，對服務(wù)器、個人電腦進行硬件測試，購置服務(wù)器搭建中南院三維協(xié)同設(shè)計平臺PW系統(tǒng)，建設(shè)三維設(shè)計專題網(wǎng)站，著手建立我院三維系統(tǒng)元件庫等。配置了多臺服務(wù)器作為模型組裝、切圖和渲染使用，并于2011年7月15日在院內(nèi)發(fā)布了PW服務(wù)器。中南院三維系統(tǒng)管理模塊主要是采用PW，管理我院三維設(shè)計項目的設(shè)計文件及相關(guān)資料，應(yīng)用范圍已遍及到全院所有相關(guān)的生產(chǎn)單位（主要有：地質(zhì)、測繪、工程一院、工程二院、機電處、施工處等），對于專業(yè)設(shè)計協(xié)同起到了較好的效果。同時對設(shè)計文件系統(tǒng)調(diào)用、存檔等起到了非常好的效果，下一階段將會在全院推廣，對于所有的二維圖紙、報告、算稿將會通過PW進行管理和歸檔。并正在實施PW校審模塊的二次開發(fā)工作，不久的將來PW管理模塊將會和院生產(chǎn)管理系統(tǒng)一起全面對我院設(shè)計生產(chǎn)進行有效全面的管理。同時中南院已經(jīng)在國內(nèi)的宜昌設(shè)計院和國外的埃塞俄比亞GD3項目部部署了異地協(xié)同服務(wù)器，與本院數(shù)據(jù)服務(wù)器同步協(xié)同工作，可以實現(xiàn)宜昌設(shè)計院、GD3項目部與本院三維設(shè)計工作同步開展，且數(shù)據(jù)資料實時共享。圖2-1院PW服務(wù)器部署2.2實施規(guī)劃、管理辦法及標準手冊已基本編制完成《中南院三維可視化協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用規(guī)劃》（待審批發(fā)布），并根據(jù)規(guī)劃深入開展工作，將嚴格按規(guī)劃目標要求，在今后幾年內(nèi)落實做好各項工作，保證規(guī)劃目標的實現(xiàn)。《中南院三維可視化協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)推廣應(yīng)用實施辦法》等已經(jīng)批準實施，將會對我院快速推廣應(yīng)用三維設(shè)計系統(tǒng)提供強有力的保障。并編制了各專業(yè)使用手冊和校審、切圖等操作手冊近20本。圖2-2三維設(shè)計使用手冊培訓(xùn)、考核及競賽2011-2012年度，數(shù)字工程中心完成了16次培訓(xùn)工作，完成了3次考核工作，本年度共考核員工336人，通過考核的人數(shù)為282人，總體考核通過率83.93。其中主要設(shè)計部門通過考核的人數(shù)為265人，考核通過率86.32%。預(yù)計到2015年底，全院設(shè)計人員均通過三維考核，達到應(yīng)用和校審三維設(shè)計水準。2013年度（截止至8月份），數(shù)字工程中心已經(jīng)完成了6次培訓(xùn)工作和2次考核工作，本年度已經(jīng)參加考核員工有337人，通過考核的人數(shù)為305人，總體考核通過率90.5。預(yù)計到2015年底，全院設(shè)計人員均通過三維考核，達到應(yīng)用和校審三維設(shè)計水準。圖2-3.2012年度三維可視化協(xié)同設(shè)計考核圖2-4.2013年度三維可視化協(xié)同設(shè)計考核2011年11月份，數(shù)字工程中心聯(lián)合院工會、院團委成功的舉報了2011中南院三維可視化協(xié)同技能競賽，此次競賽在全院引起極大的反響，共有12家單位，263名設(shè)計人員參與了此次技能競賽。競賽分為個人賽和團體賽，同時個人賽根據(jù)參與項目情況，分為專業(yè)組和業(yè)余組。競賽為在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的三維模型。此次競賽也獲得了“湖南省團組織工作創(chuàng)新獎”。2012年三維競賽也與同年11月開展，此次競賽跟以往不同的是，結(jié)合實際生產(chǎn)工作，實現(xiàn)三維設(shè)計在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用及設(shè)計手段、思路、方法的創(chuàng)新。以三維設(shè)計軟件在生產(chǎn)中的實踐應(yīng)用成果，及在系統(tǒng)應(yīng)用過程中的技術(shù)創(chuàng)新點為參賽內(nèi)容。圖2-5.2012年度三維競賽應(yīng)用類一等獎圖2-6.2012年度三維競賽創(chuàng)新類一等獎項目實施自推廣三維系統(tǒng)以來，項目實施是重要的實現(xiàn)三維推廣應(yīng)用的手段，同時也是三維推廣應(yīng)用成功與否的標志，2011年，在完成了基礎(chǔ)和專業(yè)培訓(xùn)后，數(shù)字工程聯(lián)合院托巴、溧陽、瓊中、龍盤項目部，采用集中辦公的形式，在院外進行三維可視化協(xié)同設(shè)計，共有水工、機電、測繪、地質(zhì)和施工專業(yè)參與了設(shè)計，完成了水電站所有模型，并進行了工程量統(tǒng)計和二維切圖。通過集中辦公三維項目設(shè)計，采取邊培訓(xùn)邊實施的方法，不僅幫助設(shè)計人員學(xué)習(xí)和鞏固了三維系統(tǒng)軟件使用，同時結(jié)合培訓(xùn)進行項目實施，可以達到更好的效果。2012年3月，開展了抽蓄典型設(shè)計三維設(shè)計工作，項目實施進行了三個月，深入細致的完成了項目的建模、碰撞檢查、二維出圖和匯報材料制作，重點實施了碰撞檢查和二維出圖工作，檢查出多個專業(yè)的內(nèi)部和相互之間的錯漏碰現(xiàn)象，同時完成了100多張的二三維圖紙和一段三維匯報視頻。通過此次三維設(shè)計工作，將我院的三維設(shè)計工作深入到了更深的層次，也將推廣及應(yīng)用工作上升到一個新的高度。之后，實施了桃源、益地、托巴、GD3和天池等項目，跟以往不同的是，三維設(shè)計項目形式逐步由集中辦公轉(zhuǎn)變?yōu)樵谵k公室常規(guī)化設(shè)計。這也是推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)工作的必經(jīng)之路。宣貫與交流結(jié)合院內(nèi)開展三維設(shè)計項目，數(shù)字工程中心將三維設(shè)計成果向院領(lǐng)導(dǎo)和各主要生產(chǎn)部門開展了系統(tǒng)細致的匯報，將在三維設(shè)計過程中所獲得的經(jīng)驗、遇到的問題以及最終探索到的解決方法與各專業(yè)設(shè)計人員展開探討，使各專業(yè)設(shè)計人員對三維設(shè)計有更清晰的認識，更直接體會到三維設(shè)計在各專業(yè)中應(yīng)用帶來的精確、直觀、高效的優(yōu)點。三維可視化協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)推廣應(yīng)用過程中，我院積極與各兄弟院開展三維系統(tǒng)推廣應(yīng)用交流工作，通過在三維協(xié)同設(shè)計的組織、實施、技術(shù)及管理等方面的經(jīng)驗展開了深入的交流，互相討論和交換了三維設(shè)計在行業(yè)內(nèi)的實際應(yīng)用、如何提高信息化管理水平和創(chuàng)造經(jīng)濟效益等方面的經(jīng)驗,促進了區(qū)域技術(shù)合作。系統(tǒng)開發(fā)目前Bentley系統(tǒng)軟件還存在著使用習(xí)慣不貼近設(shè)計人員和軟件模塊缺失的問題，所以需要進行二次開發(fā)，針對以上問題進行改進和完善，中南院根據(jù)目前系統(tǒng)問題和院設(shè)計人員使用習(xí)慣進行了二次開發(fā)工作，目前已經(jīng)完成廠用電系統(tǒng)需求收集及軟件研發(fā)，正在進行測試。同時結(jié)合2011-2012年三維可視化協(xié)同設(shè)計項目完成大量電氣、水機、暖通設(shè)備元件。廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)階段的三維可視化協(xié)同設(shè)計中。圖2-7.設(shè)備元件庫其他工程領(lǐng)域的三維可視化協(xié)同設(shè)計進行擴展研究，研究陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電和其他新能源的三維設(shè)計開展方式；研究工民建、市政交通等領(lǐng)域的三維設(shè)計開展方式；研究水務(wù)工程等領(lǐng)域的三維設(shè)計開展方式。3三維設(shè)計推廣過程中遇到問題的思考三維設(shè)計是工具的變革，同時也是設(shè)計理念的變革在三維設(shè)計開展之初，常有設(shè)計人員抱怨，總覺得三維設(shè)計難上手，或者總是拋不掉要先有二維再三維的模式，導(dǎo)致錯誤認為三維設(shè)計只是個輔助設(shè)計工具，從而不肯下心去學(xué)習(xí)。究其原因，主要還是對三維設(shè)計軟件的使用不熟悉，若能熟練運用好之后，這些理念會逐漸消除。需要設(shè)計人員培訓(xùn)并帶著項目去做好三維設(shè)計工作，以熟練掌握軟件操作，并逐步領(lǐng)悟三維設(shè)計理念，做到直接三維入手再二維出圖，從而真正提高效率。三維設(shè)計如何使所有設(shè)計人員包括管理人員接受三維設(shè)計如何使所有設(shè)計人員包括管理人員接受，是我們在考慮的問題。解決的主要辦法是，打造盡可能多的成功案例，使大家嘗到甜頭，才有勁頭搞好三維。我院的三維設(shè)計開展形式已經(jīng)由集中辦公形式向常態(tài)化辦公形式轉(zhuǎn)變；三維項目組織方式逐步從數(shù)字工程中心主導(dǎo)實施向生產(chǎn)部門獨立實施，數(shù)字工程中心技術(shù)支持的方式轉(zhuǎn)變，三維設(shè)計工作也列入項目總體工作計劃中，參與項目的進度考核。通過在多個項目上成功開展三維設(shè)計，使各層級人員均嘗到甜頭，從而逐步消除抵觸心理，為大家所接受。重點突破各專業(yè)二維出圖方面的問題，通過三維建模后便捷的二維出圖功能，能有效減輕設(shè)計人員的工作量，在市場上也會有更多的占有率，給企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)與市場拓展提供有力支撐。目前中南院三維培訓(xùn)工作已逐步實現(xiàn)由數(shù)字工程中心人員擔(dān)當，目的性更加明確，針對院實際情況開展軟件功能的培訓(xùn)。多做宣貫與溝通工作，參訓(xùn)的人員逐步由設(shè)計人員向院處級領(lǐng)導(dǎo)、校審人員、項目管理員轉(zhuǎn)變。三維設(shè)計是否要全專業(yè)、全過程的實現(xiàn)三維設(shè)計一個重要的特點是講究協(xié)同，這需要多個專業(yè)參與進來協(xié)調(diào)工作，才能從總體上提高產(chǎn)品質(zhì)量與團隊工作效率。而僅單個或少數(shù)幾個專業(yè)做三維，是難以實現(xiàn)效率提高的，相反，還可能增加額外更多的工作量。解決的主要辦法是，從項目開始實施三維設(shè)計之初，就讓該項目涉及的所有專業(yè)參與進來，根據(jù)項目實際制定合理的參與深度，多專業(yè)協(xié)同參與。4結(jié)論三維可視化協(xié)同設(shè)計是項目實施工程全生命周期運行、數(shù)字化移交的開始和基礎(chǔ)，三維后續(xù)工作任重而道遠。三維工作人員要始終清醒認識到，目前的三維設(shè)計工作只是基礎(chǔ)，三維未來的路還很長，需要三維工作者努力，因為還有很多更重要的工作要做，才能逐漸實現(xiàn)全生命周期、數(shù)字化移交等深層次的目標，最大化的利用三維技術(shù)手段為企業(yè)創(chuàng)造新的收入增長點。需要廣大設(shè)計人員及早研究部署，提前布局，分步實施，認真細致的實施，逐步推廣應(yīng)用好三維可視化協(xié)同設(shè)計工作。參考文獻【1】中南院三維可視化協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)研發(fā)及推廣應(yīng)用規(guī)劃大綱。Thethinkingofthepromotionof3DdesignworkintheinstituteLiangHui,YeRui(ZHONGNANENGINEERINGCORPORATION,Hunanprovince,Changsha410014,China)Abstract:CollaborativedesignvisualizationisnotonlythetrendintheDesignInstitute,butalsocangreatlyimprovetheefficiencyandqualityofdesign.Itisthebasisoftheimplementationoftheprojectlifecycleprojectrunningatthebeginningandthetransferandpromotingcollaborativedesignvisualizationimperatively.Butthree-dimensionalvi