电力设计工程中三维工厂设计系统的应用研究

电力设计工程中三维工厂设计系统的应用研究

林英英

（杭州昌能电力科技有限公司浙江杭州310002）

摘要：随着我国经济的快速发展、科学技术水平的不断提高，我国国内的各个行业充分应用科学技术，发挥科学技术的创新作用，各行业逐渐进入了发展的新阶段，而电力设计工程行业也呈现出发展新趋势。随着我国电力体系的进一步发展与优化改革，计算机技术的充分应用，三维工厂设计技术也广泛的应用于电力设计工程中。本文就三维工厂设计系统的基本概念和系统的特点及问题对三维设计系统在电力设计工程中的应用进行了进一步的研究探析。

关键词：电力设计；三维设计；工厂设计系统

随着计算机技术的使用程度的不断加深和三维工厂设计系统的不断完善和改进，使着三维设计技术的应用逐渐的不断渗透到各行各业中，随着电力设计工程复杂程度的不断加深，以及公司企业对工厂设计精确程度要求的不断提高，电力设计工程中大力推行应用三维工厂设计技术。三维工厂设计系统是现阶段世界上最为先进的全面工厂设计系统，且已成为电力设计企业核心应用的技术，而这种技术的有效性使其成为了国内社会各界关注的焦点。

一：三维工厂设计系统简述

随着科学技术水平的不断提高，电力设计工程中计算机技术辅助设计的手段越来越多，尤其是三维设计技术的开发和使用为电力设计工程提供了极大的便利，简化了设计的复杂程度，为设计师提供了巨大的发挥空间。

近几年来，一些国际知名的软件公司开发设计出一批能够进行工厂设计的三维设计系统，这些系统将工程设计的过程转化到一个计算机中立体的三维电子空间中进行模拟建立工厂实体模型，突破了传统二维平面进行图纸工厂设计的限制。由于这些工厂设计系统具有多种优越的特点，因此在国外的各大企业进行工厂设计过程中越来越受青睐。近几年来，我国国内的电力设计行业中的大部分设计单位为提高设计水平、增强企业的核心竞争力而引进了三维设计技术，为发挥电力设计工程的社会效益，提高生产运作的经济效益做出了巨大的贡献。

三维工厂设计系统的功能主要是进行三维设计工作，而在进行三维设计工作时所派生的数据库则全面完整的保存了电力设计工程中有关工厂的整体数据和信息资料，从而能够保证在后期工厂进行维修保养与改造时具有可靠的参考依据，为数字化工厂的建立，构建了操作平台，并提供了有利的条件。

二：三维工厂设计系统的特点及其系统构成

（一）三维设计系统的特点

一个完备的三维设计系统，其最大的特点就是设计过程中多个专业协同作用，该系统能够在各个专业中共享，它能够全面的系统的将工厂设计过程中所涉及的各个专业合理的结合在一起，并为实现工程设计的智能化而与工程设计的整个数据库有机的联合，从而实现对工厂的设计。

1.应用统一的平台进行设计

在电力设计工程中运用三维模型进行工程的设计，这种设计方法是通过在计算机利用虚拟的三维空间中虚拟的建造一个工厂立体模型，而传统的设计方法则是在平面二维图纸上设计布置工厂的设备和设施，这种方式并不能直观的观察了解整个设计过程。而三维设计系统在进行设计过程中能确保整个设计过程的全透明性。

2.在工厂设计中的无碰撞性

三维工厂设计系统，最大的优点就是运用模块的作用使用户同处一个相同的三维空间中，并对其进行碰撞检查，从而保证设计出的工厂具有无碰撞性，进而降低了建设成本，并缩短了施工的工作周期。

3.优化了设计过程

在进行工厂设计时，技术人员通过控制工程设计的数据，从而减少对数据进行输入和分析汇总的工作量，减少了出错的可能。并且由于该设计模块是在同一个三维空间中运行，从而降低了系统中文件不兼容的现象出现。

4.设计过程具有统一性、标准性

由于在三维设计系统中设计的模型必须与数据库所提供的参考依据的管道规格相一致，所以在进行工程设计之前，工程项目的管理人需要提前设计确定好数据库里的参考数据的具体内容来为设计人员在设计过程中所需要的管道设计规格提供合理的依据。在一个整体的项目中，通过对数据库进行参考使用统一的设计标准，可以有效合理的控制整个施工过程中所使用材料资源的种类和产品规格，从而规范了采购材料的类别，极大程度上减轻了采购人员的工作强度，减少了购置成本，节约了资源。

（二）三维设计系统的系统构成

电力工厂的三维设计系统通常是由硬件设施和与它相配套的软件设施所构成。根据其基本功能的不同而分为以下几部分：

1.电力工厂数据库的开发设计

2.电力工厂厂房的整体结构布局

3.工厂设备设施的备置

4.电厂电线电缆的搭建

5.碰撞检查

三：三维工厂设计系统在电力设计工程中的应用

为了在工厂设计建设工程充分发挥各个专业的协同作用设计，从而实现电气、管道、土建、仪器控制管理等多个专业在三维立体设计技术的应用工作，从而充分发挥三维设计系统在电力工程中的优势，使之能够行之有效的应用。其具体的应用过程内容及步骤：

（一）土建结构模型的建立

主要是由专业的设计人员进行建设方案的设计，然后由专业技术人员进行仪器设备的布置，进而确定整体厂房的布局及其规模大小，以便于对设备进行安置等，然后建立整体的厂房结构，基本具备土建的结构。

（二）进行管道以及电线电缆的架设

在建设完土建结构模型后，就需要开始按照管道架设的基本标准和原则对工厂内所需要的管道和电线电缆进行合理科学的搭建和布置。

（三）电气设备的购置安放

在整体管道和电线电缆架设完成后，需要根据工厂初具的模型购置电气设备并对如何安放设备进行合理的规划和安排。

（四）碰撞检查

三维设计系统可以进行碰撞检查，这种检查可以检查出各个专业之间模块与模块之间的碰撞，同时也能检查出各个模型中模块与三维空间的碰撞。

（五）图纸设计

利用三维模型来对工程设计的图纸进行设计安排，同时提取出三维模型中各个管道和电线电缆架构的立体布置图，由此能使施工人员清晰的明确具体的施工步骤和具体内容，从而减少了工作人员的工作量，提高了设计的准确性。

四：三维设计系统中存在的问题

随着三维设计系统在我国的大范围使用以及在我国电力设计工程中渗透程度不断加深，我国相关的技术人员逐渐发现三维设计系统应用过程中所存在的弊端和不足。

（一）三维设计系统对技术人员的专业性水平要求较高

尽管三维设计系统具有易学易用的特点，但由于其是由国外专业技术人员开发设计的，其具体应用的原理和技术创新，对我国的技术人员来说要想熟练地掌握和进行操作还具有一定的难度，而这也进一步加大了管理人员对系统进行维修管理的难度。因此，为使我国技术人员能够相较熟练的操作该设计系统，相关人员必须进行系统的培训并将所需的理论知识付诸于实际操作，从而能够增强操作的熟练程度。

（二）缺少与之配套的材料数据

三维工厂立体模型的建立，由于实施工程的具体内容和结构不同，因此需要使用不同的技术，这就需要为此配置相应的材料数据信息。而三维工厂设计系统所具备的资料数据是最为基本的，没有什么特殊性，因此要建立标准的工厂模型，就需要确定好合适的材料数据信息。还过程涵盖范围极广，操作实施起来比较复杂，因此需要投入大量的人力物力，从而提高了生产运营的成本。

结语：我国的经济正在不断的发展，电力设计行业的发展也随之加快，而作为电力设计工程中的核心技术的三维设计为我国电力设计水平的提高提供了一大助力，促进了我国电力行业跨越式发展。

参考文献：

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[2]刘强,刘燕.浅谈三维工厂设计系统的应用[J].土木建筑工程信息技术,2012,01:67-70.

[3]黄为,谭玲玲.电力工程设计中应用三维工厂设计系统的探讨[J].山东电力技术,2009,02:78-80.