歡迎參加第十三屆產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會 11月29-30日 天津
0 引言
隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的離散信息管理方式已經(jīng)不能滿足電力T程項目實施的要求。實現(xiàn)對項目管理要素集成，對項目參與方集成，實現(xiàn)電力企業(yè)生產(chǎn)運營的現(xiàn)代化、電力管理的數(shù)字化已經(jīng)迫在眉睫。數(shù)字化T程技術(shù)的應(yīng)用是一個企業(yè)技術(shù)水平的體現(xiàn)，為了適應(yīng)激烈的市場競爭，內(nèi)蒙古京寧熱電有限責(zé)任公司(以下簡稱京寧熱電)將數(shù)字化工程技術(shù)的應(yīng)用作為重要發(fā)展目標(biāo)。
1 三維數(shù)字化工程技術(shù)
電廠數(shù)字化工程技術(shù)應(yīng)用的核心在于將電廠設(shè)計、建設(shè)、運行全生命周期產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化管理，解決信息孤島問題，在同一平臺實現(xiàn)各類型數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用。
以三維模型為數(shù)據(jù)集成載體的數(shù)字化工程技術(shù)，在模型中集成工程設(shè)備、設(shè)施的所有工程信息，通過數(shù)據(jù)管理平臺將三維模型、圖紙、工程建設(shè)施工文檔、調(diào)試文檔、運行過程中產(chǎn)生的資產(chǎn)管理及實時運行數(shù)據(jù)等進(jìn)行集成化和關(guān)聯(lián)性管理，從源頭保證工程設(shè)備、設(shè)施信息數(shù)據(jù)的有效性和唯一性，實現(xiàn)設(shè)計期、建設(shè)期工程數(shù)據(jù)的有效利用，為電廠的運行維護(hù)提供精確完整的信息，提高企業(yè)信息化管理水平，降低企業(yè)運營成本。
2 項目實施
京寧熱電2x350 MW供熱機(jī)組工程地下管網(wǎng)建設(shè)項目采用PDMS三維模型設(shè)計平臺，以圖紙資料(包括設(shè)備廠家、設(shè)計院、施工單位及相關(guān)圖紙資料)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)場實際建筑及設(shè)備為準(zhǔn)，完成了地下管網(wǎng)范圍內(nèi)的智能化可編輯三維模型的建立；采用WIZ—GIS數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)了三維模型、工程項目圖紙、項目設(shè)備設(shè)施工程信息的集成、關(guān)聯(lián)檢索等功能。
為保證項目能夠有效開展，首先制訂了項目應(yīng)用流程，主要分為設(shè)計提資、數(shù)字化三維模型設(shè)計、碰撞檢查、數(shù)據(jù)發(fā)布4個主要環(huán)節(jié)。各參與方指定項目接口人，按照圖1項目流程組織項目開展。
圖1 項目流程
2．1 設(shè)計提資
業(yè)主根據(jù)實施團(tuán)隊提供的圖紙資料需求清單，結(jié)合項目施工進(jìn)度及設(shè)計院出圖情況，向?qū)嵤﹫F(tuán)隊提資，由實施團(tuán)隊確認(rèn)提資內(nèi)容與需求清單的一致性，并及時反饋。
2．2 數(shù)字化三維模型設(shè)計
2．2．1 設(shè)計平臺特點
PDMS三維模型設(shè)計平臺作為主流的工程布置協(xié)同設(shè)計平臺，具有以下特點。
(1)采用協(xié)同工作模式，所有專業(yè)在同一空間下建模，所有模型的數(shù)據(jù)在同一數(shù)據(jù)庫中存儲，協(xié)同工作方式簡單直觀。利用三維協(xié)同設(shè)計即時性的特點，各專業(yè)建模工程師可實時同步數(shù)據(jù)和實時查看所有專業(yè)的三維布置設(shè)計數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)字化三維模型可實現(xiàn)工程設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化、精細(xì)化和可視化，從而使設(shè)計數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)工程信息集成。
(3)三維模型設(shè)計平臺在操作的易用性上表現(xiàn)較為突出，特別是在管道等工藝系統(tǒng)的三維布置設(shè)計方面。
(4)具有高效率的多專業(yè)三維模型碰撞檢查功能，能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)各專業(yè)模型的碰撞問題，提高建模人員的溝通效率，及時糾正設(shè)計院施工圖紙中的不足，避免施工過程中因碰撞和干涉導(dǎo)致的返工，提高設(shè)計質(zhì)量，降低建造成本。
2．2．2 三維模型設(shè)計內(nèi)容
京寧熱電地下管網(wǎng)建設(shè)項目包括28個主要系統(tǒng)及廠區(qū)管井、道路、建筑物外形等，其中28個地下管網(wǎng)系統(tǒng)見表1所示。
2．2．3 三維模型設(shè)計質(zhì)量管理
為達(dá)到電廠精細(xì)化設(shè)計、施工、運維的目標(biāo)，需確保三維模型在建模過程中的規(guī)范化。實施團(tuán)隊將項目應(yīng)用需求作為項目規(guī)劃的主要依據(jù)，進(jìn)行規(guī)范化的項目規(guī)劃和管理制度的制訂。
2．2．3．1 項目管理方面
(1)搭建PDMS協(xié)同建模平臺，保證整個項目的實施團(tuán)隊在統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境中開展工作。
(2)設(shè)定以AB坐標(biāo)為基準(zhǔn)的通用坐標(biāo)系統(tǒng)，保證實施團(tuán)隊在同一個坐標(biāo)系下開展三維建模工作，保證后續(xù)不同專業(yè)的三維模型同步后的一致性。
(3)建設(shè)項目級的設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，針對地下管網(wǎng)建設(shè)項目，根據(jù)項目設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)等資料，建立包括建筑、結(jié)構(gòu)、工藝等專業(yè)的一整套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫規(guī)范，以適應(yīng)PDMS三維設(shè)計體系的建模機(jī)制，為后續(xù)全廠三維數(shù)字化模型的建立、材料統(tǒng)計以及維修改造奠定應(yīng)用基礎(chǔ)。
表1 廠區(qū)數(shù)字化地下管網(wǎng)系統(tǒng)介紹
2．2．3．2 模型管理方面
(1)由于不同專業(yè)間相互利用對方模型時所需要的信息深度不同，為了更加有效地使用模型，實施團(tuán)隊對不同專業(yè)的三維模型進(jìn)行了規(guī)范化管理，以便于各專業(yè)相互利用時有據(jù)可循。
(2)建立包括建筑、工藝、設(shè)備的一整套三維模型建模規(guī)范，以滿足項目多專業(yè)協(xié)同設(shè)計的需要。
2．3 碰撞檢查
廠區(qū)地下管網(wǎng)T藝系統(tǒng)布置錯綜復(fù)雜，三維綜合碰撞檢查是實現(xiàn)項目質(zhì)量控制最有效的手段。京寧熱電在項目開展過程中，陸續(xù)檢查出l34項碰撞(典型碰撞如圖2、圖3所示)，根據(jù)實施團(tuán)隊發(fā)布的碰撞檢查報告，定期召開項日協(xié)調(diào)會，及時解決碰撞以及不滿足運維要求的問題，實現(xiàn)現(xiàn)場施工“零碰撞”“零返工”。
為配合施工進(jìn)度要求，提前開展三維數(shù)字化建模，利用PDMS三維數(shù)字化模型進(jìn)行碰撞檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及早與設(shè)計院以及現(xiàn)場施工單位進(jìn)行溝通，糾正設(shè)計中的不足，避免施工過程中因碰撞導(dǎo)致返工，進(jìn)一步提高了工程質(zhì)量，降低了建造成本。
2．4 數(shù)據(jù)發(fā)布
2．4．1 項目數(shù)據(jù)發(fā)布內(nèi)容
WIZ—GIS數(shù)據(jù)管理平臺界面見圖4、實施團(tuán)隊每周發(fā)布項目數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)管理平臺，供項目組審核。主要內(nèi)容包括：
(1)三維模型及工程數(shù)據(jù)文件；
(2)最新一批的碰撞檢查清單；
(3)碰撞檢查統(tǒng)計總表；
(4)圖紙需求清單；
(5)圖紙接收情況總表。
圖4 數(shù)據(jù)管理平臺界面
2．4．2 碰撞檢查結(jié)果審查
在建設(shè)單位、設(shè)計院和施工單位間快速共享與三維模型關(guān)聯(lián)的設(shè)計信息和圖紙，快速查找與碰撞關(guān)聯(lián)的圖紙和文件，通過可視化手段對施工進(jìn)行指導(dǎo)。
2．4．3 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)檢索
三維設(shè)計模型中所有設(shè)備、設(shè)施的工程信息(見表2)，關(guān)聯(lián)圖紙、文檔都能夠直觀進(jìn)行展示，并可以根據(jù)工程信息的類別將相同類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類展示，實現(xiàn)對地下管網(wǎng)設(shè)備、設(shè)施信息與圖紙、工程文檔等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)檢索。
表2 設(shè)備設(shè)施主要工程信息
3 應(yīng)用效果
京寧熱電將數(shù)字化T程技術(shù)應(yīng)用于2x350MW供熱機(jī)組地下管網(wǎng)建設(shè)項目，利用三維模型準(zhǔn)確確定地下管網(wǎng)系統(tǒng)的缺陷位置以及周圍其他設(shè)施的情況，避免施工時造成不必要的損壞；通過三維模型還可以準(zhǔn)確了解管道管材、管徑，為檢修準(zhǔn)備下作提供準(zhǔn)確的信息，大大縮短了檢修時間。
4 結(jié)語
傳統(tǒng)的二維設(shè)計手段，各專業(yè)設(shè)計人員不能有效溝通，且受二維設(shè)計空間的局限，提交的施T圖紙在現(xiàn)場施工過程中不可避免地存在著差、漏、錯、碰問題，甚至?xí)䦟-期及費用造成較大的影響。二維向三維的數(shù)字化變革，使傳統(tǒng)的設(shè)計理念發(fā)生了徹底改變，設(shè)計核心由圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，實現(xiàn)了二維平面設(shè)計向三維立體設(shè)計的轉(zhuǎn)變，由以往的數(shù)據(jù)、圖紙分離交付轉(zhuǎn)化為三維圖形和數(shù)據(jù)一體交付，由通過書面文字傳遞的協(xié)作方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬I(yè)面向同一三維模型、同一平臺的作業(yè)方式。隨著數(shù)字化三維技術(shù)的運用以及相關(guān)配套數(shù)據(jù)的不斷完善，為電廠數(shù)字化管理和電力T程設(shè)計、施工、管理模式變革提供了技術(shù)手段。
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本文標(biāo)題：三維數(shù)字化工程技術(shù)在電廠地下管網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用
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