在設(shè)計(jì)院推廣三維設(shè)計(jì)工作的思考

在設(shè)計(jì)院推廣三維設(shè)計(jì)工作的思考梁暉葉銳（中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖南長(zhǎng)沙410014）摘要三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，可以大幅度提高工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，也是項(xiàng)目實(shí)施工程全生命周期運(yùn)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(jì)勢(shì)在必行，但是在推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)過程中會(huì)遇到一系列問題，本文介紹了中南院三維推廣應(yīng)用針對(duì)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(shí)施辦法Keywords:3Dtechnologies,promotion,implement1目前三維設(shè)計(jì)的推廣應(yīng)用概況在上世紀(jì)60-70年代，工程師已經(jīng)開始使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)過程各種問題。此時(shí)，三維CAD領(lǐng)域也開始出現(xiàn)了行業(yè)細(xì)分，像CATIA、I-DEAS、UG和SolidWork等系統(tǒng)，主要用戶群在宇航、飛機(jī)、汽車、機(jī)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(jì)實(shí)力最雄厚，支持力度最大，研發(fā)力量最強(qiáng)，應(yīng)用水平很高。而像MicroStation這樣的通用三維CAD協(xié)同設(shè)計(jì)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(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)。而目前，國(guó)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(jì)算機(jī)來輔助我們的設(shè)計(jì)工作。其設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)行工程量、材料表的統(tǒng)計(jì)，二維圖修改的工作量繁重、復(fù)雜，全靠人工進(jìn)行判斷，錯(cuò)、漏、碰現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)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(shí)代，國(guó)內(nèi)就有這樣的探索。隨著現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)水電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家對(duì)水利水電開發(fā)步伐日益加大，各水利水電設(shè)計(jì)院的任務(wù)日益繁重，為了在逐步開放、競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟；為了適應(yīng)水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)周期逐步縮短，對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量及設(shè)計(jì)效率逐步提高的需要，國(guó)內(nèi)水利水電設(shè)計(jì)單位再一次將引進(jìn)三維技術(shù)這一國(guó)際先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)、管理理念放到一個(gè)戰(zhàn)略位置。目前國(guó)內(nèi)水電行業(yè)除了極少數(shù)設(shè)計(jì)院推廣應(yīng)用水平較高，大部分設(shè)計(jì)院正處在剛起步或者還為起步的階段，如何在設(shè)計(jì)院推廣三維設(shè)計(jì)工作成為廣大設(shè)計(jì)院決策層面臨的難題。2中南院三維設(shè)計(jì)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(gòu)買合同后，正式實(shí)施三維設(shè)計(jì)，中南院三維應(yīng)用推廣分為“追趕計(jì)劃”和“登高計(jì)劃”，為更好的完成追趕工作，將“追趕計(jì)劃”工作分為三個(gè)階段，分別為：導(dǎo)入階段，實(shí)用化階段，推廣階段。其中導(dǎo)入、實(shí)用化階段已于2011年順利完滿完成，現(xiàn)正實(shí)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(jì)常態(tài)化的條件。在成功實(shí)施“追趕計(jì)劃”的基礎(chǔ)上，實(shí)施“登高計(jì)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(shì)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(xiàng)目的數(shù)字化移交以及數(shù)字化運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域拓展，逐步形成完善的全生命周期解決方案。同時(shí)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(jì)系統(tǒng)。登高計(jì)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(jìn)展順利，主要實(shí)施方法和成果有：2.1平臺(tái)搭建2010年底與Bentley簽訂第一期三維軟件購(gòu)買合同后，并迅速搭建了我院三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)。2012年12月與Bentley簽訂了5年的企業(yè)授權(quán)協(xié)議。平臺(tái)搭建工作包括：安裝、測(cè)試三維設(shè)計(jì)軟件各個(gè)模塊，對(duì)服務(wù)器、個(gè)人電腦進(jìn)行硬件測(cè)試，購(gòu)置服務(wù)器搭建中南院三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)PW系統(tǒng)，建設(shè)三維設(shè)計(jì)專題網(wǎng)站，著手建立我院三維系統(tǒng)元件庫(kù)等。配置了多臺(tái)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(jì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)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(cè)繪、工程一院、工程二院、機(jī)電處、施工處等），對(duì)于專業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同起到了較好的效果。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)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(huì)在全院推廣，對(duì)于所有的二維圖紙、報(bào)告、算稿將會(huì)通過PW進(jìn)行管理和歸檔。并正在實(shí)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(huì)和院生產(chǎn)管理系統(tǒng)一起全面對(duì)我院設(shè)計(jì)生產(chǎn)進(jìn)行有效全面的管理。同時(shí)中南院已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的宜昌設(shè)計(jì)院和國(guó)外的埃塞俄比亞GD3項(xiàng)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(shí)現(xiàn)宜昌設(shè)計(jì)院、GD3項(xiàng)目部與本院三維設(shè)計(jì)工作同步開展，且數(shù)據(jù)資料實(shí)時(shí)共享。圖2-1院PW服務(wù)器部署2.2實(shí)施規(guī)劃、管理辦法及標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)已基本編制完成《中南院三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)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(yán)格按規(guī)劃目標(biāo)要求，在今后幾年內(nèi)落實(shí)做好各項(xiàng)工作，保證規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?！吨心显喝S可視化協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)推廣應(yīng)用實(shí)施辦法》等已經(jīng)批準(zhǔn)實(shí)施，將會(huì)對(duì)我院快速推廣應(yīng)用三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的保障。并編制了各專業(yè)使用手冊(cè)和校審、切圖等操作手冊(cè)近20本。圖2-2三維設(shè)計(jì)使用手冊(cè)培訓(xùn)、考核及競(jìng)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(jì)部門通過考核的人數(shù)為265人，考核通過率86.32%。預(yù)計(jì)到2015年底，全院設(shè)計(jì)人員均通過三維考核，達(dá)到應(yīng)用和校審三維設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。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(jì)到2015年底，全院設(shè)計(jì)人員均通過三維考核，達(dá)到應(yīng)用和校審三維設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。圖2-3.2012年度三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)考核圖2-4.2013年度三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)考核2011年11月份，數(shù)字工程中心聯(lián)合院工會(huì)、院團(tuán)委成功的舉報(bào)了2011中南院三維可視化協(xié)同技能競(jìng)賽，此次競(jìng)賽在全院引起極大的反響，共有12家單位，263名設(shè)計(jì)人員參與了此次技能競(jìng)賽。競(jìng)賽分為個(gè)人賽和團(tuán)體賽，同時(shí)個(gè)人賽根據(jù)參與項(xiàng)目情況，分為專業(yè)組和業(yè)余組。競(jìng)賽為在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定的三維模型。此次競(jìng)賽也獲得了“湖南省團(tuán)組織工作創(chuàng)新獎(jiǎng)”。2012年三維競(jìng)賽也與同年11月開展，此次競(jìng)賽跟以往不同的是，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工作，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)手段、思路、方法的創(chuàng)新。以三維設(shè)計(jì)軟件在生產(chǎn)中的實(shí)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(diǎn)為參賽內(nèi)容。圖2-5.2012年度三維競(jìng)賽應(yīng)用類一等獎(jiǎng)圖2-6.2012年度三維競(jìng)賽創(chuàng)新類一等獎(jiǎng)項(xiàng)目實(shí)施自推廣三維系統(tǒng)以來，項(xiàng)目實(shí)施是重要的實(shí)現(xiàn)三維推廣應(yīng)用的手段，同時(shí)也是三維推廣應(yīng)用成功與否的標(biāo)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(yáng)、瓊中、龍盤項(xiàng)目部，采用集中辦公的形式，在院外進(jìn)行三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)，共有水工、機(jī)電、測(cè)繪、地質(zhì)和施工專業(yè)參與了設(shè)計(jì)，完成了水電站所有模型，并進(jìn)行了工程量統(tǒng)計(jì)和二維切圖。通過集中辦公三維項(xiàng)目設(shè)計(jì)，采取邊培訓(xùn)邊實(shí)施的方法，不僅幫助設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)和鞏固了三維系統(tǒng)軟件使用，同時(shí)結(jié)合培訓(xùn)進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施，可以達(dá)到更好的效果。2012年3月，開展了抽蓄典型設(shè)計(jì)三維設(shè)計(jì)工作，項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行了三個(gè)月，深入細(xì)致的完成了項(xiàng)目的建模、碰撞檢查、二維出圖和匯報(bào)材料制作，重點(diǎn)實(shí)施了碰撞檢查和二維出圖工作，檢查出多個(gè)專業(yè)的內(nèi)部和相互之間的錯(cuò)漏碰現(xiàn)象，同時(shí)完成了100多張的二三維圖紙和一段三維匯報(bào)視頻。通過此次三維設(shè)計(jì)工作，將我院的三維設(shè)計(jì)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(gè)新的高度。之后，實(shí)施了桃源、益地、托巴、GD3和天池等項(xiàng)目，跟以往不同的是，三維設(shè)計(jì)項(xiàng)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(jì)。這也是推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)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(jì)項(xiàng)目，數(shù)字工程中心將三維設(shè)計(jì)成果向院領(lǐng)導(dǎo)和各主要生產(chǎn)部門開展了系統(tǒng)細(xì)致的匯報(bào)，將在三維設(shè)計(jì)過程中所獲得的經(jīng)驗(yàn)、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(jì)人員展開探討，使各專業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)三維設(shè)計(jì)有更清晰的認(rèn)識(shí)，更直接體會(huì)到三維設(shè)計(jì)在各專業(yè)中應(yīng)用帶來的精確、直觀、高效的優(yōu)點(diǎn)。三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)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(jì)的組織、實(shí)施、技術(shù)及管理等方面的經(jīng)驗(yàn)展開了深入的交流，互相討論和交換了三維設(shè)計(jì)在行業(yè)內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用、如何提高信息化管理水平和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)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(jì)人員和軟件模塊缺失的問題，所以需要進(jìn)行二次開發(fā)，針對(duì)以上問題進(jìn)行改進(jìn)和完善，中南院根據(jù)目前系統(tǒng)問題和院設(shè)計(jì)人員使用習(xí)慣進(jìn)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(jìn)行測(cè)試。同時(shí)結(jié)合2011-2012年三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成大量電氣、水機(jī)、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(jì)中。圖2-7.設(shè)備元件庫(kù)其他工程領(lǐng)域的三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)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(jì)開展方式；研究工民建、市政交通等領(lǐng)域的三維設(shè)計(jì)開展方式；研究水務(wù)工程等領(lǐng)域的三維設(shè)計(jì)開展方式。3三維設(shè)計(jì)推廣過程中遇到問題的思考三維設(shè)計(jì)是工具的變革，同時(shí)也是設(shè)計(jì)理念的變革在三維設(shè)計(jì)開展之初，常有設(shè)計(jì)人員抱怨，總覺得三維設(shè)計(jì)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(cuò)誤認(rèn)為三維設(shè)計(jì)只是個(gè)輔助設(shè)計(jì)工具，從而不肯下心去學(xué)習(xí)。究其原因，主要還是對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件的使用不熟悉，若能熟練運(yùn)用好之后，這些理念會(huì)逐漸消除。需要設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)并帶著項(xiàng)目去做好三維設(shè)計(jì)工作，以熟練掌握軟件操作，并逐步領(lǐng)悟三維設(shè)計(jì)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(jì)如何使所有設(shè)計(jì)人員包括管理人員接受三維設(shè)計(jì)如何使所有設(shè)計(jì)人員包括管理人員接受，是我們?cè)诳紤]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(jì)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(xiàng)目組織方式逐步從數(shù)字工程中心主導(dǎo)實(shí)施向生產(chǎn)部門獨(dú)立實(shí)施，數(shù)字工程中心技術(shù)支持的方式轉(zhuǎn)變，三維設(shè)計(jì)工作也列入項(xiàng)目總體工作計(jì)劃中，參與項(xiàng)目的進(jìn)度考核。通過在多個(gè)項(xiàng)目上成功開展三維設(shè)計(jì)，使各層級(jí)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(diǎn)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(jì)人員的工作量，在市場(chǎng)上也會(huì)有更多的占有率，給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)與市場(chǎng)拓展提供有力支撐。目前中南院三維培訓(xùn)工作已逐步實(shí)現(xiàn)由數(shù)字工程中心人員擔(dān)當(dāng)，目的性更加明確，針對(duì)院實(shí)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(jì)人員向院處級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、校審人員、項(xiàng)目管理員轉(zhuǎn)變。三維設(shè)計(jì)是否要全專業(yè)、全過程的實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)一個(gè)重要的特點(diǎn)是講究協(xié)同，這需要多個(gè)專業(yè)參與進(jìn)來協(xié)調(diào)工作，才能從總體上提高產(chǎn)品質(zhì)量與團(tuán)隊(duì)工作效率。而僅單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)專業(yè)做三維，是難以實(shí)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(xiàng)目開始實(shí)施三維設(shè)計(jì)之初，就讓該項(xiàng)目涉及的所有專業(yè)參與進(jìn)來，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)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(jì)是項(xiàng)目實(shí)施工程全生命周期運(yùn)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(yuǎn)。三維工作人員要始終清醒認(rèn)識(shí)到，目前的三維設(shè)計(jì)工作只是基礎(chǔ)，三維未來的路還很長(zhǎng)，需要三維工作者努力，因?yàn)檫€有很多更重要的工作要做，才能逐漸實(shí)現(xiàn)全生命周期、數(shù)字化移交等深層次的目標(biāo)，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(zhǎng)點(diǎn)。需要廣大設(shè)計(jì)人員及早研究部署，提前布局，分步實(shí)施，認(rèn)真細(xì)致的實(shí)施，逐步推廣應(yīng)用好三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)工作。參考文獻(xiàn)【1】中南院三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)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