摘 要：三維電廠設計正成為一種趨勢，以嶺澳二期核電工程為例，介紹了三維軟件的應用情況，分析了使用過程中出現的一些問題，提出了一些針對性的建議。
關鍵詞：三維設計；核電工程；應用及建議
Application of three dimensional design in nuclear power project
ZHANG Xin
（Guangdong Electric Power Design Institute，Guangzhou 510000，China）
0 引言
　　隨著計算機技術的發展，三維設計正越來越受到人們的重視，利用三維新技術手段進行設計不僅可以向人們展示直觀的數據模型，還可以通過一系列的自動化手段（如抽取材料列表，碰撞檢查等）將復雜的工作交由計算機來完成，大大提高了生產效率。本文以嶺澳二期核電工程為例，介紹三維設計在核電工程中的應用情況。
1 嶺澳二期三維設計概況
　　嶺澳二期工程為百萬千瓦級壓水堆核電機組，廣東省電力設計研究院承擔常規島的設計工作。這是該院第1次在核電工程中的自主化設計，為了提高設計質量，在該工程中全面運用了三維設計手段，下面就其主要特點進行分析。
　　（1）使用范圍廣。該工程使用的三維軟件由Bentley公司提供，該軟件由基于microstation平臺的一系列專業軟件構成。參與核電設計的人員基本上都把三維軟件作為首要設計工具，表1為各專業使用軟件的具體情況。
　　每個專業在三維設計中都投入了大量的人力。目前，熱機及水工專業各個卷冊均采用了三維設計，管道均具有三維模型；其他專業如電氣、熱控及土建等，配有專人建模，人員配備規模相對于其他工程明顯增加。
　　（2）三維設計的應用深度進一步增加。三維設計在以往工程中的應用主要是建管道模型及出施工圖，而在嶺澳工程中的應用進一步加深，設計人員、校核人員等都可以在這個平臺下完成各自的工作；通過進行碰撞檢查，可以有效避免碰撞，大大減少了在現場由于碰撞而引起的設計變更。
　　（3）與外單位的聯系也采用了三維設計。核電工程接口繁多，涉及到諸多的生產廠家。如該工程主機生產廠家為ALSTOM，與該廠家的設計配合也采用了三維設計：直接將其三維模型納入到整個模型中，通過碰撞檢查的方式進行配合，更加直觀地完成了設計。通過三維設計軟件的應用，設計單位與廠家的配合變得越來越直觀，也越來越容易。
　　（4）三維管理軟件應用更加深入。在嶺澳二期核電工程中，三維設計的深入應用還得益于Bentley公司的Project Wise文件管理系統，通過該軟件集成了統一的工作平臺，將各個專業的設計資源共享在這個平臺上，并通過權限管理使不同的人分享到不同的資源，在這個開放的平臺上，資源得到了充分利用。該軟件還實現了與其他軟件的無縫連接，設計人員可以在這個平臺中打開各種程序，進行與工作相關的各種操作。
2 三維設計存在的問題
　　三維設計可以提高效率，但與二維設計相比，也有不足的方面。
　　（1）建模比較簡單，但不易修改。使用PlantSpace建一條管道模型與采用二維的方法畫一條管道，所需的時間相差無幾，但對于管道的修改，三維設計方法卻遠遠沒有二維設計方法方便。管道的設計往往修改頻繁，尤其是核電工程，修改工作占有相當大的比例，所以從出圖的速度來講，三維設計方法不占優勢。
　　（2）穩定性有待提高。越是復雜的東西便越難維護，三維軟件亦是如此，其往往由多個專業軟件組成，結構復雜，在運行過程中占用的內存大。一旦出現問題，大部分很難找到原因，非專業人士解決起來較為困難，影響使用者的積極性。
　　（3）數據維護成本高。三維設計中產生的問題大部分由數據庫引起，為了減少問題的發生，必須投入人力認真維護好數據庫。三維軟件設計復雜，使數據維護成為一個既需要一定的專業知識作為指導，又很繁瑣、易錯的工作，這加大了數據維護的成本。
　　（4）專業間的三維設計深度不均。目前，熱機專業三維設計不但達到了出圖的水平，還可以進行碰撞檢查等一系列的工作，但對于其他部門，三維設計還停留在較淺的階段，有的純粹是為了建模。其中的原因主要在于各專業使用三維軟件的目的不一樣，因為有些專業無法用三維出圖，三維設計對于他們來說，可能純粹就是為了碰撞檢查，對熱機專業有用，對于其他專業可能并沒有多大的意義。
3 對三維設計的建議
3．1 應不斷加強對三維出圖模式的探索
　　三維設計的優點是很明顯的，在現有的出圖方式及出圖模式下，二維設計仍然具有自己的特色，在施工的高峰期，人們往往舍棄三維設計而改用二維設計。出現這種現象的主要原因在于目前的出圖方式，三維設計軟件的復制功能較弱，可移植性較差，在使用二維設計軟件做圖的時候，對于相似的平面圖，可以很輕易地套用以前的工程，但對于三維模型，由于帶有屬性以及做圖方式的差別，套用工程并不容易。
　　其次，三維設計雖然直觀，但出圖方式仍有待完善，例如支吊架的出圖方式，二維是列支吊架一覽表出圖，三維是支吊架安裝圖。二維出圖方式快捷、復制性強，而目前使用Support Modeler進行支吊架設計，高效率沒有得到明顯的體現。
　　從二維到三維做圖過程的轉變不同于從手工繪圖到二維電腦繪圖過程的轉變，手工繪圖到二維電腦繪圖，并不涉及出圖方式的改變，然而從二維繪圖到三維繪圖出圖方式有改變，很多人不適應，從而構成了一對很明顯的矛盾，這對矛盾的焦點在于出圖方式以及工作模式。如果仍然按照二維出圖模式來進行三維設計，必然存在著種種問題，所以，三維設計必須有其自己的工作模式，只有不斷加強對三維出圖方式和工作模式的探索，工作效率才有可能得到提高。
3．2 應以數據庫為中心對軟件進行維護
　　數據庫是三維軟件的核心，這主要是因為在三維設計軟件中，所有的管件和支吊架均采用數據庫進行存貯；其次，在每步操作中，無論是生成管道還是放置閥門，都需要與數據庫進行連接，從數據庫提取數據。所以，保持數據庫的穩定是軟件運行穩定的基礎，一旦數據庫出現問題，三維設計便無法順利進行，更無從談起工作模式之類的問題了。
　　實際應用中，出現的一些問題也往往由數據庫引起，所以必須維護好數據庫。筆者認為應從以下幾方面入手：
　　（1）對于數據庫的權限應該有明確的控制，只能讓數據庫管理員有修改的權限；
　　（2）對數據庫的修改應操作規范，對于增加或刪減的數據均需要有人進行審查；
　　（3）應有專人進行數據庫的維護，及時按照設計人員的要求更新，避免由于缺乏數據庫元素而影響進度。
3．3 加強軟件的定制與二次開發
　　軟件往往面向大眾，而不同的單位對軟件有不同的需求，為了滿足這種需求，便需要加強對軟件的定制與二次開發。在這個過程中，對需求的描述是很重要的部分，只有開發人員對用戶的需求有準確和全面的了解，才有可能開發出適合需求的軟件，所以，由具有工程背景且熟悉工程的人員參與開發，將會降低開發的難度，并提高工作效率。
3．4 制訂統一標準，規范化三維設計
　　由于很多人已經習慣了二維設計的工作流程，在轉到三維設計時往往搞不清白己該做什么，該怎么做，三維設計的目標、出圖步驟、出圖目標等都不明確，所以，為了更好地推廣三維設計，需要制定一個統一的三維標準，講求三維設計的規范化。
3．5 三維設計應重視過程
　　三維設計是一個循序漸進的過程，要得到某個結果，需要花費很大力氣。拿碰撞檢查來說，每個月末的碰撞檢查需要有一系列的準備工作，例如，首先需要敦促各專業按照上一個月的修改意見進行模型修改，模型修改完畢后，方能進行碰撞檢查，碰撞檢查后的結果需要進行梳理，去除無效碰撞，對于有效碰撞要按專業分類并找出碰撞位置，最后方能召開碰撞檢查會議，進行專業問的配合。
3．6 應加強對軟件的研究
　　對于管理者來說，三維設計相對于二維設計來說是一種新型的設計模型，在這種模型下，需要探索新的管理模式與方法，而這種管理模式與方法對于不同的三維軟件并沒有多大區別。也就是說，軟件只是一個工具，三維軟件使用的都是相似的管理思路。但對于軟件的使用者來說，軟件使用的便捷性直接影響其工作效率及工作心情，所以，應加強軟件的應用性研究。
4 結束語
　　三維設計正成為一種趨勢，為了加強企業的競爭力，越來越多的公司開始用三維軟件進行設計。三維設計直觀、自動化程度高，正確使用三維軟件可以提高效率，但與二維出圖方式相比，三維設計也存在一些不足，如修改不易、維護成本高等。用好三維設計軟件需要不斷探尋三維出圖的規律，不斷彌補三維軟件存在的不足。只有在使用中不斷完善，才能充分發揮三維設計的優勢，使企業在競爭中立于不敗之地。