中国水利水电第十工程局有限公司
为了更好地将三维协同设计与水利水电设计活动结合起来，厚植三维协同设计的优势，优化水利水电设计流程，文章在研究过程中，对三维协同设计的概念进行厘清，着眼于实际，明确水利水电工程设计环节应用三维协同设计的意义，同时吸收过往有益经验，采取针对性的应用策略，推动三维协同设计在水利水电工程设计中的有效应用。
1 三维协同设计的概念
三维协同设计是一种能够将各领域技术人员进行同平台工作的协作型设计软件，也就是说，三维协同设计也可以被称为是三维模型设计的协同效应。这种设计工作方法，能够将各种不同领域的工作人员的工作变得精准化和可视化。并且能够有效的提高水利水电工程设计的效率和质量。当代水利水电工程建设中，工程复杂性越来越高，工程的规模越来越大，而三维协同设计技术能够充分满足当前越来越高的设计要求，对设计过程中的多角度多领域的平衡能力也越来越高，使得三维协同设计在产生和发展之余，成为水利水电工程的热门技术。在水利水电工程的设计发展中，另一项广受关注的设计要求，就是环保节约的要求，而在水利水电工程的建设中，做到"投资盛耗能低、环保好"，也是当代水利水电工程设计中广受重视的设计出发点之一。这些要求，都能通过三维协同技术得以实现，三维协同技术能够极大的减少水利水电工程设计过程中的人才和物料的浪费，并且能够通过虚拟模拟，极大地减少了水利水电工程建设施工中出现的问题，对水利水电工程的施工具有非常重要的指导作用。
2 三维协同设计在水利水电工程设计中应用的现实意义
与传统意义上的二维、三维CAD设计体系有所不同，三维系统设计在水利水电工程设计中的应用，极大地提升了设计工作的有效性，较好地贴合了水利水电工程施工规模大、技术难度高以及管理难度大的特点，从设计层面入手，为后续施工活动的开展提供了极大的便利。
2.1 设计形象优势
三维协同设计能够使得设计对象更为具象化，形成虚拟的三维模型，并且通过三维模型全真反馈出水利水电工程建设的整体流程。设计人员通过对水利水电工程建设流程的全面评估，明确施工建设活动中可能出现的问题，并在此基础上，从设计层面出发，进行方案调整，有效消除各类潜在威胁，使得水利水电工程的设计形象更为科学，为施工活动的安全性以及工程项目成本控制的有效性提供了有力的技术支持。
2.2 空间优势
三维协同设计模式下，有效扭转了水利水电工程二维设计在空间布置方面存在的问题，通过对水利水电工程设计要求的准确解读，设计人员能够结合施工区域实际情况，对水利水电工程设计方案进行直观的模型展示，并在这一过程中，借助于现代化的技术手段，将模型进行三维呈现[2]。设计人员在这一过程中，能够更加直观地感受到水利水电工程内部空间结构特点，这对于水利水电工程内部建筑结构的完善以及施工方案的制定有着极大的帮助。设计人员得以在掌握工程空间信息的基础上，采取针对性的设计方案，提升水利工程内部空间使用率，避免空间浪费的情况出现。
2.3 提升设计方案的质量与效率
从过往情况来看，水利水电工程设计需要多个专业领域不同设计人员的共同参与，传统的设计模式，只能够对设计活动进行分割处理，不同的技术人员，从不同的专业角度出发，对设计方案进行优化，在此基础上，再度进行总体设计方案的修改与协商。这种方式无疑大大降低了设计方案的质量与效率，无法满足现阶段我国水利水电工程设计工作开展的客观要求。三维协同设计则借助于计算机技术，完成了设计平台的搭建，不同的技术人员可以在同一时间同一平台上，进行各自的设计工作，系统软件在后台运行的过程中，自动进行设计方案的匹配评估，并实时反馈给设计人员，设计人员根据反馈结果调整设计工作。
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3 三维协同设计行业发展现状
三维协同设计技术，作为一种高新水利水电工程设计技术，在我国的市场中具有非常好的发展前景，并且这种技术，已经率先在机械、电子、石油、电力甚至是航天领域中应用，并起到了非常关键的作用，提升了上述领域中的产品设计质量和使用体验，而在水利水电工程设计中，三维协同技术从2003年期就已经开始研究，受到当时许多先进的研究单位的重视和研究，并于5年后在业界小范围的应用，主要在我国的各个省份的枢纽建设中起到了关键的作用，也使业界看到三维协同技术的优势。三维协同技术在水利水电工程的建设和设计中，能够直观地将设计的理念和结果通过计算机表现出来，更加符合人类的思维方式和思维习惯，将二维设计技术中，需要技术人员将二维的设计内容转为三维的设计内容的步骤，减少了由于认知问题所出现的错误和误差。从而减少了设计的修改和变化次数，提高了设计的效率。
但现如今，我国国内并没有大面积地推广和应用三维协同技术，这是由于我国国内应用于三维协同技术的计算机平台较少，需要依托于其他国家的计算机应用平台，才能够使用和进行水利水电工程的三维协同技术的设计。并且三维协同技术的费用较高，许多省市三维协同设计平台的应用和二次开发力度不够，开发经验和使用经验贫乏，无法大范围推广使用三维协同技术，为三维协同技术的开发和使用带来了一定的阻碍。我国的三维协同技术存在一定的广阔空间，但目前的技术发展不成熟，发展速度较为缓慢。
4 三维协同设计的软件使用优势
4.1 Microstation Bentley软件在工作效率提升中的优势
Microstation Bentley 软件，是三维协同设计技术使用中较为常用的一种软件，设计人员能够在进行设计前，将该项目的各个领域的设计需求和设计目标进行文件建立，并分别将各个文件建立在Microstation Bentley 软件中，以种子文件的形式表达出来，这种方式能够使各领域的工程设计人员通过找到自己的子文件进行设计工作，并且文件在进行设计和修改后能够保存在Microstation Bentley 软件中，无需设计人员自己单独创建文件进行保存，且在同一平台中的各位工程设计人员可以进行沟通和分析，将设计中所遇到的问题进行及时的修改，也使得工程设计的团队的设计速度和设计效率得到非常大的提高。
4.2 Microstation Bentley系列软件具有非常精准的工程量计算结果
Microstation Bentley 软件的另一大优势，就是能够非常精准地计算出工程计量的结果和数据，设计人员在使用二维技术或三维CAD技术进行设计时，需要进行人工手动计算各部分的数据和结果，人工计算的数据结果无法做到100%准确，不可避免地会出现错误和漏洞。但通过Microstation Bentley 软件进行三维协同设计，设计人员能够通过该软件对设计过程中出现的不同的数据和结果进行精准的区分和计算，保证了工程量计算的零失误。设计人员的主要工作就是将工程所需的材料和数据进行不同属性模块的定义，就可以达到零失误的目的。
5. 结束语
水利水电工程设计作为水利水电施工项目机制的核心组成部分，对于后续施工活动有着最为直接的影响。以三维协同设计为突破口，充分利用CAD技术，构建起系统、高效的水利水电工程协同机制。通过不同环节的统筹协调，确保施工技术、施工设备、施工人员的合理配置，能有效弥补过往手工绘图、电脑绘图设计体系中存在的缺陷，形成现代、高效的设计体系。提升建筑质量和建设效率，促进我国相关行业的深入发展。
参考文献：
[1]陈亚军，何文波，王浩民.三维协同设计在水利水电工程设计中的应用[A].
[2]冯丽，孟健.三维技术在水利水电工程设计中的应用与开发[J].
论文作者:钱小燕
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
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