摘要：本文主要探讨了三维数字化技术在变电站设计过程中，利用数字化平台完成设计流程及设计任务时，如何有序管理设计输入文件资料，如何确保设计中间文件、数据信息，以及设计成果的质量，思考数字化三维设计当前存在的问题。
关键词：变电站；数字化；三维设计；质量保障
引言
数字化设计技术近年来成为一个非常热门的课题，目前正被愈来愈多的应用在各行各业。从传统的二维CAD设计，逐步转向三维数字化设计，使得变电站设计越来越直观形象。设计手段的革新，设计流程的再造，需要探索适应新技术手段的质量保障制度，为新时期的数字化设计技术革新保驾护航。
1三维数字化设计质量保障要点
三维协同设计中，设计工作是在三维模型中进行的，二维图只是设计成果的最终表达方式。在三维模型中的设计需要控制两种过程质量，一是三维模型的设计质量，二是基于三维的设计成果质量。
2三维模型设计质量控制办法
我院要求各个专业的设计工作首先通过三维建模完成，各专业主设、主任工程师对三维模型的完整性、正确性、合理性负责，在各专业完成相关检查后，再进行拼装，完成项目会审，项目会审通过后，进行二维图纸的抽取。这样，在设计前期所有的设计成果均为三维模型，这就要求相关专业人员必须基于三维模型完成所有的校审工作。
2.1 产品分级和校审程序
（1） 产品分级
根据产品的重要性，产品等级分为Ⅰ级产品、Ⅱ级产品和Ⅲ级产品等三级：
Ⅰ级产品：多专业总装三维模型。
Ⅱ级产品：单个专业三维总装模型。
Ⅲ级产品:局部或单个系统三维模型。
（2） 产品校审核程序
根据产品的级别不同，产品生产应分别履行设计（编制）、校核、审查、核定、核准中的相应流程，各等级产品流程图示如下：
各等级产品流程图
2.2三维模型设计质量
传统设计的产品大都是二维图纸、表格和文件，而三维设计的产品既有二维图纸、表格和文件，还有三维模型和电子数据，产品表现、交付形式更加多样化。相比之下，三维数字化设计产品的质量要求要更高一级。三维数字化模型及数据库在建模阶段要保证其完整、准确、合规和安全，在总装阶段要保证模型间无碰撞错误，在固化、发布及利用阶段，要保证模型的属性完整及使用安全。
2.2.1建模阶段质量控制
保证三维模型处于可读、可控状态是三维协同设计的基础，在系统设计和模型设计机制两种途径进行控制。
（1）通过协同设计平台统一创建项目和各专业的三维文件目录，文件命名规则、创建文件时采用的种子文件均执行三维设计的有关规定，保证了三维文件按不同的部位、不同的系统来分类，使得三维模型的组织合理，从而确保三维模型文件体系的合规性、合理性、完整性、准确性。
（2）模型自校、三维专业负责人总体控制的管理机制也在模型质量控制中发挥重要作用。以模型为单位，进行三维设计模型的校审；校审重点分为专业设计校审与模型校审两部分。
2.2.2总装阶段质量控制
总装阶段三维数字化设计的校核方式分为专业内总装校审和项目全站总装校审两个阶段，每个阶段需要分别对模型进行完整性检查、碰撞检查、合理性检查。专业内总装校审完成后提出综合改进意见后再提交项目，进行项目拼装和项目会审，通过后再实现模型固化。
2.2.3模型固化质量控制
三维模型固化是指三维总装模型已满足项目当前阶段的设计深度，且精细程度达到出图要求，并在今后一定时期内，无需再进行原则性的修改，作为项目当前设计阶段三维抽图的模型依据。模型固化后，各专业原则上不允许任意修改本专业三维模型，但因厂家资料、业主要求、纠正差错等原因引起的方案性变更，应由修改专业提出申请，经过项目设总批准的方式来控制总装模型固化的质量。
2.3基于三维数字化设计成果质量
三维模型固化完成后，即进入了应用阶段。三维模型的主要应用是抽取图纸、统计材料表等，三维模型的出图、材料表统计均建立在三维模型固化的基础上，三维模型经过了项目三维会审过程中的完整性检查、碰撞检查、合理性检查后固化，数字化产品已经满足设计的完整性、准确性、合理性、一致性等各项要求，具备出图条件。三维模型的质量控制保证了从三维模型中抽取的图纸的质量，及材料统计的准确性。避免了工地再出现专业间的“错、漏、碰、缺”等现象，确保了三维模型应用的质量。
3三维数字化设计互提资料
数字化设计协同是数字化设计与传统设计显著区别之一。传统设计的专业间配合是通过互提资料与成品人工唱对等形式进行的。提出专业形成互提资料以及接收专业导入互提资料，均存在人工操作错漏的风险；为确保专业之间的设计成品数据不存在矛盾，还需对设计成品中的关键数据进行唱对。数字化设计协同则是一种新型的专业协同的方式，它利用数据库、平台通信以及平台数据控制机制等IT 技术，以数据流的方式进行专业之间的协同。数字化设计协同具有协同数据齐全、数据安全性高、实时性、可回溯性等特点。采用数字化设计协同手段后，可以高效地组织起多专业、专业内多分工的协同设计，确保项目中数据一致性，便捷地进行设计版本记录及回溯。
根据目前数字化设计平台功能现状，将数字化设计的专业间资料交接、配合模式与我院的生产管理系统及变电变电数字化设计平台功能相结合，对数字化设计资料交接、配合的方式和过程进行规范化工程组各级人员之间的配合更顺畅，分工更合理，责任更明确。
4 三维数字化设计质量保障体系在项目中的落地
根据数字化设计保障体系，实行三维设计项目设总负责制，根据项目三维设计标准流程，依托各专业室进行三维设计。
在项目成立之初就设立三维设计目标，是否为全过程全专业采用三维数字化设计。以计算机硬件为支撑，以数据库为基础。各专业在三维设计系统平台上建立各自的文件夹，所有三维模型都统一存储在服务器中，各专业间可以在统一的坐标系下相互参考查看。专业建模完成后由项目组织进行统一检查校审，重点检查模型的完整性、设计的合理性和专业间有无冲突矛盾，在此过程中项目设总可在三维模型中直观而充分的掌握设计情况，对不合理的设计组织项目人员及时讨论修改。模型完成后，各专业即可充分利用模型进行计算、工程量统计、方案比选等工作，并可利用三维模型切图形成二维CAD图纸。
5 存在的问题及展望
数字化工程实现将各专业基于统一的工作平台和统一的后台数据库进行设计工作，实现了各专业之间数据的自动流转和互联互通，实现了变电站工程数字化的协同工作，设计自动化的提高，也进一步的提高了设计效率及质量。
同时，数字化设计依然受制于模型数据精度与技术成本，特别是不同阶段对模型精度和准确性要求不一样，导致模型利用率有限，修改量大，而且高精度模型数据的建设成本以及软硬件支持能力有限，制约着数字化设计的深入应用，后续可以考虑约定标准性规则解决模型数据利用问题，在设计输入之初确保唯一准确性，不断数字化设计的质量保障制度。
参考文献
[1]董丽娜，孙雷.三维协同设计研究综述[J].黑龙江水利科技，2012（2）：92-93.
[2]赵顺耐.三维协同设计工作环境定义初探[J].中南水利发电，2013：29-36.
作者简介
王梦璕（1989.5），女，江西上饶人，学士学位，中级工程师，单位：中国电建集团江西省电力设计院有限公司，研究方向：三维数字化技术电力工程建设。
论文作者:王梦璕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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