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【综合】智能引擎全开!加速数字化转型——公司数字化设计技术发展纪实
来源:发电工程分公司 作者:陈伟 日期:2020-07-10 访问次数: 字号:[ ]
  近年来,数字化设计技术凭借其直观的可视化设计方式、远超传统的设计深度、便捷浏览和统计的设计数据以及良好的用户交互体验等特点逐步在国内外电力设计行业站稳脚跟,得到了广泛的市场认可。
  作为国内最早研究探索发电工程数字化设计技术的企业,公司始终坚持研发与应用同步推进。通过二十余年坚持不懈的创新研发、实践应用和流程再造,不断完善和提高数字化设计水平,一步步践行着“成为数字化设计浪潮引领者”的初心和梦想。
  敢为人先,率先实现数字化设计出图
  “十二五”期间,公司积极响应《国家“十二五”发展纲要》,确立了向国际工程公司转型的战略目标。从上世纪90年代初公司就开始向海外市场拓展以谋求发展,在与国外同行的竞争中,看到了全球数字化潮流的趋势。为了实现建成国际一流工程公司的目标,公司开始了对数字化设计技术深入探索之路。
  1995年,公司在国内率先引进了AutoPlant三维设计软件,将其应用于伊朗阿拉克4台330兆瓦机组,1999年在国内最先引进的PDMS工厂设计管理系统。经过对PDMS工厂设计管理系统5年的二次开发,成果在2003年在四川白马1台300兆瓦循环流化床示范电站项目中崭露头角,开启了国内火力发电工程数字化设计和数字化出图的新时代。
  宝刀锋从磨砺出,经过20余年的反复提升与拓展,不断完善数字化设计协同平台及数字化协同设计技术,公司数字化设计技术已经涵盖了常规燃煤、CFB循环流化床、燃机、脱硫岛等各种类型和300兆瓦~1000兆瓦各个等级的不同机组。
  近几年,公司在多个具有示范意义的重大工程项目中应用数字化设计技术, 在这些项目中数字化设计技术贯穿项目设计—施工—运维的全生命周期,不仅能让建设方和监理方通过三维模型全面、直观了解设计意图和建成效果,进而更高效的进行沟通,组织协作,也便于联合参建各方根据现场突发情况进行快速二次优化,还能帮助施工方大量减少阅读分析图纸的时间,直接运用逼真的多视角三维模型,大大缩短查阅时间。同时,在电厂运维阶段,也可以实现电厂运行的可靠性和对故障排查分析的快速响应。
  平台集成,打通专业协同的快速通道
  数字化协同设计技术相比于传统设计有明显的优势,但是要做到多专业协同却困难重重。因为传统设计各专业拥有专用的设计软件,这些设计软件相对封闭和独立,难以通用,所以设计前期各专业基本都是“单打独斗”,协同效果大大折扣。为破解这一难题,公司根据专业特点,经过广泛调研和科学比选,最终选定以工程设计协同管理平台为门户,依托国际一流的COMOS智能P&ID及电控设计平台、AVEVA PDMS机械布置设计平台、Autodesk Revit土建数字化设计平台这三大设计平台将各具特色的各专业数字化设计软件融会贯通,构建成以管理为核心、数据库为中心、网络为支撑、各平台互通、高效协同的数字化协同设计基础平台,实现了贯穿火力发电工程全生命周期的全厂区、多专业、全过程的数字化协同设计平台。
  该平台可以高效的碰撞检查技术,优化了设计过程中多专业间的设计协调性和合理性,提高了碰撞检查效率。同时,标准的核心数据库保证了模型中零部件的一致性和准确性,实现了工程中全厂区材料的精确统计。其中的小管道精细化设计技术,超越传统设计深度,为工程提供了最优的小管道布置设计方案和准确的小管道材料数量统计。数字化移交技术,又可为工程全生命周期数字化资产的融合和数字化电厂的建设提供了坚实基础。这些数字化设计技术的运用,极大地提升了工程的设计及项目综合管理水平,对工程顺利建设、投产、运行提供了强大的技术支撑和切实的经济效益。
  不断创新,科研技术结硕果
  创新的道路永无止境,以自我发展和自我完善为目标对标国际一流数字化水平,形成了西南院具有自主知识产权的核心竞争力,也赢得了荣誉。
  2014年,在代表电力数字化设计最高水平的首届EIM大赛中,公司凭借“重庆神华万州2×1050兆瓦发电工程数字化应用”荣获发电工程二等奖,该工程之后也荣获工程总承包金钥匙奖和国家优质工程金奖两项大奖。
  2015年凭借《沿海三期电站数字化协同设计》获得2015“创新杯”建筑信息模型(BIM)设计大赛唯一的“最佳工业工程类BIM应用一等奖”。
  除此之外还有多项科研内建项目取得的技术成就不断丰富着数字化协同设计平台的实用功能。自主研发的PDMS-COMOS接口软件、PDMS-Autolay接口软件、PDMS-STAADPRO接口软件、PDMS-SAP2000接口软件、PDMS-Revit接口软件,为更高效的融合贯通工艺系统、机械布置、土建三大领域间设计数据,让多专业的数字化协同设计效率提升。
  不断优化完善的多专业提资管理软件、荷载孔洞埋件提资管理软件让专业间的数据交互有了可靠的管理保障。品种丰富,功能多元化的分区域材料统计报表工具、多标准的管道壁厚计算插件、管件自动选型软件、电算智能出图软件、二三维数据校验软件、电气自动选型插件、开关柜组柜、接线图设计插件、高位塔中央竖井三维设计程序、带式输送机设计软件等数字化辅助设计软件,将流程化的设计交给计算机处理,让设计人员更专注于设计方案优化工作。
  突破壁垒,实现土建BIM正向出图
  在众多的创新和突破中,最值得“西南院人”骄傲的是土建数字化设计平台的构建及各项突破性成果,以前的设计模式是先采用二维设计出图、再通过数字化技术把二维图纸制作成三维模型,不仅费力还费时。为了改变这种状态,公司在2014年下定决心开始了对土建BIM正向设计的探索,通过6年不懈的钻研,构建出土建数字化设计平台,相应的计算软件数据贯通也在不断开发完善中,建立了一套适合发电工程土建数字化设计与管理的企业级标准BIM体系,在国内电力行业率先突破了BIM正向设计壁垒,实现了土建相关专业的数字化正向设计和出图。
  通过深入研究族库建设、精确计算、出图定制、数据贯通等技术难题后,完成了族库建立及管理、与计算软件的数据互通、土建专业出图样板文件定制、建筑复杂造型设计、幕墙数字化设计、冷却塔数字化设计、运煤数字化设计等30余项技术研发。目前,公司在土建BIM领域共获得已授权发明专利4项,实用新型专利4项,软件著作权18项,填补了该领域内BIM设计技术的空白,进一步巩固了公司数字化设计水平在行业的优势地位。
  同时这些土建BIM研发成果在九江项目、天明项目、印尼棉兰项目、印尼西加项目等国内外多个工程中得以实践应用,为工程带来了更加优化的设计方案、标准化的出图样式、精确的材料统计和多样化的设计成果,实现了科技向生产力的成功转化,提升土建部分设计质量和效率。
  协同管理,为设计质量保驾护航
  数字化设计对行业来说是一次重大的变革,数字化设计过程的管理工作更是一项全新的挑战。实践证明,原本基于纸质图纸和二维电子“文档”等的质量管理体系不能满足数字化设计过程的质量管控需求,数字化设计管理需要向“数据模型”的管控迁移。通过不断实践总结,公司自主研发出集设计与管理一体化的工程设计协同管理平台,该平台可实现全阶段、全专业的数字化协同设计管理,专业间的设计交互由“文件级”递提升至“数据级”的信息传递,既提升了设计数据的一致性,又保证了高质量的数字化成品。并总结新设计模式下的操作规范和管理经验,公司参与编制了《发电工程数据移交》、《数字化设计(发电)管理导则》等8本数字化设计方面的行业和国家标准,开启了的数字化设计质量管控体系,并颁布了《发电工程数字化协同设计控制实施办法》、《数字化模型控制实施细则》、《发电工程数字化协同设计管理实施细则》和《P&ID联合设计管理规定》等9本企业质量体系文件,通过程序流程化方式实现了对数字化协同设计质量的有效控制。
  公司基于全面精细的数据库和数字化模型正着力研发大量数字化延伸应用技术,致力为电厂从设计、采购、施工、移交直至运维提供全生命周期的增值服务。设备可视化采购、VR、AR模型虚拟漫游、可视化施工指导、5D施工模拟、沉浸式操作培训、安全培训、设备检修模拟、智能点检、智能安防、可视化智能运行监控,这些高端技术陆续在西南院完成的工程项目中逐步得到成功的实践应用。
  如今,智能制造是先进制造技术的发展趋势,《中国制造2025》以智能制造作为国家成为制造强国的重要突破口。在电力行业,打造数字化和智慧电厂已成为了行业的新时代标杆。数字化设计技术则是实现这一目标的关键技术基础。公司将紧跟时代步伐,把握发展契机,不断提升自主创新能力和核心竞争力,充分发挥技术引领作用,在数字化浪潮中始终保持与时俱进,为推进企业转型发展和引领行业整体数字化水平提高而戮力前行。
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