基于三维数字化移交提高项目管理水平的研究

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2019年第24期   作者:贾明月 李帅运
[导读] 随着信息化技术的发展,特别是大数据、互联网+、
        摘要:随着信息化技术的发展,特别是大数据、互联网+、物联网的快速发展,信息技术已渗透到各行各业。工程管理包含了大量的内容,其涵盖了工程项目整个生命周期的管理,包括工程规划管理、工程设计管理、工程投资管理、工程建设管理和工程使用管理等。为了确保工程各参与方的有效沟通,避免“信息孤岛”,有效充分利用各种信息,必须借助信息化手段。
        关键词:三维技术;工程项目;数字化
        引言
        随着水电行业的发展,在水电站建设过程中实现智能化三维设计,实现数字化移交,提高水电站信息管理水平档次,已经越来越成为水电站建设的焦点。水电站从建设期转向投产运行期过程中,业主需要从参建各方接收大量的数据,但目前数据移交接收的技术和手段还停留在旧有模式下,且由于基建过程管理与运行维护期管理对生产性资产数据的关注点也不尽相同。同时,管理人员分属于不同管理团队,团队之间缺乏沟通,导致最后所移交的数据还需要经过大量的人工筛查处理以及手工录入,数据的完整度、可用性得不到有效保障,还远不能满足集约化、标准化、流程化管理的需求。
        1数字化电厂概述
        建设一个真正意义上的、全面的数字化电厂,是电力信息化事业的重要任务。数字化电厂是以数据库为核心,对物理意义上的发电厂进行全方位的规划、设计、描述和记录,是发电厂各个对象、各类数据、各项工作的真实反映,可以覆盖电厂的整个生命周期,是电厂的全息“照片”。数字化电厂可以先于真实电厂建成,模拟并指导真实电厂的设备采购和安装施工,并为电厂投运后的运行维护管理提供全面的信息服务。数字化电厂建设是指在电厂设计、建设、生产、退役等阶段组成的整个生命周期过程中,区别于实体电厂,以统一的数据库为基础,另外建设一个虚拟的、数字化的电厂,其目的是将设计和建设阶段的数据完整地移交,并实时采集机组的运行数据,在大数据的基础上,实现机组的优化运行和管理。在传统设计范围内进行优化设计的同时,可以运用发电厂数字化设计手段,提供精准的电厂模型、精确的材料统计,最大限度地实现工厂模块化制作,大幅节约现场的施工工程量,减少现场碰撞返工,缩短工程建设安装周期,并减少现场小管线管材、支吊架、电缆桥架及电缆电线和其它安装材料的不合理浪费,以此作为优化设计的延伸,降低工程造价、缩短建设周期。据业内专家的初步测算,发电厂数字化设计可减少建设安装工程量,且也可以节约工程总投资。不仅如此,数字化电厂的移交和运用,将为提升电厂在整个生命周期里的整体效益提供高度集成化的信息数据支持。
        2基于三维数字化移交提高项目管理水平
        2.1降本增效
        引进全生命周期管理,改变观念,节约成本。传统的项目建设,不论是通信工程项目还是变电站建设项目,往往只是以建设过程为对象,关注质量、成本和进度;随着信息化技术及管理水平的提升,业主对项目的管理要求也越来越高,对于工程全生命周期管理的要求也越来越迫切。在项目建设中,将控制一次性建设成本开支变为从全生命周期角度加强成本控制,通过对设备的可靠性、安全性以及运行维护、今后扩建等进行综合分析,把建设、运行成本降到最优、最小化。例如,在变电站项目建设中,采用可靠性较高的组合电气,以达到主要变电设备在寿命周期内无需维修的要求,虽然一次性增加了投入,但后期维护成本降低了;选取自动化程度高的计算机监控系统,以达到无人、少人值守的运行模式。按照“全寿命周期”管理思路建设,与传统变电站建设相比,检修率及维护费用均有很大程度降低,并为后续的工程扩建预留出发展空间,从而减少项目的二次投资。按照变电站运行30年寿命计算,采用全寿命周期管理的变电站的建设、运营成本,将比传统同类型变电站的建设节省开支近30%。


        2.2应用“互联网+”管控工程安全质量
        为有效解决电力工程施工现场参建单位多、人员多、安全及质量监管难的问题,基于微信平台的企业号功能进行二次开发,建立了基建期安全质量管理平台。基建工程现场的电厂甲方、电力设计单位、电建施工单位、监理单位及其他参与建设的工作人员,在发现施工过程中的安全隐患或者质量缺陷后可以用手机进行拍照,选择工地施工范围及简单描述后,即可在微信企业号内部发布安全及质量问题处理流程。根据施工范围不同,问题单可自动派发给相关施工单位。施工单位将问题解决处理后,提交监理单位见证。监理单位验收合格后问题流程关闭并通知提单人,验收不合格将退回施工单位继续处理,直至整改合格。对于电厂甲方和监理单位提交的安全与质量问题,给予施工责任单位综合评价扣分处理;对于施工责任单位自检出的安全与质量问题,给予加分处理。该考核该方法有效保障了施工单位对工程现场安全与质量问题的自查与整改,微信发起及处理流程的便捷应用模式也激发了现场全员参与管理的热情。
        2.3变电三维设计软件
        变电三维设计软件作为一种专业化的三维设计系统,在工程实际应用有其突出的特点,现依据Bentley公司的Substation软件来对变电三维设计软件的特点和应用方式来进行一下分析。Substation软件可协助设计人员在变电站设计中完成以下设计工作:二维原理图、三维模型布置、二维平断面图、防雷设计、端子接线图等系统的设计,并能够生成材料表和其他报告,可执行冲突和干涉检测和间距检查,还可以利用模型进行评审演示。在整个设计过程中,可利用三维建模工具,从现有的目录中选择对象插入项目中,以数据驱动模型,模型的组件与数据库连接,可提供组件的数据、符号以及与该部件相关联的任何附属套件的信息。Substation中包含控制系统设计软件和电气设计软件,导线在系统中作为单独的导线类型来处理,与通常的图形线不同,在设备间连接时能够自动进行连接或断开,连接处形成连接关系,又软件来辨认连接方式。导线的编号可自动生成,不同类型的导线可分配到不同的图层,方便后续的修改和调整。在放置符号时,需要在系统中生成唯一的ID码,并能够参考到三维设计环境中,并能够在设计中通过关联关系快速导航到三维模块中的位置,便于后续工作的查找和修改。在编辑过程中,绘图软件还有一定的自动纠错功能,减少手工检查的工作量,提高整体绘图的准确性,这种模式减轻了修改和校审工作中的一部分工作量。数字化三维设计,利用了一个集成的部件数据库,使用在项目中不同区域的元件能够有相同的标识,并能够在工作的不同阶段进行快速的统计,并根据需要生成统计报告。还可以生成订购单、工作量统计单等,为后续的统计工作提供相应数据。在完成布置设计后,可生成各种布置图纸,单线图、轴测图、接线图等,并且在生成的不同图纸上,信息可以互通,选择某个元件可以查到相关图纸上同一个元件的信息。
        结语
        工程数字化移交系统的开发应用目前已初具规模,为了更好地服务于工程项目全生命周期管理,还需要进一步深入工程现场,调研现场运行的各种实时系统,深入研究与各系统的接口方式,采集设备运行数据,与现场运行的厂级监控信息系统SIS(supervisoryinformationsysteminplantlevel)等做系统集成,增加设备模拟检修等功能,为业主决策提供技术参考。通过对工程信息的高效管理和分析,实时评估基础设施资产的运营状况,优化资产的运营效率,并对项目投资活动提供决策支持,提高资产管理水平。
        参考文献
        [1]王继强,赵长青.火电厂三维数字化系统在山东莱州电厂的应用[J].上海电力学院学报,2014,30(5):443-446,450.
        [2]杨靖.数据运营管理系统的设计、实现与优化[D].济南:山东大学,2018.
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