四川电力设计咨询有限责任公司 四川成都 610041
摘要：传统的电力设计公司的工作模式受到了巨大的挑战，能否掌握先进的设计技术、全面的管理水平已经成为制约公司快速发展的重要因素。由于传统的设计管理方法逐渐不能适应这种变化，必须采用现代化的设计手段来加速设计开发过程，提高设计质量。在此大环境下，为重新塑造企业的竞争能力，运用业务流程再造的相关理论和方法，通过三维数字化设计技术，优化设计流程。这对于提高设计的科技含量、设计的成品质量、设计的工作效率具有很强的现实意义。
关键词：数字化；三维；流程优化
引言
随着国内主网建设的逐步完成，新建项目减少，许多电网设计咨询企业逐步将目光投向海外，努为开拓海外市场，扩大生存空间。在国际市场上，国内传统的设计企业将遇到与国内市场不同的竞争手段和方式，与国际大型工程公司竞争时，不能仅仅靠价格优势就能够拿到项目。设计理念、设计方法甚至是设计工具都是国外业主测评的范围。如何能吸收和借鉴国际工程公司的先进经验，使国内电网设计企业在当前复杂竞争环境下持续、健康的生存下去，是各家电网设计企业都在思考的问题。
三维数字化设计工具的引进，是对现有设计手段的一次革新。从手工绘图到CAD制图，仅是利用计算机技术进行的设计效率的提升。而三维数字化设计的引进带来的不仅是设计手段的改变，更是从设计理念和设计流程上对于传统的电网设计方式进行了一次冲击。三维数字化设计具有数据实时共享，设计精细度提高，协同设计能力増强，知识管理手段提升等新特点。
国内电网设计院传统的设计流程已经不适应这种特点和工作方式，在原有的工作流程和工作模式下应用三维数字化设计工具进行设计时，仅能够做到部分设计质量的提升，对于设计效率的帮助不大，甚至在某些环节还会对设计效率产生阻碍。传统设计手段和设计流程的弊端已经不断显现，已经成为制约设计质量和设计效率提升的阻碍。想要发挥三维数字化设计这种先进设计手段的优势，就要结合三维数字化设计的持点进行探索，对原有的设计方式和设计流程进行重组，调整现有设计项目的组织模式，使其能够适应三维数字化设计的要求。进行流程重组规划和实施时，也应充分考虑现有组织机构的特点，分析流程重组的风险保证企业整个项目的顺利实施。
1 三维数字化设计应用特点
2017年国家电网公司基建部印发了《输变电工程三维设计模型交互规范》（试行）等6项标准的通知，明确了输变电工程三维设计的建模、交互、移交、软件功能等相关要求，统一了数据标准。电网设计企业开始大力引进三维设计软件，开展三维设计研究和工程设计应用。三维数字化设计应用具有以下特点：
1.不同于传统的二维设计，三维设计对于整个设计过程的标准化要求比较高，从前端的数据库到成品的出图定制，都需要进行标准化。在完成标准化定制后，从三维设计至出图的流程才能顺畅，才能够发挥三维设计软件在设计完成后自动出图的优势，减少甚至消除手工修改，提高设计效率。
2.三维设计对于设计的表达不同于二维设计，需要对设计中的所有环节进行精确的表达。精准的设计能够节约施工和返修的费用，同时也能够控制施工现场的安装次序和库存量。原传统的设计模式对于某些设计细节在图纸上仅进行示意性标注。这就造成采用三维设计后，这部分做示意性标注专业的工作量急剧增加，工作强度増大。
3.很多的设计条件都需要上游专业来填写，无形中増加了上游专业设计数据录入的强度。由于三维设计首先需要三维模型才能开展，上游专业需提前建立模型提供给下游专业以便总装。
4.在应用三维数字化设计后，原有的设计提资过程中的大部分内容都可用设计平台代替，但现行的设计质量管理规定要求提资过程必须有全套的签字文档记录，这就造成了本是平台自带的协同功能还需要进巧＂体外循环＂才能够完成提资过程，造成配合时间长，过程拖沓。
3.输电线路现有设计流程
一个项目完整的设计流程包括提条件、详细设计、会签、出成品文件、施工服务。以我公司输电线路施工图设计过程为例，电气专业首先需要接收测量专业、水文专业、结构专业等数据条件，并进行排位，排位完成后提资排位后数据给结构专业。电气、结构专业再进一步详细设计完成各自专业内的施工图图纸设计及出图。
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图3-1 传统输电设计流程图
1、设计条件输入
由于线路通道情况越来越复杂，线路工程改线频繁，造成专业间的提资多次修改。路径方案调整后，电气专业需修改向测量、地质、气象专业的路径、塔位分布提资。测量专业根据路径、塔位分布提资需修改向电气、结构的平、断面图提资。同时，地质、气象专业根据新的路径方案修改相应提资。
对于传统工程设计而言，各专业所需条件通过条件表格的形式提出。由于各专业所需表格较多，一个参数可能需要填写多次，参数填写过程中存在不唯一的可能，并且多次填写同一参数，造成时间的浪费，效率较低。而且，由于数据文件需在多个专业间多次录入，版本管理容易出现纰漏，造成数据不一致。
2、设计过程
可先出电气断面图、杆塔明细表和结构基础跟开表、基础配置表，施工单位可根据该部分图纸开展基础施工工作。此阶段，电气绝缘子串图和铁塔详细设计还未完成。随着基础施工的开展，绝缘子串图和铁塔详细设计逐步完成设计并出图。
3、设计会签
设计文件交付业主之前，专业会签是在所难免的。通常情况下，由于工期紧张、设计人员没有足够的能力和责任心，或者信息沟通不及时等原因，经常使设计会签流于形式化，会签时无法发现所有的问题。很多问题的出现是因为一个专业修改了设计内容，但相关的其他设计专业没有根据修改做出相应的调整，并且这种依靠设计人员的责任心和管理制度进行的会签，无法有效地保证会签质量。
4、设计出图及校审
各专业根据接收的输入条件进行专业内的详细卷册图纸设计，完成后进行卷册图纸的校审流程。设计人员的产值也是基于卷册图纸的多少进行统计。
4.输电线路设计流程优化
同样以电网输电线路设计流程为例，对现有流程进行优化，优化后流程图如图4-1所示。
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图4-1 采用三维设计输电设计流程图
1、设计条件输入
由图4-1可知，采用三维数字化设计平台后，各专业完成专业内的设计工作后，直接将数据发布至平台数据库，保证了数据的准确性和一致性，从源头上提高了工程设计的质量，避免了传统设计提资模式中数据的多次输入造成的人工失误和错误。
2、设计过程
三维排位设计需要绝缘子串和杆塔三维模型的支撑，绝缘子串和杆塔模型的建模工作需提前至工程最初阶段。若每个工程都需设计人员重新建立三维模型，势必造成设计效率的严重低下。为提高设计效率和设计人员采用三维设计的积极性，需开展杆塔、绝缘子串、基础的标准化建库工作。
完成所有的模型建模和组装后，才能从模型中抽取图纸。无法实现先出两图两表满足基础施工，再进行详细设计。
3、会签
各专业设计数据直接发布，各专业从平台数据库中获取的数据，由软件系统自动根据获取的最新数据与三维模型进行比对，在三维设计场景中标示不同之处，从而指导修改。这样最大限度地减少了专业间会签的工作难度，大大提高了效率和准确率。
4、设计校审和出图
采用数字化三维设计后，平台可进行自动化的各种安全距离、荷载、碰撞检查等校验，所以，原有该部分校审工作可由平台替代，减少校审环节。卷册图纸是基于三维模型进行图纸的自动抽取和标注，图纸的正确性取决于三维模型的正确性。因此校审的内容也由卷册图纸文件转变为阶段性地评审模型选型是否合理，模型建模是否正确等输入条件，将校核工作提前至数据库阶段。
平断面定位图等图纸需排位完成后才能基于三维线路模型提取，测量专业的平断面图调整、美化需延后至该阶段实施；或者通过提高勘测数据精度，约束标准化的测量数据格式，提高平台的自动化程度，达到平台自动提取平断面不再人工干预即可满足出图的要求，直接用平台替换该人工环节。
表4-1 现有流程和优化后流程对比分析表
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5.结论
在应用数字化三维设计后，电网传统的设计流程和规章制度己经不能够适应新的工作模式。本文以电网输电线路工程设计为例分析了其现有工作流程特点，并结合数字化三维设计技术对现有流程进行了优化。保障了数据的一致性，提高了设计效率和质量。