袁 泉 何文林

(東北電力設(shè)計院)

三維設(shè)計作為精確設(shè)計手段從二十世紀(jì)九十年代，開始在國內(nèi)電力行業(yè)推廣應(yīng)用，在最初的時間還僅僅是學(xué)習(xí)，2000年以后設(shè)計單位開始了三維設(shè)計基礎(chǔ)工作，建立了基本的元件、等級等數(shù)據(jù)庫，三維設(shè)計在項目中由淺入深的開展了應(yīng)用，逐漸地規(guī)范了三維設(shè)計應(yīng)用。從這十余年的三維應(yīng)用中取得了很大的成績，電力設(shè)計單位已經(jīng)有很多項目應(yīng)用了三維技術(shù)，進(jìn)而提高了電廠布置方面的精確設(shè)計水平和質(zhì)量。

1 設(shè)計現(xiàn)狀

電力行業(yè)在近些年國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展需求的帶動下實現(xiàn)了跨越式的增長，電力設(shè)計市場空前火爆，市場的巨大需求使設(shè)計產(chǎn)品供不應(yīng)求，為了滿足電廠建設(shè)需要，以至于項目業(yè)主設(shè)有專人駐設(shè)計院催圖?？涨胺睒s的電力市場將電力設(shè)計能力拉到了一個新的高峰，傳統(tǒng)設(shè)計為這一輪電力建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

這兩年由于電力建設(shè)的相對過剩和國家能源政策的調(diào)整，電力建設(shè)發(fā)展趨于理性，發(fā)電企業(yè)追求的不再是高速建設(shè)，而是重視政策方向、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和投資效益。對于電力設(shè)計來說，傳統(tǒng)設(shè)計是基于想象進(jìn)行空間布置的二維設(shè)計，其粗放性在于想象的局限性不能實現(xiàn)全面、完整的布置設(shè)計，雖有圖紙作為過程記錄，但設(shè)計信息零散、不直觀導(dǎo)致在設(shè)計精細(xì)化方面明顯不足，不能解決精細(xì)化設(shè)計基本要求——減少碰撞、優(yōu)化空間。

面臨新的市場需求，電力設(shè)計當(dāng)然首先要提高電力設(shè)計的專業(yè)技術(shù)水平，其次是提高設(shè)計技術(shù)含量和減少設(shè)計差錯，技術(shù)與質(zhì)量的結(jié)合是贏得市場的有效途徑。新技術(shù)是通過專業(yè)技術(shù)提升，以提高電廠效益和減低造價為前提的技術(shù)進(jìn)步，可以從根本上提高電廠的運(yùn)行、維護(hù)的指標(biāo);精確設(shè)計在于減少差錯和提高精細(xì)化設(shè)計效率，作為新的設(shè)計工具技術(shù)成為專業(yè)技術(shù)的設(shè)計平臺，精細(xì)化水平的提高有利于設(shè)計能力的提高，促進(jìn)專業(yè)間協(xié)同設(shè)計能力并減少設(shè)計差錯。

2 精確設(shè)計技術(shù)

隨著精確設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，集成平臺設(shè)計能力也隨之不斷提高，而其作為設(shè)計平臺依托的軟件，近年來一些國際知名的軟件公司逐步開發(fā)和完善了一批能夠付之于工廠設(shè)計的三維整體設(shè)計系統(tǒng)。這些設(shè)計系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的在二維平面進(jìn)行圖紙設(shè)計的概念，將工程設(shè)計轉(zhuǎn)化到在一個真正的三維電子空間建立工廠實體模型的實踐。這些工廠設(shè)計系統(tǒng)由于其多種的優(yōu)越性，已經(jīng)廣泛地為西方的一些大型工程和咨詢公司所使用。我們所熟知的一些國際知名的設(shè)備供貨集團(tuán)(如西門子、三菱、ALSTOM等公司)及一些大型的工程公司都已經(jīng)裝備了先進(jìn)的三維工廠設(shè)計系統(tǒng)。在我國，石油化工行業(yè)的一些設(shè)計單位也率先采用這一設(shè)計技術(shù)，并將其成功應(yīng)用于國內(nèi)的設(shè)計工程項目中。

當(dāng)空間的抽象能力不能夠解決復(fù)雜空間設(shè)計的問題時，空間設(shè)計外包給三維設(shè)計工具是信息化時代的必然結(jié)果，三維設(shè)計系統(tǒng)以其完整、準(zhǔn)確地直觀表達(dá)設(shè)計內(nèi)容也就無可替代地成為精確設(shè)計的核心技術(shù)，其直觀、準(zhǔn)確的精細(xì)化解決方案已經(jīng)得到了國際大型工程工程公司認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。國內(nèi)電力設(shè)計隨著國際業(yè)務(wù)的開展和國內(nèi)火電設(shè)計精細(xì)化要求，也在不斷地擴(kuò)展三維設(shè)計應(yīng)用范圍，從最初的工藝布置設(shè)計到全專業(yè)三維設(shè)計，并在系統(tǒng)圖設(shè)計和材料統(tǒng)計方面進(jìn)一步擴(kuò)展，形成了比較全面的三維技術(shù)應(yīng)用格局。

3 三維設(shè)計應(yīng)用問題

三維設(shè)計雖然已經(jīng)在國內(nèi)電力設(shè)計單位得到廣泛應(yīng)用，由于其設(shè)計技術(shù)的方向和目標(biāo)與現(xiàn)階段設(shè)計院的情況存在較大差異，造成了三維應(yīng)用的一些“水土不服”的困難。三維技術(shù)應(yīng)用特別是在三維設(shè)計全專業(yè)、全過程的協(xié)同設(shè)計中，問題暴露得更為明顯，明明在試驗田里茁壯成長的種子，怎么種在大田里就半死不活呢?

作為一種設(shè)計技術(shù)，毫無疑問是為專業(yè)技術(shù)服務(wù)的。隨著三維應(yīng)用的不斷深入專業(yè)的三維設(shè)計需求逐漸增加，設(shè)計單位都已經(jīng)全面、系統(tǒng)的開展應(yīng)用基礎(chǔ)建設(shè)，主要在制度建設(shè)、數(shù)據(jù)庫、模型設(shè)計、專業(yè)接口和定制出圖等方面做了大量基礎(chǔ)工作。在數(shù)據(jù)庫方面，針對全專業(yè)三維設(shè)計需求，以各專業(yè)三維設(shè)計元件、等級和特性的需求為基礎(chǔ)，按照三維設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的要求進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃并完成發(fā)電專業(yè)三維數(shù)據(jù)庫;同時，考慮到系統(tǒng)圖設(shè)計、專業(yè)接口和定制出圖的數(shù)據(jù)流要求，以規(guī)范化三維設(shè)計為目標(biāo)，建立了基本全面、完整的三維設(shè)計規(guī)定體系，以管理流的規(guī)范確保了數(shù)據(jù)流的正確進(jìn)行;以三維設(shè)計為基礎(chǔ)對于專業(yè)設(shè)計軟件進(jìn)行了研究，確定結(jié)構(gòu)分析軟件和三維設(shè)計接口，使三維模型數(shù)據(jù)傳遞到結(jié)構(gòu)計算中，提高了結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計效率，改變了結(jié)構(gòu)設(shè)計無法與三維設(shè)計對接的狀態(tài);對于精確設(shè)計成品建立了工藝專業(yè)建立管道ISO出圖模式，結(jié)構(gòu)電氣專業(yè)則確定了平斷面繪圖的定制，這幾方面的基礎(chǔ)工作的完成，基本形成了三維設(shè)計的應(yīng)用框架。

三維研究的基礎(chǔ)工作，在最初的時候基本上是以專業(yè)需求為目標(biāo)，由于熱機(jī)專業(yè)最新開始應(yīng)用，針對管道典型設(shè)計的手冊，開始了項目數(shù)據(jù)庫建立，完全是根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計的方向來開展基礎(chǔ)工作。隨著三維設(shè)計的應(yīng)用范圍和深度的加大，數(shù)據(jù)庫添加等基礎(chǔ)工作疲于應(yīng)付并且總是感覺三維工作不能滿足設(shè)計進(jìn)度要求;同時管道出圖為了滿足傳統(tǒng)設(shè)計要求仍舊采用平斷面出圖，不但工作量大而且效率還遠(yuǎn)低于CAD繪圖，不僅如此反而是三維設(shè)計的基礎(chǔ)—避免碰撞，在三維設(shè)計項目中依然碰撞不斷，偶爾還會有嚴(yán)重的碰撞。

三維設(shè)計作為國際先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，早已應(yīng)用于國際先進(jìn)的工程公司，其精細(xì)化設(shè)計成品已經(jīng)成為國際的標(biāo)準(zhǔn)模式;這已經(jīng)得到廣泛驗證的先進(jìn)技術(shù)，難到就不符合現(xiàn)在的中國火電設(shè)計嗎?從工具來看，從國際公司應(yīng)用來看這是唯一的精細(xì)化設(shè)計技術(shù)，并完成發(fā)電項目布置設(shè)計的各項工作，而且國內(nèi)電力設(shè)計院也可以應(yīng)用三維設(shè)計完成一些設(shè)計內(nèi)容，那么三維設(shè)計技術(shù)肯定是沒有問題;既然工具沒有問題，那么問題還是出在應(yīng)用方面。依此可見按照傳統(tǒng)的設(shè)計模式來應(yīng)用三維技術(shù)，必定是存在問題之源。

4 信息思考的引入

傳統(tǒng)設(shè)計工作模式一直以來都應(yīng)用于國內(nèi)火電設(shè)計，是與設(shè)計單位工具技術(shù)匹配的。但以此模式應(yīng)用于三維平臺，卻產(chǎn)生了上述一系列應(yīng)用問題。從現(xiàn)象來看是說傳統(tǒng)設(shè)計工作模式并不適應(yīng)三維設(shè)計技術(shù)要求，這是一個設(shè)計技術(shù)與傳統(tǒng)工作模式的碰撞。

從三維設(shè)計角度來講，更需要的是解決應(yīng)用問題。尼采曾經(jīng)這樣寫道:“我們所用的書寫工具參與了我們的思考過程”，而三維設(shè)計作為精確設(shè)計工具，三維設(shè)計同樣也在影響的設(shè)計思維過程;三維應(yīng)用不成功現(xiàn)象上分析，是三維技術(shù)不適用，其根源在于思維模式的沖突。國內(nèi)火電設(shè)計的傳統(tǒng)模式，是基于二維設(shè)計的平面技術(shù)，設(shè)計的分工、配合、提資以至于出圖都已基于這樣的思維，其核心是空間想象思考;而三維應(yīng)用引入了三維技術(shù)，不再強(qiáng)調(diào)設(shè)計分工而是強(qiáng)調(diào)設(shè)計合作，從而引入了協(xié)同設(shè)計，設(shè)計的提資和出圖也都因為設(shè)計技術(shù)的改變都發(fā)生了巨大的變化，并且先進(jìn)的三維設(shè)計是依托于數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，并考慮到系統(tǒng)圖設(shè)計、布置設(shè)計、詳圖設(shè)計和材料管理的數(shù)據(jù)傳遞，是設(shè)計人員的空間想象的外包，可以說核心是信息思維。

信息思維是依據(jù)相應(yīng)的理解、規(guī)定和認(rèn)識，從現(xiàn)存事物的結(jié)構(gòu)組織和關(guān)系互動模式、演化程序和過程模式中把握和描述事物的本質(zhì)、特點(diǎn)和屬性的方式和方法，將現(xiàn)存事物的結(jié)構(gòu)、關(guān)系、過程作為信息的載體或符碼，并由此破譯出其中蘊(yùn)含的關(guān)于事物歷史狀態(tài)、現(xiàn)實關(guān)系、未來趨向等間接存在的方式和方法，以及將現(xiàn)實對象物或信息再行人為符號化，并賦予其特定的代式關(guān)系的方式和方法[2]。它是一種基于信息工具技術(shù)應(yīng)用的思維方式，簡單的理解比如70后人群已經(jīng)認(rèn)為通訊聯(lián)系就是Email和QQ，發(fā)個通知就是建個群發(fā)布群公告;凡此種種都因為通訊工具的改變和互聯(lián)網(wǎng)的普及，潛移默化得使思維模式發(fā)生變化。發(fā)電廠設(shè)計也是一樣，傳統(tǒng)二維設(shè)計的思維是通過空間想象和三視圖來進(jìn)行布置設(shè)計，其結(jié)果是由于思維的局限性導(dǎo)致碰撞不可避免;而三維設(shè)計的引入使發(fā)電廠空間布置采用了空間設(shè)計技術(shù)，完全可以避免碰撞，在應(yīng)用的較多的工藝專業(yè)已經(jīng)完全依靠三維設(shè)計，按照三維設(shè)計的完整、準(zhǔn)確原則專業(yè)設(shè)計及配合逐步在三維平臺開展，信息思維也就逐漸在工作發(fā)揮著樸素的作用。

5 信息思考的三維設(shè)計

三維技術(shù)應(yīng)用雖然促進(jìn)了設(shè)計人員的三維思想形成，但由于現(xiàn)有設(shè)計分工和傳統(tǒng)的延續(xù)，以至于三維思想并沒有達(dá)到完整、正確的狀態(tài)。而真正的信息思維是滿足三維應(yīng)用的基礎(chǔ)要求，可以提供了正確的三維應(yīng)用方法。

對于數(shù)字部落移民來講，電腦用的越多，它對你的工作方式的改變就越大;三維工具應(yīng)用得越多，設(shè)計人員的工作方式改變也就越大。正如麥克盧漢寫到:“技術(shù)帶來的效應(yīng)不是出現(xiàn)在觀點(diǎn)或觀念層面?！备_切地說，它們“不斷地改變著人們的感知模式，并沒有遇到任何阻力”[1]，當(dāng)然觀念的改變是循序漸進(jìn)的，但是程度上是不充分的。信息思維對于三維設(shè)計而言，是三維應(yīng)用的方法論和靈魂，就像互聯(lián)網(wǎng)一樣會潛移默化地改變?nèi)藗兊乃季S，按照這樣思維建立的三維應(yīng)用會更符合設(shè)計技術(shù)的要求和發(fā)展。難道說設(shè)計單位這么多年的二維設(shè)計模式就不符合三維應(yīng)用嗎?這應(yīng)該從工具本身說起，傳統(tǒng)的平面設(shè)計技術(shù)，無論是圖板還是CAD只是手段改變了，但其一平面設(shè)計為核心的設(shè)計技術(shù)并沒有改變，傳統(tǒng)的設(shè)計思維也是基于平面設(shè)計技術(shù);三維設(shè)計技術(shù)已完全擺脫了平面設(shè)計模式而應(yīng)用了空間設(shè)計技術(shù)，正是這樣的改變使傳統(tǒng)的平面設(shè)計應(yīng)用模式產(chǎn)生了諸多問題，并沒有隨著三維技術(shù)熟練而減少應(yīng)用問題，而這樣的設(shè)計工具一直在應(yīng)用的同時改變著設(shè)計人員的思維，這說明了三維設(shè)計的信息思維的重要。

信息思維是對象性質(zhì)在不同的認(rèn)識參照系的中介下作為某種信息復(fù)合、重組、構(gòu)件式的投影而顯示出來的，這種顯示出來的信息的具體性質(zhì)和樣態(tài)既依賴于對象本身的性質(zhì)，又依賴于作為顯示中介的參照系(工具或觀測者)的性質(zhì)[2];充分體現(xiàn)了工具的思想，是三維應(yīng)用的基礎(chǔ)和方向;信息思維可以在三維設(shè)計方面全面指導(dǎo)應(yīng)用，這并不是說國內(nèi)火電設(shè)計必須照搬國際工程公司的三維設(shè)計模式，而是說利用信息化思考研究符合國內(nèi)現(xiàn)狀的研發(fā)和應(yīng)用的模式，探索三維發(fā)展的正確途徑。信息化思考具體來說，對于三維數(shù)據(jù)庫就是要建立符合三維設(shè)計的規(guī)劃和三維設(shè)計需求的專業(yè)內(nèi)容，滿足數(shù)據(jù)流需求;對于模型設(shè)計應(yīng)考慮系統(tǒng)圖設(shè)計校驗，考慮材料統(tǒng)計和三維定制出圖;專業(yè)接口是基于三維數(shù)據(jù)的傳遞需求，即是數(shù)據(jù)流的延伸也是三維設(shè)計擴(kuò)展;三維定制出圖完全按照三維工具的特點(diǎn)，以三維設(shè)計表達(dá)方式為基礎(chǔ)結(jié)合專業(yè)施工圖需求實現(xiàn)三維設(shè)計定制，這樣就從技術(shù)角度解決了應(yīng)用問題。

信息思維對于應(yīng)用來說，可以按照協(xié)同設(shè)計的需求確定三維應(yīng)用模式，在三維應(yīng)用工作考慮工藝專業(yè)線在一個規(guī)范化的流程開展工作，這樣就符合三維整體協(xié)同的需要;對于組織模式來講，三維設(shè)計是以項目為基礎(chǔ)、以整體利益為優(yōu)先，按信息化考慮對于傳統(tǒng)設(shè)計模式進(jìn)行必要的調(diào)整，擺脫專業(yè)部門利益對于三維設(shè)計整體利益干擾，建立符合三維設(shè)計的組織模式。

6 結(jié)語

信息是三維應(yīng)用的靈魂和思想基礎(chǔ)，只有基于信息模式思考的三維設(shè)計才能從根本上推動的三維設(shè)計應(yīng)用;但畢竟傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式已經(jīng)形成了國內(nèi)電力設(shè)計的習(xí)慣，無論是工作上還是思維上，重新建立數(shù)字語言的思維習(xí)慣需要克服由于傳統(tǒng)慣性帶來的巨大障礙，但是只有突破習(xí)慣才能創(chuàng)造三維應(yīng)用環(huán)境，保證三維能夠生存下來，否則只能是被否定的失敗例子;怎樣才能成為一個好的“數(shù)字化移民”，聰明的移民會接受它們不了解的世界并利用它們的孩子來幫助他們學(xué)習(xí)和整合，對三維設(shè)計來講接受信息思維，以工具技術(shù)要求來規(guī)范應(yīng)用，三維設(shè)計才能發(fā)揮其巨大的作用。

[1]尼古拉斯·卡爾 淺薄-互聯(lián)網(wǎng)如何毒化了我們的大腦[M].中信出版社2010年出版.

[2]鄔焜，信息哲學(xué)[M].商務(wù)印書館，2005年出版.

[3]董志勇.生活中的行為經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京大學(xué)出版社，2010年出版.

[4]胡泳.數(shù)字原住民VS數(shù)字移民[M].互聯(lián)網(wǎng)論文.