如何將三維設計納入工程項目管理工作

丁勇杰

（中南電力設計院 湖北 武漢 430071）

隨著工程設計手段的不斷更新，三維設計手段逐步應用到了工程設計之中，它以實時性、直觀性、生動性等優秀的技術特性，大有取代平面設計手段的趨勢。對于三維設計軟件的應用，我院主要使用的是PDMS軟件，此軟件不僅讓各專業在同一平臺進行協同設計成為可能，還能在三維世界里模擬電廠的建設情況和內部結構，方便了設計人員進行模擬碰撞檢查，優化布置，提高設計效率。

基于以上三維設計的實用特性，以及三維設計在我院工程設計中逐漸普及的現實情況，我們設想如果通過對三維設計程序進行有效的控制和管理，將三維設計成果與現有的工程項目管理進行相互協調，這樣，不僅能更好的發揮三維設計軟件在工程設計中的運用，還能利用三維設計直觀和生動的特點對工程進度和質量進行更為有效的實時監控。

1 對三維設計程序進行有效的控制和管理

三維設計因采用三維設計軟件，各專業在同一個軟件平臺上進行設計，因此三維設計在整個電廠設計項目的管理過程中需根據軟件內在工作模式的要求，增加有關三維設計的內容，按正確的三維設計工序安排計劃和檢查。現代項目管理涉及范圍管理、時間管理、成本管理、人力資源管理、風險管理、質量管理、采購管理、溝通管理和集成管理九大領域，以及項目啟動、計劃、執行、控制和收尾五個過程，我們將重點從范圍管理、時間管理和質量管理三個方面對三維設計所涉及到的從項目啟動、計劃、執行、控制到項目收尾五個過程中的內容進行探討。

現在發電工程項目通常按設計階段分為投標、初步可行性研究、可行性研究、初步設計、司令圖（施工圖第一個階段）、施工圖和竣工圖，針對不同的設計階段開展三維設計，具體的三維設計的管理要求和側重點是不盡相同的，但是有一些三維設計的共性要求是一致的。

從項目啟動到項目計劃階段。三維設計的主要工作包括：根據項目設計計劃編制三維設計部分的項目設計計劃，在服務器上建立整個三維體系供所有參與專業在統一平臺協同設計、各專業提交專業的卷冊編號及卷冊目錄建立數據庫管理。

三維設計部分項目設計計劃是對整個項目中有關三維設計部分的總的計劃要求，它確定了三維設計參與的專業、人員組成、各專業開展三維設計的范圍和深度以及三維設計的工程進度計劃。該項目計劃由項目經理和三維負責人起草，具體編制內容為：工程名稱、工程編號、設計階段、三維設計軟、硬件要求、主要設計輸入、設計內容及范圍（總的要求及各專業具體要求包括三維建模、三維出圖和三維提資）、質量目標、主要設計原則、工程進度計劃、人員組織、組織和技術接口、附表（三維模型確認表、三維設計評審記錄表）。經過部門經理和項目總工審批后，分發給項目涉及專業主設人員，并做好分發記錄。在設計過程中，當項目或合同發生變化，必須對計劃進行修改時，可通過計劃變更通知單通知到相關專業，并做好簽收記錄，確保使用的為有效版本文件。

在網絡服務器上建立三維設計平臺，要求各專業提交專業卷冊號和卷冊目錄并詳細提供設計人員的姓名和工資號，這些工程信息將便于項目三維設計管理員建立整個工程的數據庫管理和做好相關授權工作。在建立專業卷冊號和卷冊目錄的同時也正是在對整個項目管理的WBS進行細化，這些文件正是對三維設計過程進行分解而得出的若干可交付性成果或是更小的工作包，這些數據庫的建立工作將成為進行工程進度控制的前提。

在項目執行和控制階段，三維設計工作將依據三維設計項目計劃開始實施，根據實施內容逐步加深設計深度，大致分可為以下幾個節點：三維建模第一階段（1－2個月）、第一次綜合碰撞檢查（約2周）、三維提資（約1個月）、三維設計深化及出施工圖（與工程進度同步）、第二次綜合碰撞檢查（約2周）、從三維模型中抽取主廠房布置圖（約3周），在這幾個階段中分別進行了二次綜合碰撞檢查，對設計的合理性加以控制。為了確保這些節點工作在計劃的時間內完成，必須進行有效的范圍管理、時間管理及質量管理。

在三維建模的第一階段，主要的工作目的是為建立土建專業的三維模型和各專業的設備模型，在進一步的分解中我們得到了此階段任務間的邏輯關系：

土建軸網建立→各專業設備建模（優先保證主要管道有關的設備建模，比如汽輪發電機組、鍋爐等）→土建結構建模（優先保證A-D列的框架、樓板、縱梁、爐前高封、低封結構、主廠房內的建筑封墻、樓梯、開孔）→四大管道建模→鍋爐鋼架建模→各工藝專業已有資料的設備建模→按工程階段規定深度的管道、風道建模→電纜橋架及豎井建模。

依據各項任務存在的這種邏輯關系，我們需對此階段的各項任務進行時間的分配，并要求在規定時間內各專業需向項目經理提交證明三維模型完成的《三維模型確認表》，確保各項任務有效及時的完成。

在三維建模第一階段完成后，將進行第一次綜合碰撞檢查，對第一階段工作進行質量的控制，質量控制的主要目的在于：監控各項任務的完成情況，以確定它們是否與相關的質量標準一致；確定消除不滿意結果的影響因素。其中第二項功能比第一項功能更為重要。

在個專業進行碰撞檢查工作中，如出現了碰撞檢查問題需填寫《三維設計碰撞檢查報告》簽字紙文件提交給涉及專業主設人，配合解決碰撞問題，其中具體采取的措施及其執行的結果欄可由項目經理、主工或主設人逐條填寫所采取的措施及執行的結果，并簽名，隨后對產生問題具體分析產生的原因，盡可能避免不滿意結果的影響因素的再次發生。

在第一次綜合碰撞檢查之后，各專業已進行了充分的配合，土建專業的三維模型及各專業的設備模型基本建立，接下來的工作是各專業的三維提資，具體是在修改好的三維模型基礎上，應用我院開發的工藝－土建三維協同設計軟件PCCD軟件進行三維提資工作。在此階段工作中需明確各專業的提資內容和邏輯關系，如圖1：在規定時間內完成提資工作，為下一步工作開展創造條件。

在各專業完成提資工作的基礎上，接下來將經歷為時較長的三維設計深化及出施工圖的過程。由于我院現在成品交付采用的是二維施工圖，在施工圖進度計劃控制上我們有著比較成熟的管理方法，在對三維設計深化及出施工圖時我們對三維設計工作的控制主要是保持三維設計與施工圖出圖保持一致。在三維項目建立初期我們已將各專業所有的卷冊號和卷冊目錄設置到數據庫管理中，并且內容與我們現有的施工圖進度計劃保持一致，這樣我們對三維設計出圖的管理就可以統一起來。

在施工圖卷冊完成90%左右，這時各專業的部分卷冊可能修改或是升版，需要進行三維模型的升版工作，這時各專業的三維設計建模工作基本完成，需統一進行綜合碰撞檢查，要求提供《三維模型確認表》和《三維設計碰撞檢查報告》簽字紙文件給主設人，及時將設計問題消滅在工程施工之前。在所有設計卷冊完成以后，可從全廠的三維模型中切圖生成主廠房布置圖。

在項目收尾階段主要是按照項目要求進行三維圖片切圖并對工作中的問題進行總結，并提出改進方案，為今后工作總結經驗。

圖1 三維設計中給專業提資內容邏輯關系圖

2 將三維成果應用于整個項目的進度管理和質量管理

2.1 進度管理

隨著工程管理精細化進程的推進，需要我們對工程進度進行更細致的管理。項目經理希望能全面、及時的知道工程進度的情況，三維軟件設計的成果可以與施工圖設計的進度保持一致，從而可以在三維設計的軟件漫游中實現對工程的動態管理。在實現三維軟件直接抽出平面的設計圖紙后，三維的設計成果就可以直接反映出來，項目經理就可以通過三維模型進行直接的進度管理，預測工程節點的完成情況，及時與各專業進行溝通，發現影響工程進度的各種不利因素，并及時進行溝通和解決，從而提高了工程設計的進度和效率，為及時滿足工程項目的各節點要求創造了條件，提供了保證。

2.2 質量管理

質量能產生效益，質量是提高效率、降低工程造價的重要因素，任何時候都不能放松質量管理。三維設計軟件是加強質量管理的利器，三維漫游軟件目前正在各工程中廣泛應用，其簡單的操作、直觀的圖形界面、三維電廠中任意路徑和角度漫游功能非常適用于進行碰撞檢查、卷冊校對、設計方案比較和優化、生產三維漫游動畫、設備安裝檢修方案模擬動畫顯示、施工工程進度動態顯示等工作。項目經理和各級管理人員、設計人員依據各自不同的權限均可以進入三維漫游軟件，對質量進行檢查和控制，各專業能在同一個平臺中進行真正意義上的協同作戰，現實中建設的是實在的電廠，那么我們三維設計的就是一個數字電廠，一個完全數字化的電廠。任何可能在現場施工中出現的錯誤完全可能在三維設計軟件中預先被發現出來，從而大大降低工程造價，提高工程設計的效率，提高了工程設計的質量。

3 結語

通過三維設計手段的引進，我們可以針對各卷冊進行精細化管理，通過三維設計手段對應實際的卷冊號進行進度管理，從而實現了工程項目的實時、動態化的管理模式，從而使用工程項目的進度管理能更加貼近實際，提升了工程項目的管理水平。