如何將三維設(shè)計(jì)納入工程項(xiàng)目管理工作

丁勇杰

（中南電力設(shè)計(jì)院 湖北 武漢 430071）

隨著工程設(shè)計(jì)手段的不斷更新，三維設(shè)計(jì)手段逐步應(yīng)用到了工程設(shè)計(jì)之中，它以實(shí)時(shí)性、直觀性、生動(dòng)性等優(yōu)秀的技術(shù)特性，大有取代平面設(shè)計(jì)手段的趨勢(shì)。對(duì)于三維設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，我院主要使用的是PDMS軟件，此軟件不僅讓各專業(yè)在同一平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能，還能在三維世界里模擬電廠的建設(shè)情況和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便了設(shè)計(jì)人員進(jìn)行模擬碰撞檢查，優(yōu)化布置，提高設(shè)計(jì)效率。

基于以上三維設(shè)計(jì)的實(shí)用特性，以及三維設(shè)計(jì)在我院工程設(shè)計(jì)中逐漸普及的現(xiàn)實(shí)情況，我們?cè)O(shè)想如果通過對(duì)三維設(shè)計(jì)程序進(jìn)行有效的控制和管理，將三維設(shè)計(jì)成果與現(xiàn)有的工程項(xiàng)目管理進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，這樣，不僅能更好的發(fā)揮三維設(shè)計(jì)軟件在工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，還能利用三維設(shè)計(jì)直觀和生動(dòng)的特點(diǎn)對(duì)工程進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行更為有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 對(duì)三維設(shè)計(jì)程序進(jìn)行有效的控制和管理

三維設(shè)計(jì)因采用三維設(shè)計(jì)軟件，各專業(yè)在同一個(gè)軟件平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此三維設(shè)計(jì)在整個(gè)電廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目的管理過程中需根據(jù)軟件內(nèi)在工作模式的要求，增加有關(guān)三維設(shè)計(jì)的內(nèi)容，按正確的三維設(shè)計(jì)工序安排計(jì)劃和檢查?，F(xiàn)代項(xiàng)目管理涉及范圍管理、時(shí)間管理、成本管理、人力資源管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、質(zhì)量管理、采購(gòu)管理、溝通管理和集成管理九大領(lǐng)域，以及項(xiàng)目啟動(dòng)、計(jì)劃、執(zhí)行、控制和收尾五個(gè)過程，我們將重點(diǎn)從范圍管理、時(shí)間管理和質(zhì)量管理三個(gè)方面對(duì)三維設(shè)計(jì)所涉及到的從項(xiàng)目啟動(dòng)、計(jì)劃、執(zhí)行、控制到項(xiàng)目收尾五個(gè)過程中的內(nèi)容進(jìn)行探討。

現(xiàn)在發(fā)電工程項(xiàng)目通常按設(shè)計(jì)階段分為投標(biāo)、初步可行性研究、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、司令圖（施工圖第一個(gè)階段）、施工圖和竣工圖，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)階段開展三維設(shè)計(jì)，具體的三維設(shè)計(jì)的管理要求和側(cè)重點(diǎn)是不盡相同的，但是有一些三維設(shè)計(jì)的共性要求是一致的。

從項(xiàng)目啟動(dòng)到項(xiàng)目計(jì)劃階段。三維設(shè)計(jì)的主要工作包括：根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃編制三維設(shè)計(jì)部分的項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃，在服務(wù)器上建立整個(gè)三維體系供所有參與專業(yè)在統(tǒng)一平臺(tái)協(xié)同設(shè)計(jì)、各專業(yè)提交專業(yè)的卷冊(cè)編號(hào)及卷冊(cè)目錄建立數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

三維設(shè)計(jì)部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃是對(duì)整個(gè)項(xiàng)目中有關(guān)三維設(shè)計(jì)部分的總的計(jì)劃要求，它確定了三維設(shè)計(jì)參與的專業(yè)、人員組成、各專業(yè)開展三維設(shè)計(jì)的范圍和深度以及三維設(shè)計(jì)的工程進(jìn)度計(jì)劃。該項(xiàng)目計(jì)劃由項(xiàng)目經(jīng)理和三維負(fù)責(zé)人起草，具體編制內(nèi)容為：工程名稱、工程編號(hào)、設(shè)計(jì)階段、三維設(shè)計(jì)軟、硬件要求、主要設(shè)計(jì)輸入、設(shè)計(jì)內(nèi)容及范圍（總的要求及各專業(yè)具體要求包括三維建模、三維出圖和三維提資）、質(zhì)量目標(biāo)、主要設(shè)計(jì)原則、工程進(jìn)度計(jì)劃、人員組織、組織和技術(shù)接口、附表（三維模型確認(rèn)表、三維設(shè)計(jì)評(píng)審記錄表）。經(jīng)過部門經(jīng)理和項(xiàng)目總工審批后，分發(fā)給項(xiàng)目涉及專業(yè)主設(shè)人員，并做好分發(fā)記錄。在設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)項(xiàng)目或合同發(fā)生變化，必須對(duì)計(jì)劃進(jìn)行修改時(shí)，可通過計(jì)劃變更通知單通知到相關(guān)專業(yè)，并做好簽收記錄，確保使用的為有效版本文件。

在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上建立三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，要求各專業(yè)提交專業(yè)卷冊(cè)號(hào)和卷冊(cè)目錄并詳細(xì)提供設(shè)計(jì)人員的姓名和工資號(hào)，這些工程信息將便于項(xiàng)目三維設(shè)計(jì)管理員建立整個(gè)工程的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和做好相關(guān)授權(quán)工作。在建立專業(yè)卷冊(cè)號(hào)和卷冊(cè)目錄的同時(shí)也正是在對(duì)整個(gè)項(xiàng)目管理的WBS進(jìn)行細(xì)化，這些文件正是對(duì)三維設(shè)計(jì)過程進(jìn)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(shù)據(jù)庫(kù)的建立工作將成為進(jìn)行工程進(jìn)度控制的前提。

在項(xiàng)目執(zhí)行和控制階段，三維設(shè)計(jì)工作將依據(jù)三維設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)劃開始實(shí)施，根據(jù)實(shí)施內(nèi)容逐步加深設(shè)計(jì)深度，大致分可為以下幾個(gè)節(jié)點(diǎn)：三維建模第一階段（1－2個(gè)月）、第一次綜合碰撞檢查（約2周）、三維提資（約1個(gè)月）、三維設(shè)計(jì)深化及出施工圖（與工程進(jìn)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(gè)階段中分別進(jìn)行了二次綜合碰撞檢查，對(duì)設(shè)計(jì)的合理性加以控制。為了確保這些節(jié)點(diǎn)工作在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)完成，必須進(jìn)行有效的范圍管理、時(shí)間管理及質(zhì)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(yè)的三維模型和各專業(yè)的設(shè)備模型，在進(jìn)一步的分解中我們得到了此階段任務(wù)間的邏輯關(guān)系：

土建軸網(wǎng)建立→各專業(yè)設(shè)備建模（優(yōu)先保證主要管道有關(guān)的設(shè)備建模，比如汽輪發(fā)電機(jī)組、鍋爐等）→土建結(jié)構(gòu)建模（優(yōu)先保證A-D列的框架、樓板、縱梁、爐前高封、低封結(jié)構(gòu)、主廠房?jī)?nèi)的建筑封墻、樓梯、開孔）→四大管道建?！仩t鋼架建?！鞴に噷I(yè)已有資料的設(shè)備建模→按工程階段規(guī)定深度的管道、風(fēng)道建?！娎|橋架及豎井建模。

依據(jù)各項(xiàng)任務(wù)存在的這種邏輯關(guān)系，我們需對(duì)此階段的各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行時(shí)間的分配，并要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)各專業(yè)需向項(xiàng)目經(jīng)理提交證明三維模型完成的《三維模型確認(rèn)表》，確保各項(xiàng)任務(wù)有效及時(shí)的完成。

在三維建模第一階段完成后，將進(jìn)行第一次綜合碰撞檢查，對(duì)第一階段工作進(jìn)行質(zhì)量的控制，質(zhì)量控制的主要目的在于：監(jiān)控各項(xiàng)任務(wù)的完成情況，以確定它們是否與相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一致；確定消除不滿意結(jié)果的影響因素。其中第二項(xiàng)功能比第一項(xiàng)功能更為重要。

在個(gè)專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查工作中，如出現(xiàn)了碰撞檢查問題需填寫《三維設(shè)計(jì)碰撞檢查報(bào)告》簽字紙文件提交給涉及專業(yè)主設(shè)人，配合解決碰撞問題，其中具體采取的措施及其執(zhí)行的結(jié)果欄可由項(xiàng)目經(jīng)理、主工或主設(shè)人逐條填寫所采取的措施及執(zhí)行的結(jié)果，并簽名，隨后對(duì)產(chǎn)生問題具體分析產(chǎn)生的原因，盡可能避免不滿意結(jié)果的影響因素的再次發(fā)生。

在第一次綜合碰撞檢查之后，各專業(yè)已進(jìn)行了充分的配合，土建專業(yè)的三維模型及各專業(yè)的設(shè)備模型基本建立，接下來(lái)的工作是各專業(yè)的三維提資，具體是在修改好的三維模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用我院開發(fā)的工藝－土建三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件PCCD軟件進(jìn)行三維提資工作。在此階段工作中需明確各專業(yè)的提資內(nèi)容和邏輯關(guān)系，如圖1：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成提資工作，為下一步工作開展創(chuàng)造條件。

在各專業(yè)完成提資工作的基礎(chǔ)上，接下來(lái)將經(jīng)歷為時(shí)較長(zhǎng)的三維設(shè)計(jì)深化及出施工圖的過程。由于我院現(xiàn)在成品交付采用的是二維施工圖，在施工圖進(jìn)度計(jì)劃控制上我們有著比較成熟的管理方法，在對(duì)三維設(shè)計(jì)深化及出施工圖時(shí)我們對(duì)三維設(shè)計(jì)工作的控制主要是保持三維設(shè)計(jì)與施工圖出圖保持一致。在三維項(xiàng)目建立初期我們已將各專業(yè)所有的卷冊(cè)號(hào)和卷冊(cè)目錄設(shè)置到數(shù)據(jù)庫(kù)管理中，并且內(nèi)容與我們現(xiàn)有的施工圖進(jìn)度計(jì)劃保持一致，這樣我們對(duì)三維設(shè)計(jì)出圖的管理就可以統(tǒng)一起來(lái)。

在施工圖卷冊(cè)完成90%左右，這時(shí)各專業(yè)的部分卷冊(cè)可能修改或是升版，需要進(jìn)行三維模型的升版工作，這時(shí)各專業(yè)的三維設(shè)計(jì)建模工作基本完成，需統(tǒng)一進(jìn)行綜合碰撞檢查，要求提供《三維模型確認(rèn)表》和《三維設(shè)計(jì)碰撞檢查報(bào)告》簽字紙文件給主設(shè)人，及時(shí)將設(shè)計(jì)問題消滅在工程施工之前。在所有設(shè)計(jì)卷冊(cè)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(xiàng)目收尾階段主要是按照項(xiàng)目要求進(jìn)行三維圖片切圖并對(duì)工作中的問題進(jìn)行總結(jié)，并提出改進(jìn)方案，為今后工作總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

圖1 三維設(shè)計(jì)中給專業(yè)提資內(nèi)容邏輯關(guān)系圖

2 將三維成果應(yīng)用于整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度管理和質(zhì)量管理

2.1 進(jìn)度管理

隨著工程管理精細(xì)化進(jìn)程的推進(jìn)，需要我們對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行更細(xì)致的管理。項(xiàng)目經(jīng)理希望能全面、及時(shí)的知道工程進(jìn)度的情況，三維軟件設(shè)計(jì)的成果可以與施工圖設(shè)計(jì)的進(jìn)度保持一致，從而可以在三維設(shè)計(jì)的軟件漫游中實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的動(dòng)態(tài)管理。在實(shí)現(xiàn)三維軟件直接抽出平面的設(shè)計(jì)圖紙后，三維的設(shè)計(jì)成果就可以直接反映出來(lái)，項(xiàng)目經(jīng)理就可以通過三維模型進(jìn)行直接的進(jìn)度管理，預(yù)測(cè)工程節(jié)點(diǎn)的完成情況，及時(shí)與各專業(yè)進(jìn)行溝通，發(fā)現(xiàn)影響工程進(jìn)度的各種不利因素，并及時(shí)進(jìn)行溝通和解決，從而提高了工程設(shè)計(jì)的進(jìn)度和效率，為及時(shí)滿足工程項(xiàng)目的各節(jié)點(diǎn)要求創(chuàng)造了條件，提供了保證。

2.2 質(zhì)量管理

質(zhì)量能產(chǎn)生效益，質(zhì)量是提高效率、降低工程造價(jià)的重要因素，任何時(shí)候都不能放松質(zhì)量管理。三維設(shè)計(jì)軟件是加強(qiáng)質(zhì)量管理的利器，三維漫游軟件目前正在各工程中廣泛應(yīng)用，其簡(jiǎn)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(jìn)行碰撞檢查、卷冊(cè)校對(duì)、設(shè)計(jì)方案比較和優(yōu)化、生產(chǎn)三維漫游動(dòng)畫、設(shè)備安裝檢修方案模擬動(dòng)畫顯示、施工工程進(jìn)度動(dòng)態(tài)顯示等工作。項(xiàng)目經(jīng)理和各級(jí)管理人員、設(shè)計(jì)人員依據(jù)各自不同的權(quán)限均可以進(jìn)入三維漫游軟件，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行檢查和控制，各專業(yè)能在同一個(gè)平臺(tái)中進(jìn)行真正意義上的協(xié)同作戰(zhàn)，現(xiàn)實(shí)中建設(shè)的是實(shí)在的電廠，那么我們?nèi)S設(shè)計(jì)的就是一個(gè)數(shù)字電廠，一個(gè)完全數(shù)字化的電廠。任何可能在現(xiàn)場(chǎng)施工中出現(xiàn)的錯(cuò)誤完全可能在三維設(shè)計(jì)軟件中預(yù)先被發(fā)現(xiàn)出來(lái)，從而大大降低工程造價(jià)，提高工程設(shè)計(jì)的效率，提高了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

通過三維設(shè)計(jì)手段的引進(jìn)，我們可以針對(duì)各卷冊(cè)進(jìn)行精細(xì)化管理，通過三維設(shè)計(jì)手段對(duì)應(yīng)實(shí)際的卷冊(cè)號(hào)進(jìn)行進(jìn)度管理，從而實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)化的管理模式，從而使用工程項(xiàng)目的進(jìn)度管理能更加貼近實(shí)際，提升了工程項(xiàng)目的管理水平。