淺議三維協(xié)同設(shè)計(jì)在水電工程設(shè)計(jì)中的重要性

吳坤峰

摘要：開展水電工程多專業(yè)三維勘測設(shè)計(jì)與協(xié)同工作是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，不僅要以配套的協(xié)同設(shè)計(jì)工作流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及質(zhì)量管理體系為指導(dǎo)，而且在通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、協(xié)同管理技術(shù)等構(gòu)建。涉及地質(zhì)、水工、機(jī)電、施工等多專業(yè)的三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺的基礎(chǔ)上，構(gòu)建并形成基于網(wǎng)絡(luò)信息化的多人并發(fā)設(shè)計(jì)、實(shí)時在線協(xié)同、異地協(xié)同、離線設(shè)計(jì)等設(shè)校審協(xié)同工作體系，將個人的靜態(tài)單機(jī)設(shè)計(jì)擴(kuò)展到整個項(xiàng)目的參數(shù)級互動設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短工程周期，快速滿足、適應(yīng)業(yè)主需求和市場環(huán)境。

關(guān)鍵詞：三維協(xié)同設(shè)計(jì)；水利水電工程；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

水利水電工程的設(shè)計(jì)，是水利水電工程建設(shè)的重要依據(jù)。在水利水電工程設(shè)計(jì)的發(fā)展中，主要經(jīng)歷了三個較為具有代表性的階段，分別是手工繪圖階段、電腦繪圖階段以及三維設(shè)計(jì)階段。目前國內(nèi)最為尖端的技術(shù)，就是三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)是由三維CAD技術(shù)演進(jìn)而來的，并在三維CAD技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域協(xié)同的可能，具有許多CAD技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，也已成為當(dāng)前水利水電工程設(shè)計(jì)的發(fā)展主流趨勢。 1.三維協(xié)同設(shè)計(jì)的概念

三維協(xié)同設(shè)計(jì)是一種能夠?qū)⒏黝I(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行同平臺工作的協(xié)作型設(shè)計(jì)軟件，也就是說，三維協(xié)同設(shè)計(jì)也可以被稱為是三維模型設(shè)計(jì)的協(xié)同效應(yīng)。這種設(shè)計(jì)工作方法，能夠?qū)⒏鞣N不同領(lǐng)域的工作人員的工作變得精準(zhǔn)化和可視化。并且能夠有效的提高水利水電工程設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。當(dāng)代水利水電工程建設(shè)中，工程復(fù)雜性越來越高，工程的規(guī)模越來越大，而三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)能夠充分滿足當(dāng)前越來越高的設(shè)計(jì)要求，對設(shè)計(jì)過程中的多角度多領(lǐng)域的平衡能力也越來越高，使得三維協(xié)同設(shè)計(jì)在產(chǎn)生和發(fā)展之余，成為水利水電工程的熱門技術(shù)。在水利水電工程的設(shè)計(jì)發(fā)展中，另一項(xiàng)廣受關(guān)注的設(shè)計(jì)要求，就是環(huán)保節(jié)約的要求，而在水利水電工程的建設(shè)中，做到“投資省、耗能低、環(huán)保好”，也是當(dāng)代水利水電工程設(shè)計(jì)中廣受重視的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)之一。這些要求，都能通過三維協(xié)同技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，三維協(xié)同技術(shù)能夠極人的減少水利水電工程設(shè)計(jì)過程中的人才和物料的浪費(fèi)，并且能夠通過虛擬模擬，極大地減少了水利水電工程建設(shè)施工中出現(xiàn)的問題，對水利水電工程的施工具有非常重要的指導(dǎo)作用。

2.傳統(tǒng)三維設(shè)計(jì)的不足

在三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件Microstation Bentley系列軟件的問世之前，已有很多設(shè)計(jì)軟件具備了三維模型設(shè)計(jì)功能，典型的CAD設(shè)計(jì)軟件早已經(jīng)具備了三維設(shè)計(jì)功能，但由于其應(yīng)用耗時時間長、對設(shè)計(jì)人員軟件應(yīng)用能力要求高等局限性影響了該軟件三維功能的應(yīng)用與推廣，除此之外，水利水電設(shè)計(jì)行業(yè)與市場對二維平面圖的容忍，也局限了三維設(shè)計(jì)的發(fā)展。還有很多專業(yè)的三維模型設(shè)計(jì)軟件，基本上是采用各個模型設(shè)計(jì)完成后再進(jìn)行裝配、組合最終完成，各專業(yè)數(shù)據(jù)上缺乏關(guān)聯(lián)性，其實(shí)也只是實(shí)現(xiàn)了三維而沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的協(xié)同，而只是基于二維的協(xié)同。

3.三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法在水利水電工程中的應(yīng)用價值

3.1設(shè)計(jì)形象的優(yōu)勢

三維協(xié)同設(shè)計(jì)的一個最直觀的優(yōu)勢，就是能形成虛擬的三維模型，并且能夠通過這種三維模型，模擬出水利水電工程建設(shè)的建設(shè)過程，通過對這種建設(shè)過程的模擬，找到建設(shè)過程中容易出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的誤算，并將設(shè)計(jì)中不協(xié)調(diào)的問題查找出來進(jìn)行修改，并且可以將所做的工程設(shè)計(jì)直觀地播放給審查和各級領(lǐng)導(dǎo)觀看，能夠直觀地表現(xiàn)出水利水電工程設(shè)計(jì)的效果，具有非常明顯的形象優(yōu)勢。

3.2加強(qiáng)我國對于三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程應(yīng)用專業(yè)人才的培養(yǎng)，促進(jìn)三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程施工技術(shù)的發(fā)展

不斷加強(qiáng)三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程應(yīng)用，對人才的培養(yǎng)成為我國進(jìn)一步發(fā)展三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程的關(guān)鍵引導(dǎo)因素之一。只有技術(shù)人員的專業(yè)技能過關(guān)才能在根本上保證水利水電工程的應(yīng)用性和可靠性。另外，還需要嚴(yán)格加強(qiáng)相關(guān)工作人員的職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，防患于未然，充分保證三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程建設(shè)的質(zhì)量安全。

3.3不斷地加以創(chuàng)新和改造，修改完善現(xiàn)有的三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法

在水利水電工程中的應(yīng)用技術(shù)。最關(guān)鍵的是要做好三維設(shè)計(jì)方法水電水利工程的防護(hù)措施保障。加強(qiáng)對于完工后的工程收尾處理工作的管理和監(jiān)督，保證三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程的良好完成。

3.4充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的便利作用

將三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法與先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分結(jié)合，做好水利水電建設(shè)工程的前期測繪和規(guī)劃，真正做到把網(wǎng)絡(luò)信息和技術(shù)資源充分的應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的水利水電工程建設(shè)中來，充分運(yùn)用信息化時代的高效和便捷，為我們國家的三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程應(yīng)用做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

3.5減少了校審時間

傳統(tǒng)的二維或三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)，需要對圖紙和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大量時間的校審，校審程序較為復(fù)雜，校審期間可能由于工作人員的疏忽，需要進(jìn)行多次校審，出現(xiàn)錯漏的幾率較大，而通過三維協(xié)同技術(shù)，能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行可視化校審，通過這種可視化校審，能夠自動批注和跟蹤管理，減少校審的步驟和次數(shù)，將校審時間大大縮短，并且提高了校審期間錯誤檢出率。

4.microstation Bentley系列軟件的實(shí)際應(yīng)用

目前在我國應(yīng)用較多的三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件為Microstation Bent-ley系列軟件，下面主要分析Microstation Bentley軟件在三維系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用。

4.1microstation Bentley軟件在工作效率提升中的優(yōu)勢

Microstation Bentley軟件，是三維協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)使用中較為常用的一種軟件，設(shè)計(jì)人員能夠在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，將該項(xiàng)目的各個領(lǐng)域的設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行文件建立，并分別將各個文件建立在Microstation Bentley軟件中，以種子文件的形式表達(dá)出來，這種方式能夠使各領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)人員通過找到自己的子文件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，并且文件在進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改后能夠保存在Microstation Bentley軟件中，無需設(shè)計(jì)人員自己單獨(dú)創(chuàng)建文件進(jìn)行保存，且在同一平臺中的各位工程設(shè)計(jì)人員可以進(jìn)行溝通和分析，將設(shè)計(jì)中所遇到的問題進(jìn)行及時的修改，也使得工程設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)效率得到非常大的提高。

4.2microstation Bentley系列軟件計(jì)算工程量結(jié)果精準(zhǔn)

以往設(shè)計(jì)師在計(jì)算工程量時，基本都是手動計(jì)算，計(jì)算過程結(jié)果難免有失誤，利用三維協(xié)同設(shè)計(jì)Microstation Bentley系列軟件計(jì)算工程量非常精準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師只需將每種不同的材料定義成不同屬性的塊，軟件可自動計(jì)算工程量，創(chuàng)造力工程量計(jì)算的零失誤。

4.3microstation Bentley系列軟件的建模形象直觀

水利水電工程在設(shè)計(jì)完成后，需要向業(yè)主方進(jìn)行設(shè)計(jì)理念和方案的匯報，傳統(tǒng)的二維技術(shù)或三維cAD技術(shù)，無法做到對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行三維立體和動態(tài)的建模，設(shè)計(jì)人員只能通過書面文字形式或者是通過手工制作模型的形式進(jìn)行匯報，書面文字形式的匯報方法缺乏主觀感受，而手工制作模型又無法動態(tài)地表現(xiàn)出設(shè)計(jì)的成果和理念。因此，這兩種方法在設(shè)計(jì)結(jié)果的匯報上都給設(shè)計(jì)人員帶來了很大的不便。通過Micmstation Bentlev軟件，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)結(jié)果通過三維模型的方式進(jìn)行展示，而設(shè)計(jì)成果能夠通過渲染、動畫、配音等方式，對水利水電工程建設(shè)后的使用做出模擬。保證了業(yè)主方在聽取匯報時的感官感受，大大提高了設(shè)計(jì)方案的回報效果，有效提高了業(yè)主方的滿意程度。

5.結(jié)語

水利水電工程設(shè)計(jì)過程中需多專業(yè)配合，并且該工程一般規(guī)模比較大，結(jié)合這一特點(diǎn)，三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件為設(shè)計(jì)的可視化、精準(zhǔn)性提供基礎(chǔ)平臺，使得設(shè)計(jì)效果顯著、自觀，符合各專業(yè)、各種文化層次人們的觀看需求，也減化了設(shè)計(jì)中各專業(yè)之間的相互溝通、互相銜接等大量、繁瑣的工作，而這就使得三維協(xié)同設(shè)計(jì)滿足了水利水電工程設(shè)計(jì)需求。應(yīng)加強(qiáng)我國對于三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法水利水電工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)，讓三維協(xié)同設(shè)計(jì)方法在我國水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用更加自如，為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。