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08-大基建系统工程与数字孪生全攻略 | P-物理设计

2021-08-30 13:22:01 栏目:新闻动态 浏览:193
关键词

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01
WHEN &  – 对应的阶段与方案定位


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02
WHY – 价值是什么

如本系列开卷第一回所述,系统工程(SE - System Engineering)是处理复杂项目的规划、研究、设计、制造、测试和运营的方法,按照正向设计的逻辑(非翻版或逆向),核电新型号等大型复杂基建项目的研发与设计工作需通过R-F-L-P的流程去实现。


P-物理设计通常已进入详细设计阶段,如果是基于单一数据源的协同平台、且前期数字化工作铺垫的足够好,则多专业并行设计即可实现,同时会省下大量的专业间提资、变更、校审、或改错的时间和人力成本。反之,如果不履行系统工程的原则、忽略前期仿真迭代而“急功近利”过早地开始三维设计,则后期就需要大量额外人手日复一日地处理变更和修改文档。设计交付延期仅是一小方面,但施工现场的人、材、机、料、以及设备采购的延时后果就是吃掉工程的大部分利润


image.png设计不是甩手掌柜,EPC设计施工一体化是大势所趋,其根本原因不仅仅是因为其利润更可观,更重要的是从设计交底到施工、到运维、直到设计寿命结束前负责到底。由此看来,一体化、集成化的平台是设计院无论从内部协同考虑,还是作为现代化EPC工程公司来指导施工和交付、拓展多元化领域项目,都是无法回避的唯一选择。

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03
WHAT – 做什么

基于单一数据源的协同平台、保障数字主线(Digital Thread)、打破专业“烟囱”实现并行物理设计:

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04

HOW – 怎么做


1 3D占位与空间定义

基于岛别、设计流程和操作通道等因素来规划空间:围绕单一数据结构(如GBS)来定义跨专业的空间分配;在早期对总体布局进行3D规划;在项目团队和承包商之间分配工作区域;定义未来设备或组件占位的空间要求;为未来运行电厂的操作和维修预留安全空间。

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2 土方工程和土建设计

通过建筑师、工程师、规划师、供应商和业主的协同设计平台来强化设计流程:创建精准的三维地形模型;创建符合建筑行业标准(IFC)的建筑信息模型(BIM);管理和执行从设计到制造的全部项目阶段;为各种规模和复杂度的项目提供可扩展性;快速实现基础设施组件建模;直观化的3D建模流程;自动化输出施工文档。

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3 钢结构设计

优化复杂结构组件的开发成本,对相关成本和材料的替代方案在早期进行估算;全参数化设计并与仿真工具集成;与后期制造无缝结合,实现精确、准确的细部设计;根据模板和规则自动生成图纸和报告;以最少化手动操作,自动化批量输出文档。image.png


4 主设备设计
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覆盖机械设备设计的全流程;捕获建模方法并重用关联模板;通过3D数据过滤功能,保护所属企业专有技术和知识产权(IP);配备STEP和IGES格式转换器;可重用2D定义模板来支持三维设计;自动化生成具有多视图、标注和BOM表的图纸。

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强化设计和采购团队之间的标准化流程优化组件需求,提高合格部件制造厂商的可视化程度,并重用审核过的部件,避免重复工作。image.png


5 管路设计

精确且灵活的三维管路系统设计:以交互方式或通过编辑节点表格来修改和调整管道路径;基于用户选项来调整管路网;配备智能三维操纵杆;根据技术规格自动安置弯头、支管、管件和保温等。

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6 暖通空调设计

通过非标准件和尺寸来设计需要的HVAC系统,以符合空气流通规格:与管路设计功能类似;根据风管自动调整组件尺寸;自动检测组件方向;管理截面轮廓;优化管理标准件和定制件;嵌入三维通用组件、制造图纸和规则,自动化生成制造文件。

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7 布线设计

将电气原理图与三维设计同步,以保障设计质量和一致性;三维布置电缆,以获得准确的线束直径长度;自动分析线路上的元素,不符合条件时自动选择备选路线;根据报表模板自动化生成报表。

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8 电缆槽设计

电缆槽桥架的智能设计和布置,用于在虚拟三维实体模型背景下实现布线:创建并管理电缆槽布局,在布局中配置组件,并定义设备间的电缆槽路径;基于符合行业标准的电缆槽组件;基于项目特定需求调取组件目录;自动化生成详图和报告。

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9 干涉 / 碰撞管理

实时检测大型复杂3D模型上的干涉:基于可视化平台可以自动检测到整体或特定区域中潜在的间隙、接触和碰撞,并与团队共享;通过规范重用来优化干涉验证;通过服务器的异步处理冲突计算来提高设计效率。

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10 3D协同设计评审
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在企业生态圈中共享三维模型,同时保障信息安全:项目中的任何有需求的人都可以访问3D模型,而无需额外的设计软件许可证;从任意设备或任意位置实时分析3D设计,以便在设计早期发现问题;用3D标注或注释来即时传递信息;可视化的审查、详图和总图预览。

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11 问题管理流程(Issue management)

组织、管理和跟进协同设计评审中的问题:评审人员可以在设计早期识别问题,以便推进设计成熟度;支持异构设计工具问题上报;发现的问题可直接在三维设计和行动项上描述,有助于缩短设计周期。

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12 材料清单与技术规格书

获取企业知识和工程专业知识,以特定规格来驱动二维和三维设计,使对象能够以智能和自动化的方式与行业设计规则进行交互,如:定义管道、HVAC暖通空调、保温的规格。

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