浅议三维协同设计在水电工程设计中的重要性

吴坤峰

摘要：开展水电工程多专业三维勘测设计与协同工作是行业发展的必然趋势，不仅要以配套的协同设计工作流程、技术标准、规范以及质量管理体系为指导，而且在通过网络技术、数据库技术、协同管理技术等构建。涉及地质、水工、机电、施工等多专业的三维协同设计平台的基础上，构建并形成基于网络信息化的多人并发设计、实时在线协同、异地协同、离线设计等设校审协同工作体系，将个人的静态单机设计扩展到整个项目的参数级互动设计，提高设计质量和缩短工程周期，快速满足、适应业主需求和市场环境。

关键词：三维协同设计；水利水电工程；设计；应用

水利水电工程的设计，是水利水电工程建设的重要依据。在水利水电工程设计的发展中，主要经历了三个较为具有代表性的阶段，分别是手工绘图阶段、电脑绘图阶段以及三维设计阶段。目前国内最为尖端的技术，就是三维协同设计技术，三维协同设计技术是由三维CAD技术演进而来的，并在三维CAD技术的基础上，实现了多领域协同的可能，具有许多CAD技术无法比拟的优势，也已成为当前水利水电工程设计的发展主流趋势。 1.三维协同设计的概念

三维协同设计是一种能够将各领域技术人员进行同平台工作的协作型设计软件，也就是说，三维协同设计也可以被称为是三维模型设计的协同效应。这种设计工作方法，能够将各种不同领域的工作人员的工作变得精准化和可视化。并且能够有效的提高水利水电工程设计的效率和质量。当代水利水电工程建设中，工程复杂性越来越高，工程的规模越来越大，而三维协同设计技术能够充分满足当前越来越高的设计要求，对设计过程中的多角度多领域的平衡能力也越来越高，使得三维协同设计在产生和发展之余，成为水利水电工程的热门技术。在水利水电工程的设计发展中，另一项广受关注的设计要求，就是环保节约的要求，而在水利水电工程的建设中，做到“投资省、耗能低、环保好”，也是当代水利水电工程设计中广受重视的设计出发点之一。这些要求，都能通过三维协同技术得以实现，三维协同技术能够极人的减少水利水电工程设计过程中的人才和物料的浪费，并且能够通过虚拟模拟，极大地减少了水利水电工程建设施工中出现的问题，对水利水电工程的施工具有非常重要的指导作用。

2.传统三维设计的不足

在三维协同设计软件Microstation Bentley系列软件的问世之前，已有很多设计软件具备了三维模型设计功能，典型的CAD设计软件早已经具备了三维设计功能，但由于其应用耗时时间长、对设计人员软件应用能力要求高等局限性影响了该软件三维功能的应用与推广，除此之外，水利水电设计行业与市场对二维平面图的容忍，也局限了三维设计的发展。还有很多专业的三维模型设计软件，基本上是采用各个模型设计完成后再进行装配、组合最终完成，各专业数据上缺乏关联性，其实也只是实现了三维而没有实现真正意义上的协同，而只是基于二维的协同。

3.三维协同设计方法在水利水电工程中的应用价值

3.1设计形象的优势

三维协同设计的一个最直观的优势，就是能形成虚拟的三维模型，并且能够通过这种三维模型，模拟出水利水电工程建设的建设过程，通过对这种建设过程的模拟，找到建设过程中容易出现或可能出现的误算，并将设计中不协调的问题查找出来进行修改，并且可以将所做的工程设计直观地播放给审查和各级领导观看，能够直观地表现出水利水电工程设计的效果，具有非常明显的形象优势。

3.2加强我国对于三维协同设计方法水利水电工程应用专业人才的培养，促进三维协同设计方法水利水电工程施工技术的发展

不断加强三维协同设计方法水利水电工程应用，对人才的培养成为我国进一步发展三维协同设计方法水利水电工程的关键引导因素之一。只有技术人员的专业技能过关才能在根本上保证水利水电工程的应用性和可靠性。另外，还需要严格加强相关工作人员的职业素质培养，防患于未然，充分保证三维协同设计方法水利水电工程建设的质量安全。

3.3不断地加以创新和改造，修改完善现有的三维协同设计方法

在水利水电工程中的应用技术。最关键的是要做好三维设计方法水电水利工程的防护措施保障。加强对于完工后的工程收尾处理工作的管理和监督，保证三维协同设计方法水利水电工程的良好完成。

3.4充分发挥互联网的便利作用

将三维协同设计方法与先进的网络技术充分结合，做好水利水电建设工程的前期测绘和规划，真正做到把网络信息和技术资源充分的应用到现实的水利水电工程建设中来，充分运用信息化时代的高效和便捷，为我们国家的三维协同设计方法水利水电工程应用做出应有的贡献。

3.5减少了校审时间

传统的二维或三维CAD设计技术，需要对图纸和设计方案进行大量时间的校审，校审程序较为复杂，校审期间可能由于工作人员的疏忽，需要进行多次校审，出现错漏的几率较大，而通过三维协同技术，能够在计算机上进行可视化校审，通过这种可视化校审，能够自动批注和跟踪管理，减少校审的步骤和次数，将校审时间大大缩短，并且提高了校审期间错误检出率。

4.microstation Bentley系列软件的实际应用

目前在我国应用较多的三维协同设计软件为Microstation Bent-ley系列软件，下面主要分析Microstation Bentley软件在三维系统设计过程中的应用。

4.1microstation Bentley软件在工作效率提升中的优势

Microstation Bentley软件，是三维协同设计技术使用中较为常用的一种软件，设计人员能够在进行设计前，将该项目的各个领域的设计需求和设计目标进行文件建立，并分别将各个文件建立在Microstation Bentley软件中，以种子文件的形式表达出来，这种方式能够使各领域的工程设计人员通过找到自己的子文件进行设计工作，并且文件在进行设计和修改后能够保存在Microstation Bentley软件中，无需设计人员自己单独创建文件进行保存，且在同一平台中的各位工程设计人员可以进行沟通和分析，将设计中所遇到的问题进行及时的修改，也使得工程设计的团队的设计速度和设计效率得到非常大的提高。

4.2microstation Bentley系列软件计算工程量结果精准

以往设计师在计算工程量时，基本都是手动计算，计算过程结果难免有失误，利用三维协同设计Microstation Bentley系列软件计算工程量非常精准，设计师只需将每种不同的材料定义成不同属性的块，软件可自动计算工程量，创造力工程量计算的零失误。

4.3microstation Bentley系列软件的建模形象直观

水利水电工程在设计完成后，需要向业主方进行设计理念和方案的汇报，传统的二维技术或三维cAD技术，无法做到对设计方案进行三维立体和动态的建模，设计人员只能通过书面文字形式或者是通过手工制作模型的形式进行汇报，书面文字形式的汇报方法缺乏主观感受，而手工制作模型又无法动态地表现出设计的成果和理念。因此，这两种方法在设计结果的汇报上都给设计人员带来了很大的不便。通过Micmstation Bentlev软件，设计人员能够将设计理念和设计结果通过三维模型的方式进行展示，而设计成果能够通过渲染、动画、配音等方式，对水利水电工程建设后的使用做出模拟。保证了业主方在听取汇报时的感官感受，大大提高了设计方案的回报效果，有效提高了业主方的满意程度。

5.结语

水利水电工程设计过程中需多专业配合，并且该工程一般规模比较大，结合这一特点，三维协同设计软件为设计的可视化、精准性提供基础平台，使得设计效果显著、自观，符合各专业、各种文化层次人们的观看需求，也减化了设计中各专业之间的相互沟通、互相衔接等大量、繁琐的工作，而这就使得三维协同设计满足了水利水电工程设计需求。应加强我国对于三维协同设计方法水利水电工程应用人才的培养，让三维协同设计方法在我国水利水电工程建设中的应用更加自如，为我国的国民经济建设做出应有的贡献。