QC研发工艺荷载提资系统

工艺荷载提资系统研发三维设计QC小组汇报提纲010203040506070809010203040506070809小组概况总结和今后打算（A）标准化（A）确认效果（C）选题理由（P）设定目标（P）提出各种方案并确定最佳方案（P）制定对策（P）对策实施（D）小组概况小组名称三维设计QC小组课题类型创新型成立时间2013年2月登记注册号QC-SEDC2015-01课题名称工艺荷载提资系统研发活动日期2014.04～2015.07出勤率100%小组成员8人组长文剑活动次数16次QC活动时间52小时小组成员一览表序号组员姓名性别年龄文化程度职称分工小组角色1文剑男37本科工程师总体负责、方案策划、资源协调组长2李龙华男50本科教高指导方向、技术支持、成果审核顾问3常显勇男36本科高工指导方向、技术支持、成果校核顾问4漆桧男35本科高工分析方案、方案策划组员5李锐男32本科工程师分析方案、软件测试组员6吴迪男27本科工程师方案实施、编制报告、软件测试组员7安军男31本科工程师方案实施、软件测试组员8程月女28本科工程师方案实施、软件测试、成果发布组员小组概况本小组命名为三维设计QC小组，课题类型为创新型。小组为既富有实践经验又具备创新能力的高素质团队，主要成员均有10年以上设计经验或多项研发经历，其中有国家一级注册结构工程师两名。选择课题（P）选题背景宏观企业行业国外项目EPC招标较常见业内提出建设数字化电厂实现数字化交付公司已经率先转型为工程公司国际业务倒逼我们提升数字化能力设计需为采购、施工、运维提供数据来源在经济增长新常态下国家大力推动传统产业转型升级积极推行“互联网+”“中国制造2025规划”老员工调岗，迫切需要将设计经验固化核心数据库PCDB内容管理系统CMS发电设计系统PES详图设计系统PDD布置设计系统PPD规则数据库RDB材料数据库MDB工程数据库PDB项目管理系统PM文档及流程管理系统DFM信息集成系统ICS机械设计系统PMLE电气设计系统PEE仪控设计系统PICE总图设计系统PGLE土建设计系统PCE工艺设计系统PPE发电设计系统总体构架工艺数据提资计算分析自动出图数字化设计土建设计流程重塑工艺土建提资重复乘以安全系数，导致结构“胖柱肥梁”传统土建专业在设计完成后才能将图纸转化为PDMS模型，土建模型更新不及时，造成碰撞检查滞后，引起土建和工艺较大返工量；土建梁柱根据工艺提供CAD图提资来布置，受资后再将荷载信息输入结构分析软件，重复工作量大且版本更新后易出错。经济效率便捷选题理由为了解决上述问题，满足数字化设计要求，我们决定研制：电力结构专家设计系统（简称SmartPPDS）确定课题设定目标（P）100%70%设定课题目标活动前活动后目标：解决传统提资效率不高的问题，在保障提资准确性精细化的基础上，将工艺荷载提资受资工时缩短30%。提资受资工时荷载坐标埋件其他目标可行性分析提资主要内容主要需要将荷载、工艺设备、管道坐标、埋件三大内容标准化或按一定方式处理，基本就可满足土建专业需要。目标可行性分析输出结果20%整理资料15%CAD表达65%提升CAD作图效率或者改变使用CAD作为提资媒介是解决问题的关键提资工时各部分占比目标可行性分析工艺专业工作提资受资配合结构专业工作若改动后的结果直接更新到结构专业，那么，本次课题从技术上已经完全可行本课题需要解决目标传统信息量巨大的提资图小组成员具有丰富的管理、设计、技术创新能力。主要小组成员都有火电设计10年以上设计经验或多项科研经历组内有两位国家注册一级结构工程师，成员有长期从事结构设计、工艺设计的专家，对提资受资整个流程非常熟悉公司提供专项课题资金保障，公司有大量外部合格分包商，对课题均抱有极大的合作兴趣。资源保障其他因素探讨目标能够顺利完成人员素质技术保障目标可行性分析结论提出方案确定最佳方案（P）方案概述123编制word与CAD结合模板标准化CAD提资模板可视化PDMS提资头脑风暴方案一编制CAD与word结合提资模板，培训工艺专业人员难点：跨专业对工程师要求较高方案二CAD作为提资媒介，定制标准化提资格式，开发程序输出结果至CAD难点：很难实现双向更新，只能单向传递方案三PDMS作为提资媒介，输出数据到PDMS，打通荷载流传递链条难点：荷载流传递没有借鉴参考样本，属于原创比选结论小组成员通过理论分析、工程经验等方式进行了比较研究最终小组成员决定采用方案三：可视化PDMS提资编号处理方案特点分析结论方案一1、采用CAD与word结合作为提资媒介严谨性√不采用2、加大对工艺、结构工程师培训，培养及懂工艺又懂结构的工程师便捷性×可视性×可靠性×可操作性×3、编制标准化提资模板效率提升不明显4、荷载人工区分各种工况协同周期长5、工艺荷载工况人工更新人员素质要求高方案二1、采用CAD作为提资媒介严谨性√不采用2、编制标准化提资模板便捷性×3、开发程序实现计算分析结果由工艺软件分工况输出至CAD可视性×可靠性√4、结构专业自行录入计算分析软件可操作性×效率提升一般5、工艺提资变更后人工更新协同周期长人员素质要求高方案三1、采用PDMS作为提资媒介严谨性√采用2、开发PDMS与结构分析软件接口便捷性√3、计算分析结果由工艺软件输出至至PDMS，由PDMS通过接口软件处理后输出到结构分析软件可视性×可靠性√可操作性√效率提升明显4、结构专业接收工艺荷载工况，对工艺提资数据给出建议协同周期短5、工艺提资数据可以自动更新人员素质要求中分析时间：2012年4月15日地点：公司11楼大办公室责任人：吴迪文剑漆桧方案细部优化为了满足设计实际需求，在方案三的基础上针对各设计阶段提资的精度不同，增设大荷载提资，逻辑支吊架阶段提资，埋件荷载提资，版本管理，工艺专业辅助模块等功能。鉴于软件开发工作量巨大，非公司主业，特选定了北京迈达斯技术有限责任公司按照我公司思路协作开发此款软件。制定对策(P)02在PDMS中处理结构模型荷载数据01确定工艺数据来源04分析计算03导出荷载工况数据到结构软件研制流程图小组成员根据最佳方案，按照火力发电厂设计方法，研制流程图见右图：序号对策What目标Why措施How地点Where完成时间When负责人Who1确定工艺数据来源工艺数据精确快速导入PDMS确定分析数据格式通用性，以能导入PDMS为准四川电力设计咨询有限责任公司2015.01~2015.01文剑吴迪漆桧2在PDMS中处理结构模型荷载数据将工艺数据在PDMS中与结构构件联系到一起1、确定提资受资流程2、保证结构模型一致性（导入导出更新）3、设备荷载关联设备模型4、管道荷载通过支吊架与结构构件关联传递荷载，设备指定荷载方式与结构构件关联5、荷载分配方案比较选择6、预设结构计算分析参数四川电力设计咨询有限责任公司2015.02~2015.02漆桧吴迪程月3导出荷载工况数据到结构软件确定合理的工况组合准确传递到计算分析软件1、确定结构专业自行增加荷载2、确定荷载组合四川电力设计咨询有限责任公司2015.03~2015.03吴迪李锐4分析计算应用实际工程分析计算使用导出荷载工况数据等分析计算四川电力设计咨询有限责任公司2015.04~2015.04李龙华漆桧研制对策表依据最佳方案，按照5W1H原则逐一制定对策对策实施(D)实施对策一工艺计算分析数据导PDMS从数据源头集成。结论：通过实施对策一，可实现工艺数据精确快速导入PDMS。是国内首家同时将GILF与CAESARII数据集成处理软件。Glif应力分析参数分析结果导入管道应力分析软件CAESARII数据双向互导•由三维管道模型自动生成CAESARII计算数据•CAESARII计算结果可返回三维模型分析结果导入GLIF管道应力分析模型实施对策二在PDMS中处理结构模型荷载数据创新流程设计核心构架1）确定提资受资流程按照上图所示提资流程，将各个职能按照权限赋予操作者。结合公司实际，创新数字化设计流程，从制度上保障了工程师独立性与工作严谨性2）保证结构模型一致性（导入导出更新）截面映射表MIDAS模型PDMS模型PDMS截面库与结构分析软件midasgen截面库一一对应，构件编号赋予属性，技术上保障模型一致性。双向更新，国内领先。3）设备荷载关联设备模型一般设备荷载建模提资煤斗建模提资通过定义通用设备提资模块，将设备荷载工况赋予在设备荷载与关联的梁柱上，特殊设备荷载特殊处理。4）管道荷载通过支吊架与结构构件关联传递荷载，设备指定荷载方式与结构构件关联通过定义或者更新与PDMS中结构构件关联的工艺数据，荷载信息同时与轴网关联定位，双重保障从PDMS中导入结构分析软件中的数据准确。定义逻辑支吊架定义节点附加信息5）荷载分配方案比较选择①指定坐标法STEP01STEP02STEP03STEP04STEP05荷载源管道管部支座支座再分配构件荷载分配算法截图②向量法核心公式：M=F*L注：式中M为弯矩，F为力，L为距离，三个量均为带方向大小的矢量。方案准确性易于理解算法难度是否选择指定坐标法高容易难否向量法高较难易是经过比选后，小组决定选择向量法。方案对比表6）预设结构计算分析参数定义荷载工况结构总体信息国内首家将《火力发电厂土建结构设计规程》DL5022-2012规范中的工况植入软件，规则驱动，并且可定义风荷载、反应谱函数等，方便结构工程师使用结论：通过实施对策二，可将工艺数据在PDMS中与结构构件形成有机联系，达到预设目标。实施对策三导出荷载工况数据到结构软件确定结构专业自行增加荷载自动生成生成200余种荷载组合结论：通过实施对策三，确定合理的工况组合准确传递到计算分析软件，国内独创。由SmartPPDS更新来的工况，与PDMS工艺提资保持一致，核心难点，国内领先由PDMS中更新过来的荷载数据由工艺专业根据需要，预先布置梁，由结构专业审核确认调整。使得结构性能更加优化。我们首次提出此种操作思路并执行。预布梁首次创新应用预布梁生成界面实施对策四分析计算设备活荷载下内力图为了验证软件开发成果，我们选取某已完成的发电项目中与工艺专业配合最多的主厂房进行验证。经验证，该提资受资方式可正常计算分析，接受的荷载较原提资方法偏小，结构各项性能更趋于优化，完全满足结构专业要求。结论：达到预期目标，结构性能良好，满足预期要求。确认效果(C)目标值检查100%70%60%活动前后工艺荷载提资受资工时对比活动前目标值活动后降低40%按照上述一整套三维数字化提资对策实施后，我们统计活动前后工时情况如右图：如图所示，结果达到课题设定目标。节约工时主要来自提资受资规范化后减少提资版本。鉴于软件开发完成不久，操作人员有熟悉的过程，后期仍有提升空间。经济效益1480万1611万活动前活动后该研究成果应用于我公司印尼苏拉威西6*65MW机组EPC项目（一期）。仅仅主厂房土建结构部分就为项目节约直接投资131万元，设计工期压缩20%。与此同时，设计院人工效率得到有效提升，各专业配合更加流畅，人力成本节支约合75万人民币。实际工程应用满足要求经济效益良好设计效率提升专业配合便捷结论目标效果完全达成！标准化(A)软件部分源代码软件用户手册1、将成果编写成SmartPPDS软件，并配套《电力结构专家系统SmartPPDS用户手册》，以供今后使用者参考。2、将此成果应用于实际工程中，在工程中积累经验，不断改进。3、将此成果归纳总结，撰写论文三篇，已在国内各大核心期刊发表。4、软件已经顺利通过中国电力规划设计协会评审测试，得到参会专家一致认可，国内处于领先水平。发表相关论文通过电规协会评审5、软件取得国家版权局授予的计算机软件著作权，登记号：2015R024481，可以对外销售。6、软件已经取得电力工程设计专有技术，授权号：DSZY2016L56。获评四川省勘察设计“四优”奖，电力建设企业科学技术进步奖。软件著作权证书四川省“四优”7、西南电力设计院使用效果良好，中国能建集团广东院、江苏院、中国电建集团江西院，国家核电山东院、东方集团中央研究所石化系统大庆油田院正在试用，软件推广逐步由电力系统拓展到