走進核電工程公司探秘核電設計平臺如何升級
作者：楊阿卓 2015年07月31日 來源：中國核工業報 瀏覽量：
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它集成了工廠三維設計、電纜敷設、力學分析計算等多種功能。基于這個平臺，已經建立了一個數字化的“華龍一號”核電廠三維設計模型及完整的數據庫，其中包含了5萬多臺套設備、165公里管道、2200公里電纜等。
從一層大廳西側不起眼的小門，進入樓梯間，昏暗的燈光下，下兩層樓梯，向左轉，再向右轉，兜了一小圈，一間略顯空蕩蕩的辦公室呈現在眼前：這里異常安靜，工作人員不多，墻上的大屏幕閃爍，十幾臺電腦排列整齊，很像核電站的主控室……在位于北京航天橋中國核電工程公司總部大樓內要找到“‘華龍一號’三維設計綜合平臺主控室”還真不太容易。
可就是這個不起眼的地方讓李克強總理贊譽有加。6月15日，李克強視察該公司時就在這里明確表示：“我看過很多‘互聯網+’理念的項目，這里是我來過最好的地方。”隨后訪法期間，李克強總理特別提到：“中核集團華龍一號核電技術是依托互聯網協同研發的，他們連接的科研機構有20多個，終端達500多臺。”
“可以說，‘華龍一號’綜合協同設計平臺改變了傳統設計方式”，“將核電工程設計智能化水平提升到新的高度”，“實現了‘數字化電站’的設計夢想，讓設計成果可直接對接核電工程的采購、建安、制造以及項目管理環節”……多年的核電設計與工程管理經驗讓工程公司三維中心副主任劉俊祥的每一句表述都打上了邏輯縝密、客觀冷靜的“工科思維”標簽。但談起這個平臺，不經意間，他的自豪之情溢于言表。
立：
“華龍一號”綜合協同設計平臺，將核電設計與信息技術進行了深度融合，充分利用互聯網、數據加密、仿真與虛擬現實等技術，實現了核電站設計研發的全面升級，達到國際先進水平。
32歲的許花早上8:30準時步入辦公室，打開電腦，開始一天的工作。他目前負責著“華龍一號”設備冷卻水熱交換器的三維設計工作，這一設備在核電站中的作用是將多余的熱量導出到海水中，是核電站上萬臺套設備系統中的萬分之一——這間辦公室中，其他的40多位同事也在同時開展著“華龍一號”其它系統、設備的設計工作——每個人都對著自己的屏幕，靜悄悄的，沒有討論，也沒有交流。同時，身在成都中國核動力研究設計院“華龍一號”設計部門的數十名工程師們也在做著“華龍一號”的相關三維設計工作——同樣，他們也對著各自的屏幕，敲擊鍵盤，拖拽鼠標。然而，現實中他們面對的看似“割裂”的一塊塊屏幕，在虛擬的網絡世界中卻是一個統一的平臺——“華龍一號”綜合協同設計平臺。“這里完全可以實現數據的實時交換。”劉俊祥告訴記者，對于龐雜的核電站系統設計而言，“綜合”、“協同”這兩個詞組帶來的意義是巨大的，“它實現了核電站設計研發的全面升級，達到國際先進水平。”
“對于涉及多達60多個專業，有上千設計人員共同參與的核電站設計而言，‘碰撞問題’是核電站設計中難以避免的頑疾。一個核電站的設計中出現上萬個碰撞問題也不足為奇。三維協同設計是解決這一頑疾的根本方法。”劉俊祥介紹。“華龍一號”在采用三維綜合設計平臺后，除包括中國核電工程有限公司、中國核動力研究設計院兩院四地協同設計外，還與核電業主、項目管理、工程采購、設備制造廠以及土建與安裝施工等單位連接，提供相關設計數據支持，互聯單位共約20余家。這些單位分布在北京、上海、成都、福建、西安、石家莊、鄭州等地，協同設計平臺的終端數量達到500個，并可以根據需要進行擴充。“設計人員隨時可以了解相關信息與其它專業設計情況，隨時協調設計接口；同時，平臺提供了自動‘碰撞檢查’功能，快速準確，使‘零碰撞’成為可能，大幅提升設計質量。可以說，綜合設計平臺改變了傳統設計方式，真正實現了多專業異地協同設計。”劉俊祥說。
同時，這還是一個綜合性平臺。它集成了工廠三維設計、電纜敷設、力學分析計算等多種功能。基于這個平臺，已經建立了一個數字化的“華龍一號”核電廠三維設計模型及完整的數據庫，其中包含了5萬多臺套設備、165公里管道、2200公里電纜等。這些數據可應用于設備采購與加工制造。因此，它形成的設計成果是“數字化電站”，包含了核電站完整的設計數據，可直接對接核電工程的采購、建安、制造以及項目管理環節，能有力支撐各個環節提高工作效率和管理水平。“可直接生成設備清單及性能參數表用于采購，直接抽取施工圖紙用于建安單位的預制與施工，直接發布下廠圖紙到制造企業用于設備生產，數字化模型與進度計劃匹配可作為建安工程的精細化管理工具，等等。”
“數字化電站”還是為業主和核電站運行單位提供全壽期服務的重要基礎數據庫，它在工程建設及核電站運維，直至核電站退役的全壽期內，都將發揮重要作用。
破：
從1995年秦山二期項目開始推廣三維設計算起，2002年、2005年、2008年、2010年……工程公司一步一步不斷地用“計算機”代替“繪圖板”、用“三維設計”代替“二維設計”，用“互聯網”代替“設計協調”…… 20年貯備才有今天的“2.0時代”。
2004年的一天，在嶺澳核電項目擔任核島設總的劉俊祥被當時嶺澳二期核電站總設計師的邢繼叫到辦公室，“你來兼管三維設計工作吧。”邢繼開門見山。這件事讓劉俊祥印象深刻，因為“這是三維設計真正走入了核電設計的核心環節——核島設計。”此前，雖然早就有了三維設計中心，可它的工作一直沒有與具體的核電項目相結合，因而，一直處于只設計“邊邊角角”的狀態。
在核島設計采用“三維”方式，這是“三維設計”在核電站設計中全面鋪開的重要一步。“對任何工作而言，思維方式的轉換都是非常痛苦、難以推動的一件事。” 劉俊祥說。在他的印象中，在上世紀90年代初，核二院（工程公司前身）用計算機畫圖代替“畫圖板”就頗費周折，“事實上，老的一代設計人員退休了，新的一代設計人員接班，這個過渡才算全部完成。”劉俊祥回憶。
從二維設計向三維設計的過渡推進得也非常辛苦。在嶺澳項目的設計中，二維設計和三維設計兼而有之。當時工程公司總經理李曉明要求“所有的二維圖紙一律轉成三維圖紙”。“這就意味著3萬多張圖紙的工作量。”劉俊祥感嘆，核電系統本身就很復雜，三維設計系統的掌握也需要一個較長時間的學習，長達20年的堅定推進才讓 ‘華龍一號’綜合協同設計平臺呈現今天的局面。
除了設計理念更新之外，平臺建設上，工程公司也花費了大量精力。無論人力還是物力，對這個平臺的每一次投入，劉俊祥都記憶猶新：“工程公司先后分階段加大對三維設計平臺的資金投入，分別于1995、2002、2005、2008、2010年根據應用的深入和三維設計技術的進步，逐步加大了資金投入，僅購置軟件費用就累計達3000多萬元。以2010年為例，購置軟件費用達1639萬元，這在當時，對公司來講是在信息化投入最大的一筆。有了軟件，相關的硬件配置也不能少，尤其三維設計要求的計算機配置又高。據我們不完全統計，這么多年硬件的配置費用也達到了400多萬元。”
資金投入只是一方面，“要高效、方便、快捷應用到我們的核電設計，有針對性的研究與開發，甚至是創新必不可少。”根據統計，三維中心自己新開發出的管理和設計大小功能模塊多達100多個，其中有6項獲國家版權局頒發的計算機軟件著作權登記證書。“如果將這些人力投入折算成費用，多年累計下來也已超過相關軟硬件的投入。”此外，三維中心也同有關軟件供貨商、技術支持與服務商等簽訂合同，合作開發了十多項功能模塊，所支付費用達700多萬元。
可就是這個不起眼的地方讓李克強總理贊譽有加。6月15日，李克強視察該公司時就在這里明確表示：“我看過很多‘互聯網+’理念的項目，這里是我來過最好的地方。”隨后訪法期間，李克強總理特別提到：“中核集團華龍一號核電技術是依托互聯網協同研發的，他們連接的科研機構有20多個，終端達500多臺。”
“可以說，‘華龍一號’綜合協同設計平臺改變了傳統設計方式”，“將核電工程設計智能化水平提升到新的高度”，“實現了‘數字化電站’的設計夢想，讓設計成果可直接對接核電工程的采購、建安、制造以及項目管理環節”……多年的核電設計與工程管理經驗讓工程公司三維中心副主任劉俊祥的每一句表述都打上了邏輯縝密、客觀冷靜的“工科思維”標簽。但談起這個平臺，不經意間，他的自豪之情溢于言表。
立：
“華龍一號”綜合協同設計平臺，將核電設計與信息技術進行了深度融合，充分利用互聯網、數據加密、仿真與虛擬現實等技術，實現了核電站設計研發的全面升級，達到國際先進水平。
32歲的許花早上8:30準時步入辦公室，打開電腦，開始一天的工作。他目前負責著“華龍一號”設備冷卻水熱交換器的三維設計工作，這一設備在核電站中的作用是將多余的熱量導出到海水中，是核電站上萬臺套設備系統中的萬分之一——這間辦公室中，其他的40多位同事也在同時開展著“華龍一號”其它系統、設備的設計工作——每個人都對著自己的屏幕，靜悄悄的，沒有討論，也沒有交流。同時，身在成都中國核動力研究設計院“華龍一號”設計部門的數十名工程師們也在做著“華龍一號”的相關三維設計工作——同樣，他們也對著各自的屏幕，敲擊鍵盤，拖拽鼠標。然而，現實中他們面對的看似“割裂”的一塊塊屏幕，在虛擬的網絡世界中卻是一個統一的平臺——“華龍一號”綜合協同設計平臺。“這里完全可以實現數據的實時交換。”劉俊祥告訴記者，對于龐雜的核電站系統設計而言，“綜合”、“協同”這兩個詞組帶來的意義是巨大的，“它實現了核電站設計研發的全面升級，達到國際先進水平。”
“對于涉及多達60多個專業，有上千設計人員共同參與的核電站設計而言，‘碰撞問題’是核電站設計中難以避免的頑疾。一個核電站的設計中出現上萬個碰撞問題也不足為奇。三維協同設計是解決這一頑疾的根本方法。”劉俊祥介紹。“華龍一號”在采用三維綜合設計平臺后，除包括中國核電工程有限公司、中國核動力研究設計院兩院四地協同設計外，還與核電業主、項目管理、工程采購、設備制造廠以及土建與安裝施工等單位連接，提供相關設計數據支持，互聯單位共約20余家。這些單位分布在北京、上海、成都、福建、西安、石家莊、鄭州等地，協同設計平臺的終端數量達到500個，并可以根據需要進行擴充。“設計人員隨時可以了解相關信息與其它專業設計情況，隨時協調設計接口；同時，平臺提供了自動‘碰撞檢查’功能，快速準確，使‘零碰撞’成為可能，大幅提升設計質量。可以說，綜合設計平臺改變了傳統設計方式，真正實現了多專業異地協同設計。”劉俊祥說。
同時，這還是一個綜合性平臺。它集成了工廠三維設計、電纜敷設、力學分析計算等多種功能。基于這個平臺，已經建立了一個數字化的“華龍一號”核電廠三維設計模型及完整的數據庫，其中包含了5萬多臺套設備、165公里管道、2200公里電纜等。這些數據可應用于設備采購與加工制造。因此，它形成的設計成果是“數字化電站”，包含了核電站完整的設計數據，可直接對接核電工程的采購、建安、制造以及項目管理環節，能有力支撐各個環節提高工作效率和管理水平。“可直接生成設備清單及性能參數表用于采購，直接抽取施工圖紙用于建安單位的預制與施工，直接發布下廠圖紙到制造企業用于設備生產，數字化模型與進度計劃匹配可作為建安工程的精細化管理工具，等等。”
“數字化電站”還是為業主和核電站運行單位提供全壽期服務的重要基礎數據庫，它在工程建設及核電站運維，直至核電站退役的全壽期內，都將發揮重要作用。
破：
從1995年秦山二期項目開始推廣三維設計算起，2002年、2005年、2008年、2010年……工程公司一步一步不斷地用“計算機”代替“繪圖板”、用“三維設計”代替“二維設計”，用“互聯網”代替“設計協調”…… 20年貯備才有今天的“2.0時代”。
2004年的一天，在嶺澳核電項目擔任核島設總的劉俊祥被當時嶺澳二期核電站總設計師的邢繼叫到辦公室，“你來兼管三維設計工作吧。”邢繼開門見山。這件事讓劉俊祥印象深刻，因為“這是三維設計真正走入了核電設計的核心環節——核島設計。”此前，雖然早就有了三維設計中心，可它的工作一直沒有與具體的核電項目相結合，因而，一直處于只設計“邊邊角角”的狀態。
在核島設計采用“三維”方式，這是“三維設計”在核電站設計中全面鋪開的重要一步。“對任何工作而言，思維方式的轉換都是非常痛苦、難以推動的一件事。” 劉俊祥說。在他的印象中，在上世紀90年代初，核二院（工程公司前身）用計算機畫圖代替“畫圖板”就頗費周折，“事實上，老的一代設計人員退休了，新的一代設計人員接班，這個過渡才算全部完成。”劉俊祥回憶。
從二維設計向三維設計的過渡推進得也非常辛苦。在嶺澳項目的設計中，二維設計和三維設計兼而有之。當時工程公司總經理李曉明要求“所有的二維圖紙一律轉成三維圖紙”。“這就意味著3萬多張圖紙的工作量。”劉俊祥感嘆，核電系統本身就很復雜，三維設計系統的掌握也需要一個較長時間的學習，長達20年的堅定推進才讓 ‘華龍一號’綜合協同設計平臺呈現今天的局面。
除了設計理念更新之外，平臺建設上，工程公司也花費了大量精力。無論人力還是物力，對這個平臺的每一次投入，劉俊祥都記憶猶新：“工程公司先后分階段加大對三維設計平臺的資金投入，分別于1995、2002、2005、2008、2010年根據應用的深入和三維設計技術的進步，逐步加大了資金投入，僅購置軟件費用就累計達3000多萬元。以2010年為例，購置軟件費用達1639萬元，這在當時，對公司來講是在信息化投入最大的一筆。有了軟件，相關的硬件配置也不能少，尤其三維設計要求的計算機配置又高。據我們不完全統計，這么多年硬件的配置費用也達到了400多萬元。”
資金投入只是一方面，“要高效、方便、快捷應用到我們的核電設計，有針對性的研究與開發，甚至是創新必不可少。”根據統計，三維中心自己新開發出的管理和設計大小功能模塊多達100多個，其中有6項獲國家版權局頒發的計算機軟件著作權登記證書。“如果將這些人力投入折算成費用，多年累計下來也已超過相關軟硬件的投入。”此外，三維中心也同有關軟件供貨商、技術支持與服務商等簽訂合同，合作開發了十多項功能模塊，所支付費用達700多萬元。
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