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浅谈“六化”管理在金属结构三维参数化设计技术开发中的应用

作者:水工机械设计室        发布时间:2014年12月28日

    “三维设计”是院党委积极倡导推行的设计方法。今年7月5日,刘长余院长在水工机械设计室汇报三维设计工作会上指出,三维设计作为发展方向,是设计工作的第三次革命和重大转折,大家要认识到其发展的必然性,其表现方式更直接、更形象、更准确,设计效率将会大幅度提高。金属结构三维设计作为专业发展规划中的一项重要内容,是近两年来金属结构专业业务建设的重点,到目前已经取得了阶段性成果和应用,形成了生产力。10月22日,在金属结构三维参数化模板验收会上,项目组汇报了三维参数化建模流程;露顶式平面闸门、潜孔式平面闸门、拦污栅、闸门支承零部件等9套金属结构三维参数化模板;弧形闸门MathCAD计算书模板;进行了利用已建模板,通过修改公用参数,自动生成新的三维参数化模板和二维设计图的演示。院领导和专家对金属结构三维参数化设计成果给予了高度评价,刘长余院长在总结讲话中充分肯定了水工机械室围绕三维设计所做的大量工作,认为这是我院设计技术的重大提升和创新,在提高产品设计质量和效率方面将发挥重大作用,并对今后的工作提出了建议和要求。
    “六化”管理,即“制度化、规范化、流程化、精细化、人性化、民主化”的管理,是党委书记刘绍清同志2012年10月8日在院党委召开第四次理论学习中心组集中学习会上作的题为《浅谈制度建设》讲话中首次提出的创新管理设想;2012年全院工作总结会暨院党委理论学习中心组(扩大)会议上,刘绍清同志作了题为《精诚团结,共同打拼,为实现我们美好的愿景而努力奋斗——学习党的十八大心得体会》的报告,报告中提出了到2020年打造一个富强、和谐、民主、文明的现代设计院的愿景和实现这一愿景的基本思路,概述为“一二三四五六”,其中的“六”即指“全面实行六化管理”。“六化”既包括不同的涵义和侧重点,又是相互联系、相互补充和延续的统一体;“六化”管理是抓落实、提高执行力的一种工作模式或方法,对专业技术工作的开展同样具有指导作用。这里简要介绍水工机械室开展金属结构三维参数化设计技术开发的工作思路、具体做法和体会,以期与大家共同探讨“六化”管理在实际工作中的的应用。
    一、制度化。金属结构产品具有三大特点:一是种类繁多,二是结构复杂,三是非标准特征突出,不同水工建筑物对应金属结构产品的功能和性能也有区别。概括分为闸门、启闭机、拦污栅、清污机、压力管道等五大类。闸门就包括不同结构特征的平面闸门、弧形闸门等,以及不同工作性质的工作闸门、事故闸门、检修闸门、施工导流闸门和设置不同部位的露顶式、潜孔式闸门的区别。仅平面闸门这一类又分为滑动式、定轮式、链轮式和横拉门、人字门、卧倒门、升卧门、叠梁门等,其结构又存在止水方式(前封水、后封水、双向封水)、主梁型式(等截面、变截面、工字型、箱型)、主梁个数(双主梁、多主梁)等差异。因此,金属结构产品内容丰富、种类繁杂,开展三维设计需要创建的模板数量众多、工作量巨大。
    我院引进的Autodesk Inventor三维计算机软件是通用软件,利用其进行三维设计有不同的方法,与之相对应的成果差异也较大;利用同一种方法创建三维设计模板又有不同的途径。
    面对种类繁杂的金属结构产品,简单的有几十个零部件组成,多则有数千个,加之水工机械室三维模板设计人员近10人,习惯和思维方式不同,如果要尽快形成具有系列化、标准化的三维设计成果和生产力,就必须理清思路,对三维设计方法、建模流程、产品类别及每个模板的覆盖范围等进行制度化的规定和约束。因此,我们在选定了先行开展平面闸门、拦污栅产品和参数化设计方法以后,编制了三维参数化建模流程,从制度上规定了新模板创建到最后工程图出图的所有步骤和具体细则。工作中规定所有验收模板必须执行该流程,其优点除了便于参数化模板的系列化、标准化外,还实现了模板的通用性或互用性(即不同设计人员创建的模板能够相互使用,提高了模板的利用率),也便于技术传承。
    我们编制了《水工机械设计室三维设计模板使用及管理办法》,具体规定了模板创建人员的计算机管理、模板归档借用、模板版本编号和保密措施等,是针对我院金属结构三维设计成果和知识产权保护的制度。
    二、规范化。金属结构三维参数化设计的规范化管理主要包括:1. 规范了参数名称、参数顺序及参数的定义规则;2. 规范了参数化设计的过程步骤,包括草图、装配工作面的定义、单个零件的定义、装配方法等; 3. 最终生成的工程图纸应满足现行制图标准和规范。
    三、流程化。《三维参数化建模流程》规定了产品从新模板创建到最后工程图出图的所有步骤,具体包括门叶、止水、埋件公共参数的创建;门叶、止水、闸门总图、埋件等各零部件的建立以及其中一些相对复杂零件草图画法和创建过程中的注意事项;门叶、止水、闸门总图、埋件的装配过程及装配中的注意事项;各零部件工程图的画法,在选择剖视图、局部剖视图、断裂视图等操作中的注意事项,以及工程图出图常用的一些编辑方法;潜孔平门门叶、止水、埋件的公共参数列表;水工机械设计室所规定的三维参数化建模的具体细则等;(流程框图略)。
    制度化、规范化、流程化为三维参数化建模的系列化、标准化和通用性打下了基础,有效避免了随意性。
    四、精细化。“细节决定成败”。精细化管理在专业技术工作中显得尤为重要,至少在金属结构三维参数化设计技术开发中如此。精细化管理所强调的将工作做精确、做细致,贯穿了项目实施的全过程,对目标的实现起着决定性的作用。1. 三维设计目标明确后,项目组做好思想上和技术上的准备(包括软件的学习和使用),充分调动大家的主动性和积极性。2. 广泛调研,结合产品特点和专业需求,确定采用参数化的三维设计方法。参数化的三维设计方法在软件公司的培训中没有涉及,相关文献介绍的比较少,但它解决了三维设计中尺寸联动的关键问题,即三维模板随着修改参数而变动。这一步解决不好,极易走弯路,三维设计模板将只能进行三维展示,而不能进行尺寸的变化。即建立的3m×3m闸门就不能用于3.2m×3.3m闸门。3. 以三维参数化设计模板系列化、标准化、通用化为目标,以闸门、拦污栅的三维设计为切入点,逐步探索、实践和总结《三维参数化建模流程》。这是一个细致而复杂的工作过程,是项目阶段性成果的主要实施内容。期间我们共进行了一次技术培训和六次技术交流,交流内容包括了《流程》的所有环节。
    精细化管理适应范围广而没有止境,可以推广到所有项目以及每个项目的各个环节。在金属结构参数化设计中的应用,大的方面涉及到了方案和技术路线的选定及实施步骤,小的方面具体到了生成的工程图字型、字号、标注尺寸位置、尺寸线的间距等出图外观细节。模板验收会议的汇报多媒体,除了体现参数化设计的先进性、复杂性、三维可视性和高效率外,我们还特别设计增加了模板创建人姓名的显示,一是想借此反映模板创建人为此付出的辛勤劳动,二是想激发创建人的成就感和荣誉感。这一个细小的环节也引起了现场刘长余院长的关注,不时地记录创建人姓名、询问MathCAD计算书模板的创建人等相关信息,使创建人员收到了极大鼓舞和鞭策。
    精细化管理是专业技术项目“六化”管理的落脚点,是体现责任心作为最好把关人的主体内容,精细化程度决定着最终结果。
    五、人性化。以人为本体现在三个方面:1. 三维设计之初,我们多次动员、鼓励更多的同志参加到项目之中,充分调动大家的积极性和创造性,但也尊重每个人参与的方式,不作硬性的要求;2. 技术方面的人性化,即创建模板的互用性和操作界面内容。在使用其他人创建的模板时没有生疏感,参数意义相同、参数表相近,界面和操作性良好;3. 在满足制图标准的同时,三维模板生成的成品图尽量符合以往的制图习惯,方便业主、施工单位和生产厂家的使用,如视图的设置和材料表的保留等均体现了人性化。
    六、民主化。三维设计是发展方向。在统一了认识、调动了大家的积极性和创造性以后,技术上的民主化变得相对简单和具体。在六次技术交流会上,大家从对三维设计的不同理解和认识,到参数的确定、草图绘制、结构尺寸的参数关联、各种零部件的装配、尺寸标注等等问题,各抒己见、献计献策;一面展示自己创建模板的新进展,一面谈心得,全然不顾这是周六、周日本该休息的时间和生产项目之余;一起探讨易于三维表现的结构型式,也一起分享修改参数后模板瞬间变化的神奇画面,融洽的氛围至今令人难忘。新老同志各自发挥着不同的技术优势,也正是大家的群策群力,有力推动了金属结构三维设计进程。“内部技术交流”是我们开展业务建设的民主化管理方法,在2013年全院工作总结大会上,水工机械室作为“工作业绩和亮点”的内容之一进行了汇报。
    水工机械室金属结构三维参数化设计取得了阶段性成果,先后在14个水利工程项目中得到实际应用,提高了设计质量和设计效率。这得益于院党委的正确领导、得益于院领导在软件、硬件和培训等多方面的大力支持,也是项目组勇于探索、努力拼搏、深入践行“六化”管理工作模式的结果。
    诚然,金属结构三维参数化设计还有不尽完善的诸多方面,还有各种型式的弧形闸门、启闭机等很多工作需要我们去做,距离院领导的要求也有较大的提升空间,但令我们充满信心的是我们有“六化”管理工作模式和参数化设计方法,只要我们凝心聚力、狠抓落实,把工作做实、做细,金属结构三维设计一定会取得更大的成绩。在此,我们愿意与兄弟部门(单位)相互交流,为全面实行“六化”管理而不懈努力,为提高全院的三维设计水平贡献力量。