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        淺談“六化”管理在金屬結構三維參數化設計技術開發中的應用

        作者:水工機械設計室        發布時間:2014年12月28日

            “三維設計”是院黨委積極倡導推行的設計方法。今年7月5日,劉長余院長在水工機械設計室匯報三維設計工作會上指出,三維設計作為發展方向,是設計工作的第三次革命和重大轉折,大家要認識到其發展的必然性,其表現方式更直接、更形象、更準確,設計效率將會大幅度提高。金屬結構三維設計作為專業發展規劃中的一項重要內容,是近兩年來金屬結構專業業務建設的重點,到目前已經取得了階段性成果和應用,形成了生產力。10月22日,在金屬結構三維參數化模板驗收會上,項目組匯報了三維參數化建模流程;露頂式平面閘門、潛孔式平面閘門、攔污柵、閘門支承零部件等9套金屬結構三維參數化模板;弧形閘門MathCAD計算書模板;進行了利用已建模板,通過修改公用參數,自動生成新的三維參數化模板和二維設計圖的演示。院領導和專家對金屬結構三維參數化設計成果給予了高度評價,劉長余院長在總結講話中充分肯定了水工機械室圍繞三維設計所做的大量工作,認為這是我院設計技術的重大提升和創新,在提高產品設計質量和效率方面將發揮重大作用,并對今后的工作提出了建議和要求。
            “六化”管理,即“制度化、規范化、流程化、精細化、人性化、民主化”的管理,是黨委書記劉紹清同志2012年10月8日在院黨委召開第四次理論學習中心組集中學習會上作的題為《淺談制度建設》講話中首次提出的創新管理設想;2012年全院工作總結會暨院黨委理論學習中心組(擴大)會議上,劉紹清同志作了題為《精誠團結,共同打拼,為實現我們美好的愿景而努力奮斗——學習黨的十八大心得體會》的報告,報告中提出了到2020年打造一個富強、和諧、民主、文明的現代設計院的愿景和實現這一愿景的基本思路,概述為“一二三四五六”,其中的“六”即指“全面實行六化管理”。“六化”既包括不同的涵義和側重點,又是相互聯系、相互補充和延續的統一體;“六化”管理是抓落實、提高執行力的一種工作模式或方法,對專業技術工作的開展同樣具有指導作用。這里簡要介紹水工機械室開展金屬結構三維參數化設計技術開發的工作思路、具體做法和體會,以期與大家共同探討“六化”管理在實際工作中的的應用。
            一、制度化。金屬結構產品具有三大特點:一是種類繁多,二是結構復雜,三是非標準特征突出,不同水工建筑物對應金屬結構產品的功能和性能也有區別。概括分為閘門、啟閉機、攔污柵、清污機、壓力管道等五大類。閘門就包括不同結構特征的平面閘門、弧形閘門等,以及不同工作性質的工作閘門、事故閘門、檢修閘門、施工導流閘門和設置不同部位的露頂式、潛孔式閘門的區別。僅平面閘門這一類又分為滑動式、定輪式、鏈輪式和橫拉門、人字門、臥倒門、升臥門、疊梁門等,其結構又存在止水方式(前封水、后封水、雙向封水)、主梁型式(等截面、變截面、工字型、箱型)、主梁個數(雙主梁、多主梁)等差異。因此,金屬結構產品內容豐富、種類繁雜,開展三維設計需要創建的模板數量眾多、工作量巨大。
            我院引進的Autodesk Inventor三維計算機軟件是通用軟件,利用其進行三維設計有不同的方法,與之相對應的成果差異也較大;利用同一種方法創建三維設計模板又有不同的途徑。
            面對種類繁雜的金屬結構產品,簡單的有幾十個零部件組成,多則有數千個,加之水工機械室三維模板設計人員近10人,習慣和思維方式不同,如果要盡快形成具有系列化、標準化的三維設計成果和生產力,就必須理清思路,對三維設計方法、建模流程、產品類別及每個模板的覆蓋范圍等進行制度化的規定和約束。因此,我們在選定了先行開展平面閘門、攔污柵產品和參數化設計方法以后,編制了三維參數化建模流程,從制度上規定了新模板創建到最后工程圖出圖的所有步驟和具體細則。工作中規定所有驗收模板必須執行該流程,其優點除了便于參數化模板的系列化、標準化外,還實現了模板的通用性或互用性(即不同設計人員創建的模板能夠相互使用,提高了模板的利用率),也便于技術傳承。
            我們編制了《水工機械設計室三維設計模板使用及管理辦法》,具體規定了模板創建人員的計算機管理、模板歸檔借用、模板版本編號和保密措施等,是針對我院金屬結構三維設計成果和知識產權保護的制度。
            二、規范化。金屬結構三維參數化設計的規范化管理主要包括:1. 規范了參數名稱、參數順序及參數的定義規則;2. 規范了參數化設計的過程步驟,包括草圖、裝配工作面的定義、單個零件的定義、裝配方法等; 3. 最終生成的工程圖紙應滿足現行制圖標準和規范。
            三、流程化?!度S參數化建模流程》規定了產品從新模板創建到最后工程圖出圖的所有步驟,具體包括門葉、止水、埋件公共參數的創建;門葉、止水、閘門總圖、埋件等各零部件的建立以及其中一些相對復雜零件草圖畫法和創建過程中的注意事項;門葉、止水、閘門總圖、埋件的裝配過程及裝配中的注意事項;各零部件工程圖的畫法,在選擇剖視圖、局部剖視圖、斷裂視圖等操作中的注意事項,以及工程圖出圖常用的一些編輯方法;潛孔平門門葉、止水、埋件的公共參數列表;水工機械設計室所規定的三維參數化建模的具體細則等;(流程框圖略)。
            制度化、規范化、流程化為三維參數化建模的系列化、標準化和通用性打下了基礎,有效避免了隨意性。
            四、精細化。“細節決定成敗”。精細化管理在專業技術工作中顯得尤為重要,至少在金屬結構三維參數化設計技術開發中如此。精細化管理所強調的將工作做精確、做細致,貫穿了項目實施的全過程,對目標的實現起著決定性的作用。1. 三維設計目標明確后,項目組做好思想上和技術上的準備(包括軟件的學習和使用),充分調動大家的主動性和積極性。2. 廣泛調研,結合產品特點和專業需求,確定采用參數化的三維設計方法。參數化的三維設計方法在軟件公司的培訓中沒有涉及,相關文獻介紹的比較少,但它解決了三維設計中尺寸聯動的關鍵問題,即三維模板隨著修改參數而變動。這一步解決不好,極易走彎路,三維設計模板將只能進行三維展示,而不能進行尺寸的變化。即建立的3m×3m閘門就不能用于3.2m×3.3m閘門。3. 以三維參數化設計模板系列化、標準化、通用化為目標,以閘門、攔污柵的三維設計為切入點,逐步探索、實踐和總結《三維參數化建模流程》。這是一個細致而復雜的工作過程,是項目階段性成果的主要實施內容。期間我們共進行了一次技術培訓和六次技術交流,交流內容包括了《流程》的所有環節。
            精細化管理適應范圍廣而沒有止境,可以推廣到所有項目以及每個項目的各個環節。在金屬結構參數化設計中的應用,大的方面涉及到了方案和技術路線的選定及實施步驟,小的方面具體到了生成的工程圖字型、字號、標注尺寸位置、尺寸線的間距等出圖外觀細節。模板驗收會議的匯報多媒體,除了體現參數化設計的先進性、復雜性、三維可視性和高效率外,我們還特別設計增加了模板創建人姓名的顯示,一是想借此反映模板創建人為此付出的辛勤勞動,二是想激發創建人的成就感和榮譽感。這一個細小的環節也引起了現場劉長余院長的關注,不時地記錄創建人姓名、詢問MathCAD計算書模板的創建人等相關信息,使創建人員收到了極大鼓舞和鞭策。
            精細化管理是專業技術項目“六化”管理的落腳點,是體現責任心作為最好把關人的主體內容,精細化程度決定著最終結果。
            五、人性化。以人為本體現在三個方面:1. 三維設計之初,我們多次動員、鼓勵更多的同志參加到項目之中,充分調動大家的積極性和創造性,但也尊重每個人參與的方式,不作硬性的要求;2. 技術方面的人性化,即創建模板的互用性和操作界面內容。在使用其他人創建的模板時沒有生疏感,參數意義相同、參數表相近,界面和操作性良好;3. 在滿足制圖標準的同時,三維模板生成的成品圖盡量符合以往的制圖習慣,方便業主、施工單位和生產廠家的使用,如視圖的設置和材料表的保留等均體現了人性化。
            六、民主化。三維設計是發展方向。在統一了認識、調動了大家的積極性和創造性以后,技術上的民主化變得相對簡單和具體。在六次技術交流會上,大家從對三維設計的不同理解和認識,到參數的確定、草圖繪制、結構尺寸的參數關聯、各種零部件的裝配、尺寸標注等等問題,各抒己見、獻計獻策;一面展示自己創建模板的新進展,一面談心得,全然不顧這是周六、周日本該休息的時間和生產項目之余;一起探討易于三維表現的結構型式,也一起分享修改參數后模板瞬間變化的神奇畫面,融洽的氛圍至今令人難忘。新老同志各自發揮著不同的技術優勢,也正是大家的群策群力,有力推動了金屬結構三維設計進程。“內部技術交流”是我們開展業務建設的民主化管理方法,在2013年全院工作總結大會上,水工機械室作為“工作業績和亮點”的內容之一進行了匯報。
            水工機械室金屬結構三維參數化設計取得了階段性成果,先后在14個水利工程項目中得到實際應用,提高了設計質量和設計效率。這得益于院黨委的正確領導、得益于院領導在軟件、硬件和培訓等多方面的大力支持,也是項目組勇于探索、努力拼搏、深入踐行“六化”管理工作模式的結果。
            誠然,金屬結構三維參數化設計還有不盡完善的諸多方面,還有各種型式的弧形閘門、啟閉機等很多工作需要我們去做,距離院領導的要求也有較大的提升空間,但令我們充滿信心的是我們有“六化”管理工作模式和參數化設計方法,只要我們凝心聚力、狠抓落實,把工作做實、做細,金屬結構三維設計一定會取得更大的成績。在此,我們愿意與兄弟部門(單位)相互交流,為全面實行“六化”管理而不懈努力,為提高全院的三維設計水平貢獻力量。
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