程晓飞

（山东港通工程管理咨询有限公司，山东 烟台 264000）

1 背景及现状

在中国工业飞速发展的背景下，据统计，我国重点工程项目设备投资一般占项目总投资的50%左右，设备工程质量的优劣直接影响着工程项目建设的周期和投资效益[1]。目前，国内外的设备监理服务还局限在设备的制造、安装阶段，功能也仅仅体现在对设备制造过程提供现场监督和检验服务[2]，而并未发挥设备监理服务的最大作用。

设备监理的定位即为业主提供设备工程项目监理服务的专业化机构，目的是为了保证设备的质量和维护项目的整体利益。设备监理更应由对于项目质量的专业化检察监督逐步向设备建设工程的项目管理过渡[1]。因此，在设备监理工程中，应该实现监理人员对设备的全生命周期管理，实现整个监理过程中设备信息模型化、信息化、高智能化的设备工程项目管理服务。

2 三维信息模型在设备监理过程中的应用

设备监理要实现参与设备工程全生命周期的管理，则需要信息技术的支持。文章以港口工程项目的信息模型为例，提出基于设备三维信息模型的构建基础，在设备监理过程中实现对项目全方位的把控，从而达到设备监理服务的最终目标。

2.1 设备监造阶段应用

要实现模型在设备建造项目的应用，首先需要建立三维模型，然后针对模型的每个加工部分和位置输入生产加工的各种参数，以实现对于建造设备的整体质量把控，甚至可以通过模型完成后的软件分析发现各种结构和工艺造成的安全隐患。以65 t-46 m集装箱岸桥为例，传统的CAD平面图较抽象，且图纸多，详见图1；而转化后的三维立体模型则能更为直观、形象的展示设备的结构，详见图2。

图1 165 t-46 m集装箱岸桥图纸 图2 根据图纸建立1 ：1三维模型

三维模型不仅方便设计人员制图，也方便施工人员看图，而且可以直观的展示自己的设计成果。在工程建设的初级阶段，设计人员能够在三维软件的帮助下，对项目的前期规划进行简单的立体建模，再通过仿真软件对不同的方案进行模拟与分析、列出各个方案的优缺点供业主参考，从而选出最优的方案。在模型建立完成后，通过模拟真实环境中存在的各种环境输入来分析构件各个位置的受力状况，而且可以对各个构件之间的配合是否干涉进行检查，可以在建设前发现设备存在的缺陷和潜在的危险，提前对设备进行修改完善，减少设备投入运营后造成事故和维修而付出的不菲代价，实现对设备工程质量的控制，从而实现设备监理的目标。

2.2 工程施工阶段的应用

三维模型不仅在设计阶段有较为广泛的应用，改进设计方案，在设备安装工程施工阶段也可以发挥很大的优势，实现项目管理的信息化。信息化的管理提高了项目的实施效率、提升了工程结构的施工质量、缩短施工工期、降低施工成本。

（1）三维模型可以从基础开始一步步的展示施工的过程，使得施工过程有更直观的视觉效果。特别是在设计施工过程中应用到新工艺、新技术时，三维效果图的展示可以更直观、更简单易懂，利用项目的顺利进展，更大程度的减少施工过程中的错误概率，提高效率及工程质量。

（2）在码头设备工程上，传统的CAD图纸中很难发现设计中的漏洞和问题，从而导致在施工过程中出现因为设备和各种机构之间的碰撞而产生的返工费用。就以图3和图4的码头工程项目为例，码头前沿所使用的皮带装船机就存在头部溜筒高度过低，会与船舶舱口发生碰撞，甚至高潮位无法靠泊的问题。这种问题在传统的CAD图纸中很难发现，但是在三维模型中却可以直观地发现何处会碰撞，装船机臂架伸出多远距离里可以避免发生碰撞问题。

图3 通过三维软件建立码头工程模型效果图

施工前，依托三维软件可以实现各个设备、管道、梁柱等的碰撞检查，此举是避免施工反复，提高施工效率和质量的关键。在施工过程中，由于各种原因临时修改方案产生的设计变更在所难免，变更会增加碰撞的概率，此时更需要再次碰撞检测，检查设计更改的部分是否与原有设计之间有碰撞。通过提前做碰撞检测，让施工过程中可能发生的碰撞提前暴露并修改，这样可以减少施工单位返工的工作量，提高施工效率和质量，降低施工成本。

图4 设备与船舱口发生碰撞干涉

2.3 三维模拟软件在工艺设计方面的应用

同样三维信息模型可以在各种装卸工艺的设计中起到非常大的作用，通过三维建模软件建立的模型导入仿真软件中并输入工作参数等，可以模拟仿真出各个设备的能力、数量配置是否满足生产要求，在哪个环节出现问题等，通过调整参数从而模拟出最优的设备配置方案。企业还可以通过仿真软件科学合理地安排生产调度，提高机械利用率，从而达到最优的生产安排。总体来说，港口工程装卸工艺设计的精髓在于及时、准确地获取相关工程数据，并合理安排工程中所需要的人、机、材料。三维仿真技术可以满足以上需求，通过安排合理的施工组织与工程实际数据进行对比分析，从而分析出现有的生产组织的瓶颈在哪，需要在哪些方面有哪些改进和提高等，从而更好地服务于项目后期的生产运营。

3 结语

文章通过工程实例提出基于三维模型的设备监理服务想法。随着模型技术应用环境的成熟，建模及仿真技术在设备监理服务中的应用将会更加广泛。随着技术的深入应用，必然会给设备监理过程中的各项工作带来极大的帮助，不仅能够提高工艺设计阶段各种设备的利用率，提高设备制造安装过程设计的合理性，还能提高设备安装工程的投资回报，有效地加快工程施工的进度，提升设备监理项目的工程质量，节省施工成本，从而为高质量的设备监理工程打下坚实的基础。