基于数字化的电力设计流程再造与实践研究

摘要：为了提升电力设计流程的效率与质量，本文采用数字化集成设计的方法对传统的电力设计流程进行深入剖析与再造规划。首先，介绍了原有电力设计流程的基本框架。其次，提出了基于数字化的电力设计流程再造方案，引入自动化工具，优化流程设计，使设计流程数字化、智能化和网络化。最后，对设计流程再造的应用效果进行评估。结果表明，再造后的电力设计流程在减少设计阶段消耗总时间、提高设计效率和优化设计方案等方面均取得了显著成效。本研究为电力设计流程的持续优化与创新提供参考。

关键词：数字化集成设计；电力；流程；再造

中图分类号：TM75"" """""""文献标志码：A

随着信息技术快速发展，数字化集成设计在电力设计领域的应用越来越广泛。传统的电力设计流程已难以满足现代电网建设高效、智能、环保等要求。因此，基于数字化的电力设计流程再造成为当前研究的热点和难点。电力设计是电网建设的关键环节，其设计质量和效率直接影响电网的运行性能和经济效益。传统的电力设计流程存在信息孤岛、设计周期长、优化程度低等问题，已无法适应现代电网建设的快速发展。数字化集成设计技术为电力设计流程再造提供了有力支持。

1原有设计流程

原有设计流程包括初步设计阶段、司令图阶段和施工图阶段。在施工图设计阶段，须将各子系统进行详细布局，完成施工图。在引进数字一体化设计平台后，这2个阶段越来越模糊。利用数字集成设计平台可以不断优化设计模型，使整个设计从粗到精，循序渐进，司令图和施工图阶段的划分就不会那么清晰了，平台的出图模块使大多数图纸出图工作都能自动进行[1]。在某种程度上，现有设计流程已成为制约设计效率与品质提高的障碍。在建立数字化综合设计平台的过程中，虽然解决了部分局部化的问题，但是设计人员仍然保留原有的设计习惯，导致其在实际应用中存在工作流程不顺畅、效率低等问题。该过程重组的主要目的是解决设计过程与设计平台之间不匹配的问题，对内部数字化集成设计平台的应用起示范作用。

2基于数字化集成设计的设计流程再造规划

在电力设计流程再造过程中，基于数字化集成设计，利用流程再造“阶段-活动”（S-A）方法，确定设计流程再造的基本S-A框架表，见表1。

在此基础上提出基于S-A架构图的概念，并对其进行分析。在故障诊断中利用鱼刺法将工作经验与专家调查相结合，选取“设计变更”作为评价指标，结合在工程实践中遇到的问题，总结工程变更发生的原因。

作为设计过程中的核心环节，提资流程是否顺畅与整个设计流程的推进、完成有统计学意义。为了提升设计效率和质量，须对提资流程进行效能分析[2]。在此基础上，采用抽象化的方式理解提资过程，并运用Petri网建模具体分析和改进。首先，需要对提资流程进行分析，分析其中的问题。使用Petri网建模，可以将提资流程中的各个环节、资源以及它们之间的关系可视化，更好地理解流程的动态行为。这包括分析提资流程中的各个环节是否高效协作，资源是否得到合理分配以及是否存在信息孤岛或沟通障碍等问题。在分析了提资流程的效能后，根据分析结果提出相应的再造思路[3]。这些思路可能包括优化流程结构、改进信息传递方式以及提升资源利用效率等。使用Petri网建模，可以模拟这些再造思路的实施效果，选择最佳方案。单次提资的Petri网模型如图1所示。

由图1可知，p1～p6这6个库所分别代表设计流程中的不同阶段：从最初的准备提资数据开始，到准备校审、校审通过或未通过，再到提资失效或提资完成进入设计阶段。这些阶段构成了设计流程的核心内容，也是需要重点关注的环节。同时，t1～t5这5个变迁则代表了推动这些阶段向前发展的动作或事件。例如，发布数据是启动整个提资流程的关键步骤；提资校审是保证数据质量的重要环节；提资完毕则标志着一次提资流程的结束。如果在校审过程中发现问题，就需要进行提资待修改和提资修改这2个步骤，直至问题得到解决。使用Petri网建模，可以清晰地看到设计流程中的每一个环节以及它们之间的关系。这不仅有助于更好地理解设计流程，还能够在模拟中尝试不同的再造思路，观察它们的实施效果。采用这种方式可以选择最佳方案，保证设计流程高效、准确。将上述模型进行简化，绘制多次并行提资简化后Petri网模型（如图2所示）。

在电力设计流程中，提资环节不仅扮演着信息传递的关键角色，还是保证设计任务顺利进行的重要环节。在实际操作中，提资流程在配合时间方面经常会遇到问题，这直接影响了整个设计流程的效率和进度[4]。因此，当前亟待解决的问题是研究提升非增值的提资环节效率的方法。首先，要深入理解提资失败的原因。其包括信息传递不畅、沟通不及时和资料不准确等多种因素。深入分析这些因素，找到导致提资失败的根源，有针对性地进行改进。其次，要优化提资流程中的配合时间。配合时间的长短往往取决于多个部门和团队之间的协同效率。因此，可以加强部门间的沟通协作、建立高效的信息共享机制等方式来缩短配合时间，提高提资流程的整体效率。提资时间、提资失败间隔时间和提资修改返回时间应当满足下述条件，如公式（1）所示。

（1）

式中：F（t）为条件函数；t为系数；λ为时间变量。将λ分别代入λp、λF和λR，分别为平均提资时间、平均提资失败间隔和平均提资修改返回时间。三者之间的密度函数如公式（2）所示。

（2）

综上所述，提升提资部分速率，降低提资失败率和修改率，提升提资部分效率。基于此，将原有数字化集成设计中的信息化设计数据流进行初步重组规划，如图3所示。

为了深入理解并优化现有的电力设计流程，采用流程图法进行分析。与国际工程公司的流程进行对比，发现在应用数字化集成设计后，司令图阶段的布置设计质量十分重要。原有的司令图阶段在设计深度和设计周期方面均无法满足数字化集成设计的需求，因此，对该阶段的流程进行再造研究十分重要。新的设计流程从管材选型开始，在初步设计阶段，根据项目具体需求确定适用的标准[5]。系统工程师负责完成系统设计，生成系统图。随后，各专业团队根据系统设计的内容确定所选用的等级，并保证各个等级中的元件均符合标准化要求。同时，根据项目的实际需求提供参考项目的设备、管道等模型。各专业布置工程师在设计平台的支持下，根据系统图完成各个系统的初步布置，结合厂房布置确定主厂房轴网的尺寸。初步确定管道系统和设备布置方案后，及时与结构专业进行沟通，进行荷载提资确认，减少手工绘制提资图的工作量，提高设计效率和质量[6]。再造后新工作流程如图4所示。

3设计流程再造应用效果分析

在推进某电力设计项目的过程中，业主方对施工方的精细化程度提出严格要求，希望对数字化设计成果进行阶段性的评审。这个新的挑战要求设计团队不仅要保证设计质量，还要保证设计流程的透明度和灵活性，以满足业主的评审需求。如果继续沿用传统的电力设计流程，那么设计团队将面临多重挑战。首先，传统流程可能难以满足高度精细化的设计要求，导致设计成果无法达到业主的期望。其次，由于传统流程在信息共享和协同工作方面具有局限性，因此难以满足业主对数字化设计成品进行阶段性评审的要求。不仅影响设计效率，还可能引发额外的设计和配合工作，使工作量成倍增加。因此，为了满足高标准项目的需求，设计团队必须重新审视并优化电力设计流程。在这样的背景下，应用上述改造后的新流程完成电力设计，并对其应用效果进行分析。记录同一个项目在应用再造电力设计流程和原有设计流程的过程中各阶段消耗时间，再造效果对比见表2。

由表2可知，经过再造后的电力设计流程在各个阶段所消耗的时间明显缩短，不仅体现在设计阶段消耗的总时间上，还体现在各个环节中，说明整个设计流程更高效，设计效率明显提升。特别值得关注的是司令图阶段。在这个阶段，采用集中协作的方式，布局设计的流程更流畅。这种协作模式不仅优化了设计过程中的信息流通，还保证了设计团队之间的紧密配合。这样的改变使处理管线的效率和质量都得到显著提升。

随着管线处理效率提高，向下游专业（例如土建、电气等）提供设计条件的时间也相应缩短，说明下游专业可以更早开始工作，加快整个项目的进度。同时，由于上游条件的限制减少，因此下游专业能够根据自己的实际情况优先完成那些受上游条件影响较小的任务。此外，数字化协同设计平台的应用也起到了关键作用。在这个平台上，各个专业团队可以实时共享信息、协同工作，缩短等待和提交材料所需的时间。这种协同设计的方式不仅提高了工作效率，还保证设计质量稳定提升。

综上所述，电力设计流程再造后，不仅在时间消耗方面显著优化，还在工作效率和协同性方面取得了明显进步。这些改变为电力设计行业带来了新的发展动力，也为未来的设计创新奠定了坚实的基础。

4结论

基于数字化的电力设计流程再造研究取得了显著成果，为现代电网建设的高效、智能、环保等要求提供了有力支持。随着技术不断发展和电网建设日益复杂，还需要进一步深入研究，不断完善和优化电力设计流程，以适应未来电网建设的更高要求。笔者将继续关注数字化集成设计技术的发展趋势，加强与其他相关领域的合作，推动电力设计流程的持续创新和发展。

参考文献

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