前些年，由于我國對全社會固定資產(chǎn)的持續(xù)投入以及招商引資的大力推動，工程設(shè)計咨詢服務(wù)行業(yè)取得了快速發(fā)展，行業(yè)隊伍素質(zhì)、經(jīng)營規(guī)模、經(jīng)濟效益得到大幅提升。近年來，受國際油價下跌，國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等影響，國內(nèi)工業(yè)工程設(shè)計行業(yè)進入了寒冬期，外資工程公司紛紛大規(guī)模裁員或結(jié)束在華業(yè)務(wù)，一些國內(nèi)設(shè)計院、工程公司也相應(yīng)裁員或解散。目前工程項目數(shù)量銳減，行業(yè)惡性競爭嚴重，業(yè)主單位為了早日實現(xiàn)經(jīng)濟效益，對工程服務(wù)單位提出了更高要求，而絕大部分企業(yè)應(yīng)對不足，依舊延續(xù)原有設(shè)計方式，通過加人加班來克服困難，設(shè)計人員苦不堪言，公司成本增加，利潤減少，惡性循環(huán)。嚴峻的市場形勢將推動企業(yè)主動尋求變革，改進設(shè)計方式已刻不容緩，將成為企業(yè)突破發(fā)展的重要一環(huán)。
1 工業(yè)配電設(shè)計方式的現(xiàn)狀
1.1 設(shè)計流程
工業(yè)配電設(shè)計主要包括配電系統(tǒng)、照明、防雷接地等。設(shè)計基本流程是：根據(jù)其他專業(yè)負荷條件進行負荷計算，確定系統(tǒng)形式，繪制系統(tǒng)圖，進行變電所/配電室布置、橋架布置及電纜敷設(shè)，可同時進行照明、防雷接地的設(shè)計，最終統(tǒng)計材料表。
配電系統(tǒng)設(shè)計是配電設(shè)計中最重要的部分，需要進行多種計算和繪制單線圖才能完成系統(tǒng)部分的設(shè)計，計算包括負荷計算、短路電流計算、電纜截面計算(電壓降計算、載流量的校正以及熱穩(wěn)定校驗)、保護整定與靈敏度的校驗等。多種計算及繪制單線圖之間相互關(guān)聯(lián)，某項計算的結(jié)果同時是其他計算或單線圖的輸入，如通過電纜截面計算后所選電纜的阻抗為短路電流計算的輸入，短路電流同時是電纜截面計算中熱穩(wěn)定校驗的輸入。配電系統(tǒng)設(shè)計流程如圖1所示。
圖1 配電系統(tǒng)設(shè)計流程
1.2 設(shè)計工具
目前，工業(yè)配電設(shè)計主要依托于AutoCAD、PDS/PMDS、Microsoft(Word/Excel)等工具進行設(shè)計。AutoCAD用來制作系統(tǒng)圖(單線圖)、控制原理圖、平面布置圖等;PDS/PMDS用來規(guī)劃橋架路徑、布置配電柜/箱/操作柱等，檢查布置位置是否合理，是否與其他設(shè)備管道發(fā)生碰撞;Word/Excel用來編寫設(shè)計說明、計算(負荷計算、短路電流計算、電纜截面計算等)、材料表等。
1.3 存在問題
目前計算和繪制單線圖一般采用兩種方式：①自制Excel表格和AutoCAD。自制Excel表格用來處理多種計算，AutoCAD用來繪制單線圖。②AutoCAD及插件。AutoCAD繪制單線圖的同時采用插件來進行計算。上述兩種設(shè)計方式存在以下缺點：①自制Excel表格需根據(jù)不同規(guī)范標準以及項目實際情況進行調(diào)整。如項目地點在海外，需要遵循當?shù)氐囊?guī)范標準，設(shè)計人員須查閱大量當?shù)匾?guī)范及標準，耗費大量時間。②相互關(guān)聯(lián)的計算反復(fù)輸入，占用大量時間處理數(shù)據(jù)。③計算之間、計算與繪制單線圖之間無法集成，圖形中元件無屬性。若輸入數(shù)據(jù)發(fā)生變化，造成大量的重復(fù)勞動且易出錯。④無法判斷正確性且無法診斷錯誤位置。計算及繪制單線圖對設(shè)計人員的要求較高，經(jīng)驗不足的設(shè)計人員無法勝任該工作。
1.4 設(shè)計方式進步緩慢原因分析
設(shè)計方式進步緩慢，依舊是耗時耗人力的設(shè)計方式為主，分析主要有以下因素：①使用習(xí)慣：習(xí)慣了傳統(tǒng)設(shè)計方式，不愿輕易改變工作習(xí)慣。②投入意愿小：先進的專業(yè)設(shè)計軟件需要購買，企業(yè)不愿投入這方面資金。③標桿企業(yè)未改進：很多行業(yè)標桿企業(yè)也是延續(xù)傳統(tǒng)設(shè)計方式，無法產(chǎn)生鯰魚效應(yīng)，帶動整個行業(yè)發(fā)展。
2 工業(yè)配電設(shè)計方式的發(fā)展
2.1 設(shè)計方式的發(fā)展
隨著科技日新月異的進步，配電設(shè)計方式也取得了巨大發(fā)展，出現(xiàn)了一些智能化、集成化的軟件?？梢詫﹄娎|截面、短路電流、上下級保護配合等進行自動計算與元件選型，快速建立單線圖模型，輸出成品文件。
2.2 智能化軟件
2.2.1 SIMARIS design
SIMARIS design是西門子公司推出的針對中低壓配電系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用和選型優(yōu)化的軟件。適用于規(guī)劃和設(shè)計樹干式配電。軟件提供多國語言，遵循IEC標準規(guī)范，協(xié)助工程師快速可靠地完成大量的計算和設(shè)備選型工作。主要功能有短路電流計算、電壓降計算、選擇性評估、負荷計算等。軟件內(nèi)置數(shù)據(jù)庫只支持西門子產(chǎn)品。
2.2.2 eleccalc
eleccalc是法國Trace software公司出品的配電系統(tǒng)設(shè)計、計算和設(shè)備選型的綜合性軟件。軟件界面與Windows軟件界面相同，多種語言可自由切換。設(shè)計范圍包括高壓進線、低壓配電直至最終負載(如電機、插座、燈具等)。軟件集成多種計算與繪制單線圖，不需要使用其他多種工具，能定制配置，建立和維護企業(yè)數(shù)據(jù)庫，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫的方式快捷的完成高質(zhì)量的設(shè)計。內(nèi)置海量的制造商產(chǎn)品庫，(如ABB、西門子、施耐德等)。同時集成了國際和當?shù)匾?guī)范標準，自動實時的計算和設(shè)備選型，實時發(fā)出錯誤警告和優(yōu)化建議，一鍵自動生成計算報告、單線圖和材料清單。貫穿項目的整個生命周期，從最初設(shè)計、施工、調(diào)試、運行、維護直至拆除。
該軟件支持將同一項目的電氣系統(tǒng)與三維模型設(shè)計平臺無縫集成，支持Revit、ArchiCAD等IFC4協(xié)議的軟件數(shù)據(jù)交換?；诖斯δ埽筛鶕?jù)三維模型中電氣設(shè)備的布置以及橋架電纜走向精確測量電纜長度，從而更精確的進行電纜截面計算。同時該軟件還支持導(dǎo)出數(shù)據(jù)至電氣原理圖設(shè)計軟件elecworks進行二次設(shè)計，也可導(dǎo)出數(shù)據(jù)至至eleclive云端協(xié)同共享。各平臺相互集成如圖2所示。
圖2 各平臺相互集成
2.3 設(shè)計方式的未來
隨著BIM設(shè)計的發(fā)展與推廣，設(shè)計將從設(shè)計思想的示意性二維表述轉(zhuǎn)變?yōu)槟M實現(xiàn)的過程。全專業(yè)、全過程BIM設(shè)計應(yīng)用是設(shè)計人員從設(shè)計初始立足項目工程全局，借助BIM平臺相互協(xié)調(diào)工程項目各專業(yè)，權(quán)衡主次，模擬分析，不斷優(yōu)化設(shè)計，確保時時完全對應(yīng)的3D模型和2D圖紙成果和信息完整傳遞，使得設(shè)計方、施工方、業(yè)主與管理各受益方效益最大化。BIM電氣工程設(shè)計將集成所有計算和模擬，末端信息自動提取，系統(tǒng)自動生成，模擬照明、防雷接地等系統(tǒng)布置和測試，實現(xiàn)全專業(yè)、全過程BIM施工圖設(shè)計，直接打印出所有圖紙。在項目設(shè)計中實施BIM將極大地提高項目設(shè)計質(zhì)量和效率，減少后續(xù)施工期間的洽商和返工，保障施工周期，節(jié)約項目資金。
3 結(jié)語
目前工程行業(yè)正處于重新洗牌的關(guān)鍵時期，加強修煉內(nèi)功、勇于開拓國際業(yè)務(wù)的企業(yè)將會占得先機。改進設(shè)計方式、采用先進的配電設(shè)計解決方案不僅能提高工作效率，提高工程質(zhì)量，優(yōu)化企業(yè)人員結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本，還能增強企業(yè)軟實力，贏得更多客戶青睞。
（轉(zhuǎn)載）
