复杂核工程协同设计,问题怎么解?
核电工程和核设施(核电厂、核裂变反应堆、乏燃料后处理厂、核聚变堆、散裂中子源等)领域的全周期划分为研发、设计、建造、调试、运行与退役诸多阶段。相比于长达60年左右的核电厂(三代核电的设计标准,不包括延寿)运行过程,设计与建造过程约占12年时间,其中的设计阶段尤其是工程设计阶段起决定性影响。工程设计涵盖电站的预先规划,确定设计路线,制定工程方案,对工程建设的质量、造价、进度起着重要的控制作用。
核电站的设计是典型的复杂系统工程。“庞大的规模、复杂性、短暂的生命周期以及利益相关者之间微妙的相互依赖,使得可持续解决方案成为一大障碍。”
——Fiatech
协同活动中使用各自的专业语言成为造成障碍的主要原因,这些障碍在迫使整个设计项目周期延长的同时,极易造成难以预测的工程风险。
在信息化建设领域,拥有一种统一的交互建模手段,是解决上述跨学科间协同障碍的重要思路。这个手段要能够解决多学科设计数据的共存问题,同时具备统一的交互工具实现数据的管理与传递,设计中产生的元数据(Meta data)支持高度的模型化整合,以便实现数据之间的连续驱动。这种思路,即可将工程设计各学科之间的协同信息达成联动,进而提高沟通的效率和精确性。
达索系统的3DEXPERIENCE平台即是在此背景上应运而生的产物。其两大核心理念是基于模型(Model Based)与数据驱动(Data Driven),即在单一数据源IT架构中整合了多学科协同所涵盖的建模器(Modeler),交互(UI),输入输出(InOut)。
工程设计方面,3DE旗下包含了相应系统设计,系统仿真,设备工程,机械与结构设计,管路与电气工程,工程仿真等应用产品,原生产品功能覆盖了核电行业的从概念设计到工程出图的大部分环节,满足该行业的应用需求。
以上设计协同理念和解决方案在诸多的核工程设施设计中得到了应用和验证:国际核聚变堆(ITER)、欧洲散裂中子源项目(ESS)、新型小型模块压水堆、钠冷快堆、核燃料工程及乏燃料后处理厂等。
欧洲散裂中子源项目(ESS)
挑战
欧洲散裂中子源(ESS)项目团队需要协调所有参与其中的欧洲合作机构以及 供应商的设计工作,以便按时、按预算 建成全球最大也最具雄心的中子研究设施。
解决方案
ESS工程团队采用了3DEXPERIENCE平 台,确保实现协同设计和数据管理,同时简化协作流程。
收益
借助3DEXPERIENCE平台,ESS能为其所有设施和尖端设备进行
项目合作伙伴与协作机构涵盖13个欧盟成员国、40+实物合作伙伴、100+ 全球合作机构。其中的协同设计部分,项目以CATIA作为所有合作伙伴最通用的一款解决方案,其最主要的优势在于可将每个合作伙伴的三维设计集成至包含数百万部件的单一三维主模型中,从而可以统一协调所有与设施相关的设计和施工信息。从土木结构、单个设备到最小的部件都囊括其中,把所有数据都放在同一平台上。
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