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1)橋梁工程是復雜的,其工程合理性和結構合理性的判斷較為困難,真正掌握橋梁工程核心技術的人才資源極度稀缺,因此一般工程設計很容易出錯,設計的反復次數多,且是串行模式的反復。2)橋梁工程是高度危險的,其結構體系復雜,荷載大,結構容易損傷,極易出現病害,影響結構安全。同時,結構上面是高速行駛的車輛,結構病害極易引發交通事故,不僅會對人民的生命財產帶來危害,而且還會對國民經濟造成不良影響。因此,上述因素導致國家高度重視橋梁工程的審查,級級審核次數多;而因為審查資源稀缺,最終導致級級審查為串行模式,設計者必須完成每次的審查修改才能向下次審查提交設計圖紙。3)橋梁工程圖紙制作工作量巨大,導致校核工作量急劇增加。4)橋梁工程設計周期緊,資料不全,反復次數多,這也屬于串行模式的反復。總體來說,橋梁工程設計圖紙制作工作量大,圖紙制作反復的次數多,且屬于串行模式的反復。因此,目前橋梁工程設計的主要問題不在于信息共享和團隊協作,而在于信息的正確加工能力,即資料齊備后制作的設計方案,不管多少次、多少級別的審查,方案都沒有問題或者只有少量問題,從而從根本上消除或者明顯減少因設計反復引發的工作量。這需要高端技術人員加入設計團隊,但高端設計人員資源都很稀缺。因此,對于橋梁工程設計而言,目前協作平臺的重點應放在高端技術的共享和貫徹上。協作角色的重點是表1中的設計院專業副總,其是設計院的技術靈魂,具體工程一定要他們深度切入協作。
2問題與對策
上述分析表明,由于橋梁工程的復雜性和危險性等,致使橋梁設計必定是反復的;由于高端人員的稀缺性,導致這種反復必然是串行的。由于高端人員的稀缺性目前難以解決,導致串行性難以解決,因此,協同機制改進的重點是設計的反復性。設計反復性包含2個主要方面,一是反復的次數;二是每次反復的制作工作量。要想使反復次數降到最低,則質量必須絕對可靠,而這需要設計院專業副總深度切入協作才可能達到。1次反復的制作工作量包括2個方面,一是設計思想的變更工作量,其牽涉到更改一系列設計關鍵值;二是設計思想表達制作的工作量,即工程圖紙繪制工作量。通常,設計思想變更工作量較少,制圖工作量變更較多,其可以通過參數化制圖工具來解決。目前如何能讓設計院專業副總深度切入具體工程項目的設計協作是一個亟待解決的問題。也就是說,專業副總究竟最后控制了什么?如果能把專業副總控制的內容提前告知設計團隊,那么設計圖紙制作質量將得到大大提高。目前專業副總控制的內容是以設計指導書的形式來表達的,但是不夠精細,且還是靠人工執行的,執行質量還不一定能達到專業副總要求的水平,因此專業副總控制的內容還需要更精確的方式表達,并采用更精確的方式來實施。筆者基于設計經驗,認為數字化控制技術的應用應該是一個最好的解決方案。下面對該解決方案進行簡單介紹。
2.1數字化設計指導書建立
首先要將最終工程結構參數化,即根據橋梁結構的固定規則去掉大部分不受外界參數影響的參數,剩下的就是依工程情況而變的少部分參數,也就是橋梁結構的關鍵參數;然后再將工程條件(如技術標準、地質、自然條件等)參數化,各參數根據其自身特點建立分級標準;最后建立一個關系數據庫,即各種工程條件參數值對應的各種橋梁結構關鍵參數值,該數據庫就是橋梁設計經驗庫,也是數字化設計指導書的具體形式。實際工程設計時,只需明確工程條件參數值即可自動搜索橋梁設計經驗庫,高質、高效地形成橋梁方案。該庫是設計院專業副總畢生心血的結晶,是他們多年理論與實踐經驗以數字化方式保存的成果,項目組可以在設計開始時就直接應用專業副總的經驗,且應用過程是數字化控制的,完全能達到高精度的標準;專業副總也可隨時修改指導書的內容,項目組直接應用修改后的設計指導書,達到設計人員與專業副總的高端思想隨時保持一致。
2.2計算控制平臺建立
建立結構計算工具、造價估算工具及三維效果圖工具,對實際工程結構的安全系數、材料指標、美觀指標進行計算,并將其與專業副總的控制指標進行對比,既可校驗指導書的正確性,又可確保具體工程的質量。
2.3高效協作操作平臺建立
協作操作平臺必須能完成橋梁的方案設計,智能應用數字化設計指導書,自動調用參數化制圖平臺并生成工程圖紙,自動建立計算模型以控制工程項目的工程合理性。設計團隊中各角色必須有自己獨立的操作界面,可以進行獨立的數據遷入/遷出操作,以提高項目設計中的并行能力。同時要嚴格權限管理,更新數據的權限主要是確保數據安全,查詢數據的權限主要是確保數據保密。
3結語
環境工程設計的項目建議書階段包含若干個子結構,是一個復雜的系統。如果缺乏系統思維,孤立、片面地理解系統控制理論,將定量分析和定性分析、動態特性和穩態特性等相關內容割裂開來,不能相互聯系、相互融合以形成合理認知體系,則不能夠全面、聯系、突出重點地分析和解決問題。而利用思維樹模型可培養系統思維能力,[6]強化系統控制理論在項目建議書階段的應用,將一項工程所涉及的各個領域和角度清晰的表示出來(以城市污水處理廠為例,如下圖1所示)。
2可行性研究階段的系統控制理論
可行性研究是在項目建議書被批準后,對項目在技術上和經濟上是否可行所進行的科學分析和論證。這一階段包括工程概述、工程方案、工程投資估算及資金籌措、工程近遠期結合問題、工程效益分析、工程進度安排、存在問題及建議以及附圖附件等內容。在這一系統中,用最優化分析解決問題,即在本系統的運籌中,控制策略要使工程凈效益最大,而費用盡可能地小(可視為負效益)。為了盡可能地減少這種負效益,必須在一定的工程規律和條件的約束下,按照最優化原則,結合工程分析考慮工程方案必選優化,對整個工程系統進行科學的管理,不求負效益最小,而只要求負效益盡可能減少。這是由于在環境工程設計中,最優解并不一定是最理想的。[7]
3工程設計階段的系統控制理論
在此階段,環境工程設計可分為方案設計、初步設計、施工圖設計三個階段,每個階段都是一個復雜系統,可將系統控制的重點分別集中在組織系統的輸入、轉換過程和輸出3個階段,由此形成3種不同的控制類型:前饋控制、同步控制和反饋控制。[8]
3.1前饋控制
前饋控制也稱預先控制,是指在整個過程中預先集中于系統輸入端的控制,其目的是通過事前考慮各種可能的功能障礙來預測并預防偏差的出現。其在環境工程設計的方案設計階段起著重要作用,主要體現在以下幾方面:
3.1.1環境工程概況分析
環境工程涉及水、氣、聲、渣、輻射等多個方面,涵蓋內容非常豐富,工程特征千差萬別。因此,掌握具體項目的工程概況是搞好設計的必須前提,主要包括:(1)工程一般特征簡介。包括工程名稱、建設性質、建設地點、建設規模、車間組成、產品方案、輔助設施、配套工程、儲運方式、占地面積、職工人數、工程總投資及發展規劃等。(2)工藝路線與生產方法。用流程圖表述說明生產工藝過程,必要時列出主反應式和副反應式,并關注副反應中可能潛在的危害因素。(3)物料及能源消耗定額。包括主要原料、輔助原料、材料、助劑、能源以及用水等的來源、成分和消耗量,特別是要綜合對比單位產品的物耗、能耗指標、新水用量指標以及排污系數。(4)主要技術經濟指標。包括生產率、效率、回收率和放散率等。除了主產品的總回收率之外,還應高度重視資源的綜合利用率和綜合總回收率。
3.1.2污染源及污染源強分析
污染源分布和污染物源強是環境工程設計的基礎資料,必須按建設工程、生產過程和服務期滿后三個時期的工程全過程做認真調查、詳細統計,力求完善。對于污染源分布調查要求按專題繪制污染流程圖,標明污染物排放部位,然后列表逐點統計各種污染因子的排放強度、濃度及數量。另外,鑒于近年來環境風險事故呈頻發、高發態勢,應高度關注環境工程風險排污的源強統計及分析,包括事故排污和異常排污兩種工況。事故排污的源強統計應計算事故狀態下的污染物最大排放量,作為風險預測的源強;異常排污的源強應統計工藝設備或環保設施達不到設計規定指標的超額排污。
3.1.3環保方案分析
分析工程總圖布置方案,根據氣象、水文等自然條件分析工廠和車間布置的合理性,與周圍環境保護目標所定防護距離的安全性。分析工程既定環保方案所選工藝及設備的先進水平和可靠程度,采用資源節約型模式、資源綜合利用、物能良性循環、產業生態、清潔生產、循環經濟等方面的可行性,處理工藝有關技術經濟參數的合理性,并分析環保設施投資構成及其在總投資中占有的比例。
3.2同步控制
同步控制也稱實時控制,是指活動進行過程中所實施的控制。在環境工程設計中,同步控制的關鍵是嚴把設計質量關,實現初步設計的標準化,由僅控制排放標準向全面的設計質量標準過渡。積極引導環境工程設計單位貫徹國家制定的《建筑企業貫徹ISO9000系列標準實施細則》《建設項目環境保護管理條列》《中華人民共和國環境影響評價法》《三廢處理工程技術手冊》等相關標準,使環境工程設計單位質量管理工作進入程序化、標準化、規范化的軌道。各單位的質量保證體系,要在當地設計質量監督機構備案審查,把貫標工作與單位資質、工程招標投標和企業創優工作結合起來,實現質量的單位自控。在推行設計資格審查和管理制度的基礎上,進一步制定重大工程的設計方案圖紙審查、批準制度,發現問題,及時追朔設計存在的問題,系統解決,防止問題的再次發生,并追蹤審查以前的可能事故點。
3.3反饋控制
反饋控制也稱事后控制,控制作用發生在行動之后,目的在于改進,以預防將來發生偏差。在缺乏任何預見手段的情況下,反饋控制是比較實用的控制方式。在施工設計中,反饋控制的關鍵是引入工程環境監理,通過具有相應資質的監理企業,接受建設單位的委托,承擔其建設項目的環境管理工作,并代表建設單位對承建單位的建設行為對環境的影響情況進行檢查,對污染防治和生態保護的情況進行檢查,確保各項環保措施落到實處。對未按有關環境保護要求施工的,應責令建設單位限期改正,造成生態破壞的,應采取補救措施或予以恢復。通過監理這一反饋控制,可提供設計效果的真實信息,并使設計人員獲得評價其績效的信息,從而提高設計水平,對于下一步或日后工作的實踐指導作用非常巨大。
4竣工環境保護驗收階段的系統控制理論
為監督落實環境保護設施與建設項目主體工程同時投產或者使用,以及落實其他需配套采取的環境保護措施,防治環境污染和生態破壞,實施建設項目竣工環境保護驗收。[9]該階段是對整個環境工程設計系統的最后一個核查關卡,涉及驗收范圍、驗收標準、驗收工況、驗收監測(調查)結果、驗收環境管理、現場驗收檢查、風險事故環境保護應急措施檢查及驗收結論等部分。可用如下系統流程圖簡述其驗收工作程序。
5結論
保障電力系統的安全穩定運行是電力通信的主要作用,由于在通信保護控制、信息傳遞的準確性、可靠性和快速性等方面電力行業的要求非常苛刻,再加上電力部門在發展通信技術方面具有很大的優勢,為此,很多國家都在電力部門中將專用的電力系統通信網建立了起來。電力通信除了是電網調度自動化以及控制自動化得以實現的基礎之外,同時也是確保電網實現生產運行以及商業化運行的基礎。總之,在保障電網的經濟、安全和穩定運行方面電力通信具有十分重要的作用,在電力系統中電力通信的意義重大。
二、電力通信工程設計質量的有效控制措施
2.1制定科學的質量管理制度
必須要將編制審核和批準設計文件的制度制定出來,將各級設計人員的崗位責任制明確下來,從而確定好審核人員的質量責任,從而層層的分解質量管理的各項指標和任務。各個系負責人必須要將簽字關認真的把握住,要避免出現流于形式的情況,真正的做到嚴格把關,控制質量。在質量管理工作中做到獎懲有據、標準從嚴,最終能夠將結合約束和激勵的管理機制形成。
2.2嚴格的進行項目質量控制
要對電力通信工程的設計文件和原始勘察資料進行認真的檢查,要確保設計文件符合國家相關的規章制度、行業的有關規范,從而能夠將提升整體質量的途徑找到。要想做好電力通信工程設計質量的控制工作,首先就要將產生質量問題的因素找出來,在具體的設計項目質量控制中可以選擇排列圖分析的方式將會使質量受到影響的各種因素找出來,選擇因果分析圖的方式將導致質量問題產生的原因找到,嚴格的控制這些因素,最終使電力通信工程設計質量得到保障。
2.3對設計階段質量控制進行強化
對電力通信工程質量合理化的追求就是設計階段的質量控制工作,在對投資限額進行嚴格控制的前提下,能夠實現電力通信工程的最佳質量水平和功能,這就是所謂的合理化質量。所以在設計階段除了要避免出現對過高的質量標準、過全的功能進行追求而將投資的控制工作忽視的情況之外,同時還要防止將必要的功能犧牲掉,對工程投資的控制工作進行過分的強調。在具體的電力工程設計與控制工作中必須要將科學合理的質量控制點設置出來,只有這樣才能夠將電力通信工程設計的薄弱環節、關鍵部位和重要控制對象等確定下來,因此確定質量控制點是保證是實現設計質量目標的必不可少的前提。在對電力通信工程設計的質量控制點進行設置的時候,需要嚴格的以項目設計的特點為根據將其中會使質量受到影響的主要原因抓住,主要是在設計準備階段、設計全過程以及設計的后期服務階段對質量控制點進行設置,最終使電力通信系統的設計質量得到保證。
2.4對設計質量標準化進行積極的推行
對電力通信工程設計文件質量優劣進行衡量的非常重要的一個依據就是設計技術標準,產品質量在技術標準中具有十分明確的界定和文字表述。如果電力通信工程的設計質量符合標準規定的要求,那么其就屬于合格的設計;如果其不符合規范規定的要求,那么就屬于不合格設計,因此在審查的時候就不能夠通過。而要想順利地實施技術標準,就必須要具備較高的工作標準和管理標準,所以,對提高電力工程設計的產品質量而言將標準化工作做好具有十分重大的意義。盡管從事電力通信工程設計工作的人員具有不同的經驗和水平,然而通過標準化設計可以使設計文件的質量得到最大限度的保證,并且可以確保通信工程設計具有較高的重量水平。與此同時,還要嚴格的以工程設計的特點為根據將相關的作業指導書制定好,主要內容包括設計作業流程、現場勘查細則以及關于設計內容的深度、格式要求等,最終能夠使設計質量管理具備好的基礎。
三、結語