中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

根据国际能源署（IEA）提供的数据，水力发电是世界上最充 沛的可再生电力源泉，而中国则是全球最大的可再生能源生产 国。国际能源署在其《2018年可再生能源》报告中称，世纪 之交以来，中国水电增长量占全球水电总增长的一半以上。但 现在，变革已初露峥嵘。

由于中国目前致力于发展服务型经济和清洁能源，因此其能源 行业的未来发展前景与过去相比将截然不同。国际能源署预 计，中国能源需求增速将放缓至每年1%左右。此外，基于水 电项目产能放缓的趋势，结合由社会与环境影响导致的大型项 目开发数量减少的现状，正促使该行业的领先企业开辟新的收 入渠道。

西北勘测设计研究院（NWE）是享誉全球的中国设计与工程 咨询公司。该公司已预见到这些变化，并努力让自己的业务适 应当今的全球能源需求。它已从一家传统的水利水电勘察设计 公司转型成为一家技术驱动型工程企业，主要从事各类可再生 能源的综合利用与开发（包括水能、风能、光伏、地热）、水 处理与城市基础设施建设。

西北勘测设计研究院数字与智慧工程院院长杨党锋表示：“如 今，中国在水利水电方面新的开发需求正在放缓，我们已经觉 察到工程建设业务有所减少。这迫使我们通过自身转型，在其 他主要的土木工程市场和国际市场寻求机遇。”
 

在许多方面，西北勘测设计研究院的规划与“中国制造 2025”不谋而合。后者的意图在于将中国发展成为全球领先 的高科技制造国。西北勘测设计研究院在积极参与全球新能源 建设项目的竞争时发现，更多公司因转向使用数字化和3D设 计有效地提高了创新力和盈利能力，从而能够更好地管理项目 的复杂性及风险，快速适应持续不断的市场变化，以应对激烈 的市场竞争和不断提升的行业要求所带来的双重压力。 

杨党锋表示：“为了解决上述挑战，我们不得不提高我们的项 目管理水平、勘察设计技术和业务创新能力。” 

2010年开始，公司决定与达索系统展开合作，并运用3D技术 来提高设计效率和产品质量，增强市场竞争力。使用达索系统 的设计应用CATIA后，西北勘测设计研究院成功地在水利水电 工程等复杂项目上实现了3D协作设计，帮助其扩大市场份额 和竞争优势。 

基于这一成功经验，西北勘测设计研究院在2016年决定使用 达索系统3DEXPERIENCE®平台，构建一个从勘察设计到工程 建设直至交付运营，贯穿工程项目完整生命周期的基于数据的 数字化工作流。
 

西北勘测设计研究院数字与智慧工程院的技术集成与研发所 所长马晓东表示：“现在，我们正在开发大量可再生能源项 目和其他相关项目，如水电、新能源、风电、光伏和生物质 燃气。一个水电站可能涉及大量学科，大概有40到50种专业 分类。管理者未必能精通每个学科的专业知识。因此，为了 帮助管理者全面了解每个项目，特别是我们的工程、采购和 施工总承包项目，我们需要使用可视化技术和3D技术来发现 工作细分结构风险，方便快速地展现设计进度和介绍完整的 生命周期概况。” 

马晓东补充道：“通过在统一平台上集成3D设计、项目管 理、仿真分析和其他系统，管理者现在能够更深入地掌握公司 的工程项目，做出明智决策。” 

3D可视化与仿真正在帮助西北勘测设计研究院强化工程流 程，同时提高设计效率和设计质量。该公司的桥梁所是这方 面的最早受益者。 

西北勘测设计研究院清水河项目总工程师、供职于水环境工 程院/城建与交通工程院桥梁所的陈文说：“借助这个平台， 我们能够尽可能缩短用来构建复杂空间结构的时间，切实地 帮助我们的设计人员制作3D和2D施工图纸。对某些超出我们 想象的非常规结构形状，3DEXPERIENCE平台帮助我们在尽 可能短的时间内完成设计构思，并理解复杂结构。” 

虽然西北勘测设计研究院现在借助3D环境开展设计，但是在 中国，2D图纸仍然是通过项目业主和政府审批的标准要求。 使用3DEXPERIENCE平台后，设计人员能够轻松地完成这项 工作。 

陈文说：“过去，使用2D图纸准确地表达复杂结构极具挑战 性。现在，我们能够完美地将3D设计转换成2D图纸，为我们 的设计人员大幅简化图纸制作工作。” 

现在，桥梁所只需要一名设计人员就能创建出复杂结构并转 换成2D图纸，而过去则需要一整支团队。 

通过改变自身的设计流程，西北勘测设计研究院已经成功地 大幅缩短设计周期，降低劳动力成本。 

陈文说：“如果我们在2D环境中设计高度复杂的桥梁，可能 要耗时六个月。而使用3DEXPERIENCE平台并在3D环境中进 行设计，我们可以将设计周期缩短两个月。” 

西北院以这次的成功为基础启动了新项目，帮助其电气设计部门更有效地运作，并提升新订单响应速度。西北院随即携手达索系统行业团队及其技术合作伙伴安托，共同定义端到端的工作流。

依靠达索系统价值交互方法，他们开展了详尽的业务分析，并根据行业最佳实践定义端到端电气设计流程，涵盖各阶段的预期性能改进。最终得出结论，如果西北院摒弃单独的应用改为采用一体化、基于模型的方法来处理电气设计流程的方方面面，可以更有效地开展工作。基于此，团队在3DEXPERIENCE平台上创建了一套定制化解决方案，以满足西北院的特定需求。解决方案以CATIA为基础，涵盖电气设计管理、电气系统设计、电气3D设计和电气施工应用。

仅新需求管理功能一项，设计前期阶段效率就提高了30%。所有数据和模型统一保存在3DEXPERIENCE平台中，团队从一开始就能够获得制作准确电气平面图所需的所有信息。

Chen表示：“在同一个3D模型中集成建筑模块化和电气系统设计要求，有助于我们为新的水电项目创建电气系统规划，目前我们的开发速度比以前有了显著的提高。”

西北院正在将电气建筑设计、电气原理图设计和电气3D系统设计三个设计阶段互联互通，以真正实现水利与水电领域电气设计的自动化。

Chen指出：“与手动绘制电气系统相比，我们现在使用CATIA根据我们的电气系统架构定义自动生成模型。而且因为全程所有模型之间相互关联，设计变更效率提高了20%。新的电气设计解决方案正在支持我们在每个阶段更高效地工作。”

如今，西北勘测设计研究院的员工在工作时不仅协作更紧 密，还能够更好地获取和共享知识，工作也更加投入。 

杨党锋说：“由于我们可以通过网络访问3DEXPERIENCE平 台，因此，无论我们的用户身处何地，他们都能方便地打开 设计，进行检查与审核。该软件使用简便，这对我们的大龄 校审人员来说尤为重要。而且在与我们世界各地的现场施工 团队共享设计时，它也特别方便和有效。” 

通过协同设计，该公司能够充分运用其分散于世界各地的专 家，最终取得最佳结果。陈文表示：“3DEXPERIENCE 平台 将所有专业人员集合在统一平台上，开发项目框架，然后将 项目分解为工作包。通过这种方法，身处不同地点、掌握不 同领域专业知识的设计人员能够开展协作，改进每个项目的 结构设计，显著加快各项工作的完工速度。它帮助我们大幅 度降低沟通成本，同时提高工作效率。” 

关键在于，通过利用公司开发完成的现有设计，工程人员 现在能够加快新开发工作的进程。例如，如果公司为某个 城市设计完成一座桥梁，现在正在其他地方建造另一座桥 梁。工程人员可以借鉴前一个项目的设计、数据和相关信 息，将有价值的部分重复应用到第二座桥梁，而不必重新 逐步验证核实。

马晓东说：“3DEXPERIENCE平台具有很强的灵活性，便于 我们像搭积木一样进行再设计。它将3D设计、项目管理、仿 真计算和其他计算集成到完整模块中，有利于我们的开发工 作和全生命周期服务。”

展望未来，西北勘测设计研究院正在探索如何使用虚拟现实 （VR）等新技术来测试新的工程项目并向客户进行演示。这 种现代化工作方式有助于提高企业声誉，并提升客户满意度。 

陈文说：“从前，我们的设计人员使用纸质图纸向项目业主 讲解新的设计概念。而后他们采用PowerPoint进行讲解。今 天，我们通过3DEXPERIENCE平台，在VR环境中向他们演示 我们的设计方案，反响很好。近期，我们在云南完成了一个项 目的设计工作，并使用VR技术向客户演示。业主表示有如身 临其境。更重要的是，这种方法有助于消除他对桥梁完工景观 效果存有的任何疑虑。” 

此外，西北勘测设计研究院还计划在3D设计项目管理、 仿真分析和数据分析方面投入更多开发资源。这些都将由 3DEXPERIENCE平台提供大力支持。 

马晓东表示：“未来我们将把项目全生命周期流程推广到设计 项目管理和仿真分析。我们实施数字化系统的最终目标是进一 步提升我们的决策能力。” 

杨党峰补充道：“通过达索系统的3D体验平台，我们能够实 现设计流程的数字化，从而满足我们施工项目的全生命周期管 理要求。这将为数字化建设以及持续的智能运营与维护奠定坚 实基础。”