摘 要 实现智能制造的关键是数字化设计。在总结中国家居产业数字化设计发展概况的基础上，分析当前家居数字化设计的基本情况、有待解决的根本问题和策略，构建面向智能制造的家居数字化设计关键技术架构，包括：数字化产品模型构建、数字化设计信息交互与处理、数字化设计拆单加工一体化及家居产品数字化设计信息展示等技术，旨为我国家居企业实现数字化智能制造转型升级提供参考。 关键词 智能制造；数字化设计；家居产品；关键技术 随着智能制造时代的到来，以“个性化定制”为主旋律的商业模式和以“柔性化制造”为核心的制造模式正快速席卷整个传统制造业[1]，传统制造业应以快速的转型和升级来适应这种变革，数字化设计和制造在此背景下应运而生[2]。设计是任何产品制造的灵魂，据统计，产品的设计阶段对产品生产周期的总成本影响通常占70%左右，产品设计不合理将直接导致产品成本及质量问题[3]。因此，产品数字化设计技术对向“个性化定制”和“柔性化制造”模式的顺利转型、对智能制造的转型，具有重大现实意义。 数字化设计，是指借助计算机、网络、CAD及CAE软件、打印机、绘图仪等工具，根据客户对定制产品的需求，充分考虑整个产品的生命周期进行数字建模[4]，依托数字压缩、编码、解调和调制等处理技术，经过一定运算，通过几何模型建构和反复数据调试完成产品设计[5]。在设计过程中，需通过信息技术对设计行为严格规范和把控，从而保障设计水平、设计效率和整体性效果。目前，国内外关于家居产品的数字化设计的研究主要以产品的标准化、系列化设计为主；随着定制家居的快速发展，各类管控软件在家居企业的应用，数字化设计逐渐进入设计、制造和管理的一体化技术方向发展，但面向智能制造的数字化设计技术体系的系统研究还鲜有报道。 鉴于此，笔者以传统家居产业数字化转型为例，针对我国家居数字化设计发展情况，就如何通过数字化设计与制造的生产方式实现柔性制造，阐述面向智能制造的家居产品数字化设计技术，旨为我国家居企业的数字化转型升级提供参考。 1 我国家居数字化设计的基本情况 1.1　数字化设计的发展历程 我国家居数字化设计与制造技术的发展，大致经历了四个阶段[6]。 第一阶段：以家具数字化设计软件研发为主。自主开发了家具零部件及结构CAFD系统、家具结构设计FCAD系统、室内设计和家具造型设计CAD系统、刨花板家具结构强度有限元分析SFCAD系统和32 mm系列板式家具设计DLFDH系统、家具造型设计FCAD系统等，数字化设计软件系统理论研究取得一定的成果，但由于缺少软件维护与技术升级措施，数字化设计的功能受限，推广和应用范围有限。 第二阶段：以国外设计软件的引进及软件间的接口分析为主。引进Autodesk公司AutoCAD计算机辅助设计通用平台，由于其易学、易用，且具有二次开发接口，得到家具企业的认可；同时，一些橱柜设计专业软件陆续被引入，如KCD Cabinet Designer、Cabinet Pro、Cabinet Vision Solid等，由于软件格式不兼容或未汉化、价格贵、售后服务及技术支持渠道不畅等问题，此类数字化设计系统多数仅限于少数外资或OEM企业使用，但为我国家具行业数字化转型和数字化设计快速发展奠定了一定基础。 第三阶段：以国内外家具数字化设计软件定制开发为主。如2020、Imos 3D、TopSolid Wood、Microvellum等，此类设计软件的共同特点是能提供家具数字化设计的解决方案和技术支持，因而深受家具企业的喜爱，并逐渐成为一些定制家具企业必备的设计工具。随着大规模定制家具和数字化管理的快速发展，家具企业的数字化设计和制造转型成为企业生存和发展的核心竞争力。在此背景下，国内的SAP、Oracle、Epicor、WCC、2020、IMOS、Topsolid、鼎捷、金蝶、用友、广州伟伦、广州华广、造易、商川等通用软件，逐渐成为制造行业常用的数字化设计和管控系统的主要代表。同时，国内家具企业和软件企业也开始结合定制家居的自身特点，开发家具企业专用软件，如东莞数夫、广州联思等。 第四阶段：以家具数字化设计在线展示为主。国内部分专业软件企业开始结合定制家具设计过程中的不同功能特点，开发家居数字化设计的拆单、渲染等功能软件，以广州犀牛R5、圆方、三维家、酷家乐等为代表，逐渐在家具行业中取得了相对稳固的地位，形成了国产家具数字化设计功能软件多足鼎立的局面。与引入国际化成熟的软件及作业标准（标准化导入式）相比，国产软件由于是为企业量身定制，更加适合我国家具企业数字化设计的实际需求，迅速打开了我国家具产品数字化设计的市场。 1.2　数字化设计的基本过程 家居数字化设计是指运用具体的三维软件工具，通过设计数据采集、数据处理和数据显示，实现家具模型的虚拟创建、修改、完善、分析与展示等一系列的数字化操作。 其基本过程如图1所示。 图1   家居数字化设计的基本过程Fig.1   Basic process of digital design for furnishing products 2 实施数字化设计的目的与策略 2.1　数字化设计的目的 结合定制家居产品的结构特点，围绕“个性化定制”和“柔性化制造”两种模式特点[7-8]，家居企业实施数字化设计的目的在于以下两个方面。 1）数字化设计作为定制家居智能制造单元的起点，直接决定了前端快速揉单和高效排产。揉单和排产受到生产任务分配、加工次序、工艺约束、生产状态和能力平衡等多种因素的限制，将直接影响由柔性控制多台数控机床组成的家居智能生产线的批量加工问题，也会造成个性化定制与生产效率之间的冲突、单件定制零部件与材料整体利用率之间的冲突、单件定制零部件与规模化生产之间的冲突[9]。因此，要想消减这些定制因子间的冲突，关键是解决多个连续变量和离散变量的混合系统优化问题，即突破快速揉单和高效排产问题，根源是设计数据信息的快速传递和共享[10]。因此，数字化设计是智能制造的基础，设计信息则是定制家居制造的核心因子，是定制家居集成车间数字化转型最关键的突破口。 2）智能制造最关键的一个特征是“个人定制”，用户全过程、全流程参与[11]，因此，数字化设计也是客户参与的重要信息依据。唯有设计信息通过数字化的形式来表现，才能通过柔性制造技术，实现个性化定制条件下的批量化生产，满足定制家居低成本、高质量、短交货周期的生产需求，从而提高大规模定制家居的智能制造水平。 2.2　数字化设计的策略 家居企业实施智能制造，是制造平台的搭建过程，该平台包含三大关键内容：即家具数字化设计平台、家具智能制造平台和家具数字化管理平台[12]。其中，家具数字化设计平台，其策略是通过开发支持多源设计信息、跨平台共享的软件架构技术平台，从而构成家具快速定制设计系统。该系统应不仅具备自适应数据对接、云端自存储、自设计、个人定制、众包设计以及设计信息快速拆解和并组功能，还可以解决家具智能制造过程中，因定制产品复杂多样而造成的设计图纸信息出错率高、设计信息孤岛、在线设计难、智能化程度低等瓶颈问题。家具数字化设计技术平台应包括以下几个关键策略。 1）家居CAD设计软件系统开发。主要是开发基于插件的定制家居CAD设计软件系统，应针对定制家居产品结构复杂的特点，通过脚本建模、插件、数据库重构等技术，使其具备自适应、向导、数据对接等功能，实现设计过程无纸化。 2）家居产品在线设计系统开发。通过云技术构建在线设计系统，实现模块化设计方案云端自存储、多组织下单自设计、门店设计自展示，同时满足用户全过程、全流程参与的“众包设计”平台。 3）家居产品设计信息智能采集与处理。针对设计信息智能化低的问题，通过插件技术和BI大数据分析，建立企业内各软件间共享系统接口，实现移动设备数据同步、模块化结构及孔位自动分解、CAD与CAM信息共享和一体化。 3 面向智能制造的家居数字化设计关键技术 3.1　数字化产品模型构建技术 相对传统的产品设计，家居数字化设计系统是在构建结构标准零件库、材料及半成品型材库、型材截面图形库及其参数库、强度分析库等的基础上，形成完整的设计数据库。数据库的参数应方便修改，模块组合便捷。同时，从家居产品的全生命周期考虑，数据库模型还要考虑产品的开发、成长、成熟、衰退等过程的更新和扩展。因此，家居数字化设计的关键就是构建产品数字化模型，包括两方面技术。 1）产品族规划与标准模块数字化技术[13]。通过分析家居产品中的典型零部件结构，对所有产品的零部件进行分类管理，以产品结构为中心的零部件数据管理模式为出发点，开发家具产品的三维参数化零部件数据库。 首先，应通过分析客户需求、依据协同环境下的定制设计、分析各种类型和规格的产品，从中提炼出共性较强的部分进行模块开发，模块要具有独立性；其次，由模块构成产品族，构建定制产品族模型及其协同推理与模糊综合评价工具进行评价；再次，基于产品族零部件和产品结构相似性、通用性，建立产品族模型所需质量功能配置、相容决策支持、BOM表和实物特性表等信息内容，向客户与设计人员提供数据化设计信息交流平台，从而进行网上数字化虚拟展示与协同定制设计系统开发。 2）产品成组分类与信息编码技术[14]。在进行产品族规划与标准模块数字化过程中，还需依据产品结构、零部件的数据、图文档信息等，以及动态网页技术的研究，设计数据存取交换与产品数据管理（PDM）系统的总体结构，规划系统关键功能模块以及信息的运行管理；依据成组技术，对结构相似、功能相似、工艺相似的产品进行分类，并按照产品族、部件族和零件族的层次，建立相应的代码，建立柔性化、可扩充的链式结构产品、零部件的编码规则，构建以Web技术为基础的大规模定制产品数字化结构平台。 3.2　数字化设计拆单、加工一体化技术 数字化设计拆单、加工一体化，实质是在定制家居产品订单流程分析的基础上，对流程中关键节点的卡脖子问题，找到一种合理的将设计信息与数字化加工设备需求信息共享的解决方案，从而构建数字化设计和制造的拆单、加工一体化。 除了设计软件（如2020、TopSolid）与拆单软件IMOS、管理软件ERP的一体化，还需要设计信息在数控设备中的传递与应用等[15]。笔者依据前期大量调研分析结果，结合目前企业的实际应用情况，提炼出板式和实木家具的数字化设计拆单、加工一体化过程，如图2、图3所示。 图2   板式家居产品数字化设计拆单、加工一体化过程Fig.2   The integrated process…

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1、项目各阶段EPC总承包工作   2、EPC项目各阶段工作要求  (1)工程设计阶段要求 ①设计必须要满足施工实际的需要，尽量详尽、准确;设计交底要听取发包人、监理及施工分包商的意见，完善设计，使项目尽善尽美。 ②设计应对全部设计基础数据和资料进行检查和验证，并经发包人确认后使用。 ③设计应建立设计协调程序，并按本承包人有关专业之间互提条件的规定，协调和控制各专业之间的接口关系。 ④编制的设计文件应当满足招标文件的要求，满足材料设备采购、施工的需要。 ⑤设计优化，使本设计既满足发包人的功能要求，又符合设计的合理性、经济性和可靠性要求。 ⑥设计应负责提供请购文件;在采购过程中进行技术评审和质量检验;进行可施工性分析并满足其要求。 ⑦设计工作应按设计计划与采购、施工等进行有序的衔接并处理好接口关系。 ⑧设计应与发包人沟通建立设计变更程序，并在实施中认真履行，有效控制由于设计变更引起的费用增加。 ⑨设计计划应满足合同约定的质量目标与要求、相关的质量规定和标准，同时满足本承包人的质量方针与质量管理体系以及相关管理体系的要求;应明确项目费用控制指标、限额设计指标;设计进度应符合项目总进度计划的要求、充分考虑设计工作的内部逻辑关系及资源分配、外部约束等条件，并应与工程勘察、采购、施工、验收等的进度协调;制定目标的依据确切，保证措施落实、可靠。 ⑩编制施工图设计文件应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工以及试运行的需要;设计选用的设备材料，应在设计文件中注明其型号、规格、性能、数量等， 其质量要求必须符合现行标准的有关规定;施工图设计的深度应满足施工要求，并可据此进行验收和移交发包人。 ⑪确保合同约定的设计出图时间表和各阶段审批环节。 ⑫拟定本工程项目设计阶段的投资、质量和进度目标;控制项目总投资，确保质量和进度。 ⑬及时与图审单位沟通，完善和修改施工图，尽早通过图审，获得施工图审批机构意见并取得合格证书或审图报告。 ⑭组织施工图设计的会审，纠正图纸中的错、漏、碰、缺。 ⑮在施工前，应进行设计交底，说明设计意图，解释设计文件，明确设计要求。 ⑯施工阶段设计人员要到现场指导、服务，发现问题及时解决，保证工程顺利进行。  (2)施工阶段工作要求 ①采购工作要求 (a)设备及材料的采购计划的编制数量要准确、执行标准要明确、供货日期要符合进度的要求。 (b)对材料、设备的供应商必须进行现场考察，供应商必须满足设备、材料质量、工期的要求。 (c)签署的材料、设备采购合同要符合采购技术文件的规定，还要明确供货商的现场安装、调试、运行的指导及质量不符合应承担的责任。 (d)设备及材料的开箱验收及进场验收要严格、细致，要得到监理工程师的批准方可使用;验收记录或验收报告要及时、齐全并请监理及时签字确认。 (e)发包人(甲方)指定的材料品牌范围，由总承包方(乙方)采购、检验、实施的材料设备严格在范围内采购。 ②施工过程阶段 (a)施工阶段主要工作为完成土石方工程、地基基础工程、主体结构工程、装修工程、水电安装工程、室外道路管网等市政工程、景观绿化工程等工程项目的施工，进行施工过程质量控制、进度控制、变更控制、施工费用控制、施工安全、标化工地管理，分项、阶段验收管理，按要求的工期全面完成施工任务。 (b)施工文件要与工程施工进度同步形成，经批复的分项工程的开工报告、隐蔽工程的签证验收，按合同和监理要求完成验工计价资料。 (c)按设计要求和合同约定完成所需验收的分部分项工程，具备中间验收条件时应提出中间验收申请，由建设单位及时组织总承包单位、设计单位、监理单位进行中间验收，并应按照政府有关规定通知质量监督机构对验收进行监督。中间验收通过后，验收参加人员应对其分部工程的质量作出最终评定，并对中间验收资料进行签认。 (d)施工阶段要对工程进度、工程成本进行严格的控制，加强过程和环节的控制，确保节点工期和总工期，确保工程投资控制在预算范围内。 (e)设计人员作为项目管理人员要到现场指导、服务，发现问题及时解决，保证工程顺利进行。  (3)验收交付阶段要求 ①竣工验收阶段要求 竣工验收是工程建设过程的最后环节，是投资成果转入使用的标志，也是全面考核建设成果、检验设计和工程质量的重要步骤。项目竣工验收、交付使用，应满足如下要求。 (a)满足竣工验收条件 (ⅰ)完成建设工程全部设计和合同约定的各项内容，实现项目的决策目标、计划目标、控制目标、完工目标，达到合同规定的竣工要求; (ⅱ)有完整的技术档案和施工管理资料; (ⅲ)有工程使用的主要建筑材料、建筑构配件和设备的进场试验报告; (ⅳ)有勘察、总承包、工程监理单位分别签署的质量合格文件; (ⅴ)有我方签署的工程保修书。 (b)竣工验收的准备工作的要求: (ⅰ)整理技术资料:工程竣工资料的来源、类别、保存要按照《建设工程文件归档规范》(GBT 50328-2014)、《建筑工程资料管理规程》(JGJ/T 185-2009)的要求编制。 (ⅱ)编制竣工报告:我方按国家有关技术标准自评质量等级、编制竣工报告 (ⅲ)编制竣工验收报告:编制竣工验收报告，总承包单位(包括各专业分包单位)、监理单位协助配合编写。 (c)竣工验收的程序和组织工作要求 (ⅰ)工程项目按合同范围全部建设完成，经过各单位工程的验收，符合设计要求、并准备竣工图、竣工结算、工程总结等必要文件资料，由发包人向负责验收的单位提出竣工验收申请报告。 (ⅱ)自验收工作:总承包单位完成设计图纸和合同约定的全部内容后，自行组织验收好工程竣工自验收记录报告，并编制竣工报告。 (ⅲ)申请验收:监理单位核查竣工报告，对工程质量等级作出评价。由总承包项目部书面报告建设单位申请验收，填写单位(子单位)工程竣工预验收报验表。 (ⅳ)专项工程验收:建设单位提请规划、消防、环保、水保、质量技术监督、城建档案、电力、自来水、市政、交通、通讯、燃气、园林、白蚁等有关部门进行专项验收，并按专项验收部门提出的意见整改完毕，取得合格证明文件或准许使用文件。 (ⅴ)项目初验收:建设单位审查竣工报告，并组织勘察、设计、总承包和监理等单位制定验收方案;听取各单位的工作报告和质量监督部门对工程质量的评价意见;检查工作是否按批准的规模进行建设，及工程建设各个环节执行法律、法规和工程建设强制性标准的情况;检查工程外观质量和有关资料，鉴定工程质量是否符合设计要求的质量标准;检查历次验收中的遗留问题和已投入使用的单位工程在运行中所发现问题的处理情况;确定尾工清单及其完工期限和责任单位等;对重大技术问题做出评价;检查和审阅工程档案资料;提出竣工验收的建议日期;并对验收检查记录签字;…

  一．关于超长结构： 混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m，而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝，这显然是很难保证的，但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢？ 笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按照苏州地区的经验，单层房屋超过55m在70m以内时，采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后，不设置伸缩缝是可行的，这在笔者长期的工程实践中证明是切实可行的，多个工程均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置，并适当加强中部区域的梁板配筋。 笔者认为中部区域作为一个中点必然受较大应力，而两侧梁柱，特别是边跨的柱配筋必须加强以抵抗温度应力带来的推力，而超长结构在角部容易产生的扭转效应也须我们在设计中对角部结构进行加强。当框架结构超过70m时，笔者认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝，譬如说采用预加应力，掺入抗裂外加剂等等，而且作为超过70m 的结构，必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析，并相应施加预应力，这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构，不能有效的分析清楚受力情况，笔者建议还是应按规范要求设置伸缩缝，毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的。 二．关于桩筏基础中筏板取值： 桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值，一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数x50mm来估算。譬如说一幢十八层的小高层住宅，我们则先按18x50mm=900mm设定筏板厚，然后再根据排桩情况，分别验算角桩冲切，边桩冲切及墙冲切，群桩冲切。一般情况均为角桩冲切来控制板厚，但笔者在这里主要强调一个短肢剪力墙结构下的群桩冲切，短肢剪力墙结构由于墙体不封闭，故取值群桩冲切边界时有相当大的困难，而群桩冲切由于桩群重叠面积较大，应是一种不利状态。笔者一般是取值几个大层间近似作为冲切边界，所围区域内短肢墙体内力则作为抗力抵消，虽不完全准确，但区域放大后，边界的开口效应有所削弱，是可行的。 三．关于板面设置温度应力筋： 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取为150~200mm，并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域？笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋，而对于超长结构，则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异，功能重要的区域设置，有条件的建设子项设置，而不必过于强调。另外有一点，当地下室筏板厚度大于1200mm时，笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力，配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%，且不小于φ12@200。 四．关于梁上起柱是否设置附加钢筋： 笔者曾遇到某些工程梁上起柱及次梁上面都在梁中附加横向钢筋，有的同志甚至在弹性梁基础中柱下梁内亦附加钢筋，这完全没有必要。虽然这是偏于安全的一种做法，但如果计算不需要则就是浪费了。《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.2.13条规定，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋（箍筋，吊筋）承担，附加横向钢筋宜采用箍筋。因此次梁放在主梁上面及梁上起柱，主梁是不必设置附加横向钢筋的。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》就是如此的。但还是有相当多的设计人员认为梁上起柱应设置横向钢筋，其理由是柱的轴力（集中荷载）会通过柱中的纵向钢筋传到梁截面。这就不对了，柱轴力是由柱截面的混凝土传到梁的上表面，而不是由柱内钢筋传递的，否则独立基础内岂不是也要设置吊筋了？这一类问题我觉得搞清楚了在工程实践中可以避免一些不必要的浪费。 五．关于梁筏基础板筋位置： 弹性梁筏基础，由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松，我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面，伸入梁内不小于15d，这是合理的。 六．关于地下室墙迎水面保护层： 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.2.1条规定，墙在二a类环境的混凝土保护层厚度为20mm，而《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。故常规设计中我们取外墙保护层厚度50mm，且根据GB50010-2002第9.2.4条要求在保护层内加配φ6@150单层双向钢筋网片，钢筋网片保护层厚度为20mm。笔者认为在计算墙板裂缝时墙板的计算保护层至少可以按30mm来折算，以考虑钢筋网片的有利作用，这对于节省墙体配筋效果明显。也有设计人员保护层厚度取20mm即可，笔者也持赞同态度。 七．关于强柱弱梁的设计理念： 强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，当前我们的经济已高速发展，我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。其一必须严格控制柱轴压比，我们目前的计算均是基于小震下进行的，如果小震下柱子轴压比过高，则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力（有文章研究表明约增加30%），则柱子根本不可能有这点安全储备，在大震即会破坏，那又何谈大震不倒呢？笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0.9%，且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%。所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋，而支座筋则可通过调幅让其适当降低，以使地震作用下能形成梁铰机制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先产生塑性铰，保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。 八．关于剪力墙结构中的几个问题： 短肢剪力墙结构设计中有几个问题值得我们重视，处理不当经常会成为薄弱点，这也是抗震审查中经常发现的问题。其一是对普通长墙的界定，高规JGJ3-2002第7.1.2条中规定一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙，短肢剪力墙是指截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。这就给我们带来一个困惑，高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙受力特性截然不同，由此而引起的配筋亦相差甚远（对四级剪力墙而言，短肢剪力墙在一般部位的配筋率要求大于1.0%，而普通墙则仅要求边缘构件配筋率0.4%，墙身部分配筋率仅为0.2%。）因此笔者在布置长墙时建议控制高厚比大于9，这样就与短肢剪力墙有所区分而不会混淆。其二是关于小墙肢JGJ3-2002第7.2.5条规定矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍，因为当墙肢高厚比较小时受力特性是脆性破坏，属抗震不利构件。因此笔者认为在剪力墙结构设计中应尽量避免次类构件的出现，特别是高厚比小于3的小墙肢应不出现，如出现建议一种是按构造柱考虑，不作为抗侧力构件，否则应按框架柱设计，尽量降低轴压比，加强配筋。

  《降低工程造价“三步法”》本身是一柄“双刃剑”，是矛与盾的结合体，业主、施工单位、中介公司都可以应用。分别用在工程的“开工前”、“施工前（中）”和“结算前（中）” 。 总结了工程经典案例100个，这里以业主角度每“法”列举2~3个。欢迎有兴趣的业内同仁共同研讨。 一、设计减肥法 设计浪费是最大的浪费！不能简单的以设计概算投资比例确定设计费，投资越大设计费越多的做法使投资浪费25%以上的基建项目比比皆是。要本着节约原则搞设计，强调做好设计审查，要反复论证设计方案，要在降本优化上下功夫。工程施工前还要认真组织施工图纸会审，进行最后的技术把关。（设计费计取办法不是本题内容，另议） 主要审核设计项目、但不仅仅限于以下内容： 1、平面布置不紧凑：多增加道路、管廊、管线、电缆等数量； 2、平面布局不合理：用电大户远离供配电装置、用水大户远离水处理装置等。 3、土建工程设计：肥粱、胖柱、厚墙、深基础、大空间……； 4、管线设计：厚壁、大直径、长距离、重复交叉拐弯多……； 5、设备选型：动设备大马拉小车，静设备富余量过多，基建成本高，财务折旧高，生产运行成本更高。 6、平衡：总图的土方、道路平衡；工艺的水、电、蒸汽、物料平衡…… 案例1: 1994年洛阳高新技术产业开发区敷设通信电缆六孔管工程。 该工程由洛阳市高新技术产业开发区管委会投资建设，洛阳市电信局设计与施工。原设计路网内所有纵横道路均敷设埋地管线，所有道路边均敷设4组六孔管，工程造价420万元。我审图时认为不需要那么多管线，与设计人员反复沟通后修改为开发区电信分局中心大道敷设4组六孔管，工业园区外围道路逐步减少，至边路时减少为2组或1组。工程造价降到290万元，比原设计节省130万元，降幅达45%。 案例2： 1998年义马煤气化 厂区道路污水管道工程。 化二院原设计所有道路旁边都布置污水管道，我审图时提出围墙边和仓储区没有化工装置，这里的道路旁边布置污水管道没有用处，设计代表组负责人孟总与有关人员沟通后同意减掉。工程费用从328万元减到278万元。节省工程费用50多万元。降幅达18%。 二、施工控制法：（甲乙双方博弈） 第一、领会设计意图，读懂图纸、熟悉图纸、认真审查图纸。 第二、熟悉各工种的施工工艺和施工组织。施工单位报批的《单位工程施工方案》与实际使用的《方案》是两码事。报批《方案》是专门为利润服务的，实际《方案》才是指导工人操作的。 第三、经常下现场掌握工程施工实际情况，对各《单位工程施工方案》心中有数。对《隐蔽工程检查记录》要重视，这是施工方最主要的利润来源，也是“亏损原因”。在这方面监理方是“摆设”，主要是甲乙双方博弈！ 第四、质量控制（这里不作重点介绍）重点要抓隐蔽。例如：“筑炉”不合格时外观看不出来，但是炉子不好使用还容易烧坏；管件焊接角度不合格时试压没有问题（弯头直接对焊、三通挖眼焊而不用管件），但是物料的流速达不到要求；保温（冷）质量不好时对生产工艺参数和能源消耗影响很大…… 案例1： 1994年洛阳高新技术产业开发区立电线杆，工程费用谈到原报费用的14%。洛阳电力工程队的霸王报价第一次受到重大挑战。 方法：推翻施工方的《施工方案》。 关键：熟悉施工工艺和施工组织，提出切实可行的《施工方案》。 洛阳高新技术产业开发区在山坡上立两根电杆，由洛阳市电业局下属的工程队施工，原报《施工方案》为“吊车立杆”。工程费用报价如下：立杆前推土机在山坡上推出临时道路费用5千元；赔偿农民两亩青苗费用2千元；吊车与汽车台班费2千元、人工费2千元，合计1.10万元； 我与他们洽谈修改后的《施工方案》为“搅磨（人工绞车）立杆”。工作内容和价格如下：双排工具车把人和搅磨拉到离现场最近的路边，工人把搅磨从路边抬到立电杆处，不用修路和赔青苗了。立杆工作准备就绪后1人指挥、1人打杂、4人推搅磨。本方案半天就能把两根电杆立起来。直接工程费用30元×6人×半个工日=90元，双排车0.5台班=500元。最后1500元谈妥承包费用。只有原报价的14%。《合同》签订后他们的分管领导 洛阳市电业局李德裕副局长专门请我吃饭交朋友。 案例2： 1994年6月洛阳市亚世小区排水管道工程。 方法：说服对方主动修改《施工方案》后，他们心服口服自己降价。 关键：熟悉施工现场、熟悉《定额》，不同施工方式有不同价格。 洛阳亚世集团（外企）工地“小区排水管道工程”谈《合同承包价》。本来洛阳亚世集团聘请的洛阳407厂工程师赵女士代表甲方与施工方“洛阳市政公司”工程项目部王经理、预算科长金鹏已经两次洽谈审核《工程预算》，以预算价为基础把《合同价格》基本谈妥了。 洛阳亚世集团总经理**请我在《工程承包合同》签字前夕与对方再次谈判。我首先提出“夏收夏种季节”招不来民工，完不成工期。王经理说他们计划使用两台“小松”挖掘机开挖管沟，工期没有问题。我表示信不过他们实力。他当场打电话安排把自有的一台和外租的一台 共两台挖掘机运到施工现场……在施工方式确定下来以后，我又提出《定额》“价格”异议，施工方自己不得不把《工程预算》中的“人工挖沟”子目换成“机械挖沟”子目，人挖与机械挖费用差额50万元。不含甲供管材的工程造价从260万元减至210万元，降低了24%。洛阳市建筑工程行业名人之一的金鹏（当时《河南省市政定额》编委之一）非常懊悔！但是对我的“声东击西”战术心悦诚服。 案例3 2006年商丘龙宇化工30KT/a 脂肪醇项目控制无损探伤拍片数量，焊口质量合格率出奇的高!业主费用支出只有常规费用的1%； 方法：无损探伤拍片费用与焊口的焊接直接质量挂钩 关键：业主有技术过硬的电焊专工 2005年12月我招聘个电焊专工，是商丘市电焊协会主席**友，他是一个技术过硬、经验丰富的电焊高级技师，曾经与总参谋长罗瑞卿合过影的1964年全军大比武电焊技术十大标兵之一。我们两个研究后在《工程招标书》中写下了以下条款：无损探伤拍片位置由甲方电焊专工现场“点口”，由于本装置高压管道多，为了避免焊口不合格返工“补救”，要严格“控制”焊口质量。明确规定凡是“点”的焊口第一次拍片合格，甲方以实结算。第一次拍片不合格的焊口由施工单位返工直至合格为止，该焊口不论拍几回片子业主均不承担拍片费用。 由于焊口质量与拍片费用紧密挂钩，施工单位都安排了技术熟练的电焊工，现场操作谁也不敢马虎……按照常规的《计算规则》要求计算，本装置无损探伤需要拍三千多张片子，20万元费用。我们按合同规定由电焊专工**友在现场“点”的焊口基本都是不合格焊口，竣工结算时业主只支付了两千多元的无损探伤拍片费用。只有常规费用的百分之一。 此“控制法”案例的经典之处是既保证了工程质量又节省了工程费用，真是一举两得！中化二建、六建和丰源安装公司商丘龙宇脂肪醇工程项目部的同行们都说没有想到此法在控制电焊质量方面能起这么大作用…… 三、预算扒皮法（甲乙双方博弈） 1、预算扒皮法其实就是“估价法”的前身—古代的“实物计算法”。 2、工程造价人员的责任心胜于工作能力！有了高度责任心才能静下心来、耐住寂寞，认真学习、充实自己，理论与实践相结合不断提高业务水平，合理确定工程造价，减少不必要的工程费用，最大限度的维护本单位利益。 3、有句经典名言“水至清则无鱼”。我们把《技术联络单》、《设计变更单》和《现场签证单》分专业 “总编号”，再分别按单位工程分专业 “分编号”，这《三单》编号后由内部传送“堵住活口”就可以避免“浑水摸鱼”。工程造价人员审核《工程结算》的《三单》时放眼整体工程一层一层扒皮分析，就可以堵住漏洞。 4、工程造价人员常下现场，对各工号的共性问题要特别留心，不能简单的按图纸、方案和签证进行工程结算。按图纸、方案和签证结算并没有错！我指的是工程结算前要全面考虑、心中要有总体概念。要先思考、再行动，抓重点、分主次。例如《案例》中的义马气化厂200#造气车间钢结构工程，我平时留心知道施工时没有增加设计外主材，所以不需要看《签证单》我就知道《工程结算》不会增加太多费用。 案例1:…

  EPC项目总价包干清单范围内未施工内容能不能扣减？首先来看看几个定义： 1、《建设项目工程总承包合同（示范文本）》（GF-2020-0216）中第二部分通用合同条件 对“价格清单”定义为：指构成合同文件组成部分的由承包人按发包人提供的项目清单规定的格式和要求填写并表明价格的清单。 2、《建设工程总承包计价规范（征求意见稿）》 3.2.8条：价格清单列出的建筑安装工程量仅为估算的数量，不得将其视为要求承包人实施工程的实际或准确的数量。 价格清单中列出的建筑安装工程的任何工程量及其价格应仅限于合同约定的变更和支付的参考，而不作为结算依据。 最后来看一个案例： 敦煌市清洁能源开发有限责任公司（以下简称“敦煌清洁能源公司”）与中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司（以下简称“安徽电力二建公司”）建设工程合同纠纷案 案号：（2018）甘民终481号 审理法院：甘肃省高级人民法院 裁判要旨：EPC总价清单范围内未施工内容不予扣除。 敦煌清洁能源公司认为，安徽电力二建公司未按中标文件及合同确定的范围与规定的规模标准进行设备的购置与安装，未按敦煌清洁能源公司批准的施工图组织施工，对部分施工内容擅自变更，偷工减料，未按投标文件与费用清单购置安装相应设备，对该部分款项应进行扣减，并提供案外人工程造价事务所出具的项目竣工结算的审核说明予以证明。 后法院审理后认为审计为发包方单方委托（合同为总价合同，并未约定审计结果作为结算依据），且项目移交生产交接书载明没有遗留和整改项目，且经建设单位、生产单位、主体设计单位、主体施工单位、主体调试单位盖章确认。法院对于敦煌清洁能源公司要求扣减的诉请不予支持。 评论：注意区别EPC模式下合同签约合同价和合同总价的区别，根据《2020版合同》，签约合同价应包括具体价格清单，如设计费、设备购置费、建筑安装工程费、暂估价、暂列金额、双方约定的其他金额；合同价格形式则明确了为“总价合同”，原则上“根据合同约定的在工程实施过程中需要进行增减的款项外，合同价格不予调整，但当事人另有约定的除外”。 本案中，发包方已经通过项目移交交接书等文件确认工程无遗留和整改的项目，对于发包方要求扣除的请求法院最后未予支持。

EPC工程总承包是建设单位作为业主将建设工程从设计开始，经招标，委托一家工程公司或联合体对设计、采购、施工进行总承包,最终向建设单位提交一个符合合同约定、满足使用功能、具备使用条件并经竣工验收合格的建设工程承包模式。由于项目管理相关法律法规不健全、项目组织体系不完善、项目管理制度不明确等原因，EPC工程总承包模式并不成熟。笔者长期从事政府投资审计工作，结合当前不同EPC项目的实际，对EPC模式下招投标存在的问题及建议分析如下。   01、EPC招投标采用的形式及存在的问题 一是采用总下浮率招标，未设定最高限价，后期据实结算。例如某市政排水工程，总承包单位完成初步设计后，跟踪审计单位对其概算进行审核，确定其合同价格，作为进度款支付依据。由于勘察及设计均为总承包，项目实施过程中总包单位会以各种理由提出费用增加，最终致使项目费用超可研（主要问题体现在地质的不确定性及相应的措施费）。这种未设置最高限价的招标模式，会造成总承包单位无需对设计进行优化，致使建设成本虚高。 二是设定最高限价招标，按项目列简单的工程量清单及控制价招标。例如某大型土石方处理及市政道路工程，由于招标过程中的清单较简单，未能全面体现项目内容与范围，在实施过程中会出现未列项目或不明确项目等问题（如：雨污分流未明确、地基处理及改迁内容与范围等），致使实施中产生矛盾。 三是设定最高限价，列出费用估算空表，投标单位自行列项与报价。例如某改造及装饰工程，因装饰工程易变化的特性，在工程实施中业主对其使用要求的变化或对前期标准提出了较大提升，致使项目实施过程中各方对价格的调整产生较大分歧。由于投标是按分项或按分部报价，致使在调整装饰提升造价时无法依据投标文件进行调整。 02、相关建议 EPC项目的招标方式与方法不同，实施过程中的问题五花八门，因此结算更是相互争论不休，未达成一个相对明确、规范的实施方法。通过对多个EPC项目的跟踪审计，依据《建设项目工程总承包管理规范》，总结出在现有条件下的几点实施建议以供参考。 一是依据批准的可行性研究报告金额进行EPC总价控制招标。即：勘察、设计、采购及施工招标。总承包单位完成初步设计及概算，报建设单位审核确认，建设单位委托跟踪审计单位依据可行性研究报告及招投标文件对概算进行审核，此阶段建设单位如有变更可及时进行设计方案完善，同时对概算进行调整。此形式可分为两种：一是中标总价包干类，此时可用投标价与审核后的初步设计概算进行对比并进行调整，以保证投资的有效利用，此类合同价与投标价一致。二是依据初步设计对概算进行审核，在不超过投标价的基础上确定合同价格。此类合同价格等于或小于投标价。 此方式的优点是发包方式简单快捷，后期工作由总承包单位实施，总承包单位可通过优化设计方案提升投资利润。缺点是由于双方都对地下部分及后期市场无法准确评估，双方均有一定的投资风险，在实施过程中可能会产生分歧。工程结算及变更结算一般可参考审定的初步设计概算进行调整，适合项目内容较简单，后期变化较小的项目。 二是建设单位先行完成勘察与初步设计及概算。由业主委托跟踪审计单位对其进行审核，以此为依据进行EPC招标，即：施工图设计、设备采购及施工招标。商务标可依据初步设计及概算进行编制，即规避了地下不确定部分带来的风险，同时又能充分体现EPC模式的优点，大大降低了工程投资风险和造价差异，同时对后期工程造价调整打好了基础。 此方式的优点是完成勘察和初步设计，建设单位的建设思想和意图能较好落实，工程造价控制相对较准确，后期变更调整依据较充分，结算审计时间相对较短。缺点是项目前期的勘察、设计、概算及概算审核所需的时间相对较长。适合对工期无特殊要求，地下项目较多，地质结构及建筑结构较复杂，不易在招标中明确的大型公共建筑项目。 三是依据批准的可行性研究报告金额进行总价控制，按下浮率进行招标。依据设计、信息价、清单、定额及投标下浮率进行据实结算，结算价高于招标控制价按控制价计算，结算价低于招标控制价按结算审定价计算。 此方式的优点是完成可行性研究报告后即可启动招标。缺点是由于双方都对地下部分及后期市场无法准确评估，在实施过程中可能会产生较大分歧。如地质情况较好，总承包单位就不会去优化设计节约投资，如地质情况不好，总承包会为了控制投资过于优化设计，导致使用功能不足。由于采用的是据实结算方式，工程结算审计时间较长。适合各类应急项目。 03、结 语 综上所述，随着改革开放的深入，社会对建筑工程要求及服务方式的不断提高，EPC作为一种新型的项目管理模式，虽然其存在着不可避免的缺点和不足，但却阻挡不了它在我国被迅速应用的事实。我们应该认真学习国外的成功案例，结合现有的项目，总结出自己的成功经验，使EPC模式广泛应用于建筑工程领域，提高我们的管理水平，增强自身的竞争力。

随着医院的不断发展，为了进一步服务百姓，方便就医，改善就诊环境，医疗区域的内部功能性，尤其是运行已经超过十年甚至更久的医院门诊楼，对功能重新规划布局，实现局部的流程再造，是适应和满足当前医疗诊疗环境的重要措施之一，原有旧医院建筑的改扩建项目随之产生。 医院建筑改扩建项目是基于原有建筑单体上的施工改造，其中基于原楼层屋面基础上的加层项目从前期规划、项目可行性、图纸设计、施工过程管理、竣工验收等每个流程环节都是重点难点。本文通过实际门诊综合楼加层改造案例，就实施流程及重难点进行经验交流与分享。 壹 项目概况 宁波市鄞州第二医院门诊综合楼改造工程，原为地上六层、地下一层的多层民用建筑,原工程的建筑高度为22.8米，性质为门诊、急诊、医技综合用房。内容为通过对四层和六层局部平面进行加层改造，实现功能提升与流程优化的目的。 该项目是根据医院的建设规划及需求，对原门诊楼进行改造，以便适当增加相关功能用房，改善门诊及后勤功能需要。具体加层区域为：门诊楼东侧原三层局部加层到四层，该区域加层建筑面积853平方米，加层区域主要设置功能为内镜培训中心及理疗、推拿、针灸等。门诊楼中部原五层区域加层到六层，该区域加层建筑面积1212平方米，加层区域主要设置功能为职工餐厅和办公用房。两区域加层建筑面积合计为2065平方米。（前后效果图见图1、图2，平面布局图见图3、图4） 图1 原效果图 图2 加建后效果图 图3 四层平面图 图4 六层平面图 贰 项目实施进度计划及控制 本项目建设周期为12个月，主要划分为四个阶段。 1 立项及可行性研究阶段3个月，完成项目建议书及可行性研究报告编制、审批工作。 2 建设准备阶段。项目在开工建设之前是否切实做好各项工作是整个项目建设实施的关键之一，控制时间为5个月，为加快项目建设进度，部分项目建设准备工作在项目可行性研究阶段已穿插进行。项目建设准备工作主要内容如下： 1） 场地准备； 2） 完成施工用水、电、路等工程； 3） 方案设计、初步设计、施工图设计； 4） 组织施工、大型设备招标。 其中施工单位的资质和综合实力的高低对工程质量和建筑进度影响尤为重要。施工单位招投标应面向浙江省或周边地区一类建筑施工企业择优确定。 说明：上述四项准备工作可以交叉、搭接或平行进行。 3 建设实施阶段。主要包括建筑物局部加固、加层结构及装饰施工，控制工期为6个月。 4 竣工验收阶段。总时间控制在1个月以内。 ▲ 点击查看：【德品医疗股份】为中国医院打造更智慧的护理系统整体解决方案 叁 实施流程中的重难点 01 加层及加固难点 考虑到门诊综合楼是正在使用的建筑物，为了不影响该门诊楼正常使用，减少加固工作量，故改造工程采用了钢结构屋面。同时因功能修改及加层的原因，该工程局部梁及板配筋不满足承载力的要求，需要对相关区域进行碳纤维加固。 加固工程则必须具有特种施工资质（结构补强）的专业公司完成，专业单位结合现场情况进行深化设计，并由原设计单位进行确认。 图5 加固平面图 在实际加固过程中，由于需要拆除加固层顶面的装饰吊顶，实际影响了包括部分诊室、公共卫生间等区域的正常运行与使用，同时也增加了因破坏和修复产生的装饰部分的费用。由于加固工程单独施工，产生了施工过程中的协调问题、进度影响等。 总结 在总体项目中存在单个项目（专项施工）时，应明确总包与专项分包的施工工作界面，做好事前沟通。同时将现场管理要求整体前移，即在图纸交底阶段就明确各方职责。 02 图纸确认难点 由于功能区块的大幅变化，又面临边施工边运行的问题，因此前期的图纸确认环节尤其紧要，为的是减少施工过程中的现场变更，前面没有与使用科室沟通好需求，不仅造成施工工期的延后，而且返工率提高，建设成本增加。 措施 通过将施工改造前图纸与科室完成一对一确认，形成书面纪要。汇总改造科室的要求内容，再由设计院深化完成图纸设计，并经改造科室二次确认。确保施工图的准确性与完整性。 总结 图纸确认阶段虽然十份繁琐且耗时，且对于基建科室增加了较大的工作量，但需求的完善程度也影响着施工时的进度，能够保障顺利开展下一阶段的任务。…

  在建筑工程的承包中，一个建设项目往往有不止一个承包单位。承包单位与建设单位之间，以及不同承包单位之间的关系不同，地位不同，也就形成不同的承包模式。 那你知道建筑工程承包模式有哪些吗？你知道建筑业当下最流行的PPP、EPC、BOT、BOT、DBFO这些词汇是什么意思吗？了解了这些，你就可以以一位“老练”前辈把建筑企业的专业知识讲给年轻人了。 目前根据投资、设计、建造、运营、转让等多方面的特征，结合国际上通行的项目管理方式，将工程项目承包模式分为以下几类： 工程项目“十大”承包模式 一、设计-招标-建造平行发包模式（DBB） DBB是设计-bid-build的缩写，意思是设计-招标-建设，是最传统的工程项目管理模式。这种管理模式最突出的特点之一是强调工程项目的实施必须按照设计-招标-建设的顺序进行，一个阶段完成后，下一个阶段必须打开。 DBB一般是业主委托专业设计单位负责完成项目评估、立项、设计工作，编制施工招标文件，再通过招标确定施工承包商。在工程项目实施阶段，咨询工程师则为业主提供施工管理服务。 二、设计-建造模式（DB） 国际上也称交钥匙模式(Turn-Key-Operate)，是在项目原则确定之后，业主选定一家公司负责项目的设计和施工，并对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责。 DB模式主要包括设计、施工两项工作内容，不包括工艺装置和工程设备的采购工作。因此，DB模式没有规定采购属于总承包的工作，还是属于业主的工作。这种方式在投标和订立合同时是以总价合同为基础的。设计-建造总承包商对整个项目的成本负责，他首先选择一家咨询设计公司进行设计，然后采用竞争性招标方式选择分包商，当然也可以利用本公司的设计和施工力量完成一部分工程。 这种工程项目管理模式的优点是参与项目的三方即业主、设计机构(建筑师/工程师)、承包商在各自合同的约定下，各自行使自己的权利和履行着义务。从而使得三方的权、责、利分配明确，避免了行政部门的干扰。可自由选择咨询设计人员，对设计要求可进行控制，可自由选择监理人员监理工程。 三、设计-采购-施工工程总承包模式（EPC） 由于技术更新和市场的激烈竞争，并且业主也更注重项目最终能投产运营的产成品，所以EPC模式应时而生。EPC总承包工程是工程建设中全过程的服务，包括的范围更广、责任更重，风险更大。 设计-采购-施工工程总承包模式 ECP模式是指承包方受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工等实行全过程或若干阶段的总承包。并对其所承包工程的质量、安全、费用和进度进行负责。相比较而言，EPC总承包的建设质量得到提高、缩短工程建设周期、设计的主导地位彰显、管理水平得到提高，项目投资得到控制等等。 设计-采购-施工工程总承包模式 虽然DB和EPC模式均属于工程总承包模式，但是两者存在本质区别。DB模式主要包括设计、施工两项工作内容，不包括工艺装置和工程设备的采购工作。可见，DB模式没有规定采购属于总承包的工作，还是属于业主的工作。在一般情况下，业主负责主要材料和设备的采购，业主可以自行组织或委托给专业的设备材料成套供应商承担采购工作。EPC模式则明确规定总承包商负责设计、采购、施工等工作。 四、设计-建造-运营模式（DBO） DBO是指设计（Design）-建造（Build）-运营（Operation）的简称，指的是承包商在业主手中以某一合理总价承包设计并建造一个公共设施或基础设施，并在项目建成后的一定期限内进行项目的运营，至期满后将项目移交于政府或所属机构。 DBO的特点可概括为“单一责任”和“功能保证”。DBO合同中的承包商承担设计、建造和运营的责任，对项目是否达到预定的技术和进度要求负责，由于DBO中的设计-建造部分采用总价包干的方式，因此企业也必须对项目的建造费用控制负责，并通过运营的考验确保将来向业主移交一个符合运营要求的设施。 五、公共部门与社会资本合作模式（PPP） Public-Private Partnership，简称PPP，是社会资本参与基础设施和公用事业项目投资运营的一种制度创新，即公私合作模式，是公共基础设施的一种项目融资模式。 公共部门与社会资本合作模式（PPP） 在公共服务和基础设施领域，政府采取招标等竞争性方式选择具有投资、运营管理能力的社会资本，双方签订长期合同，由社会资本承担设计、建造、运营和移交，并通过“使用者付费”及必要的“政府付费”获得合理投资回报。 政府公共部门与民营部门合作过程中，让非公共部门所掌握的资源参与提供公共产品和服务，从而实现政府公共部门的职能并同时也为民营部门带来利益。其管理模式包含与此相符的诸多具体形式。通过这种合作和管理过程，可以在不排除并适当满足私人部门的投资营利目标的同时，为社会更有效率地提供公共产品和服务，使有限的资源发挥更大的作用。 工程项目“十大”承包模式 六、建造-运营-移交模式（BOT） BOT（build-operate-transfer）即建设-经营-转让，是私营企业参与基础设施建设，向社会提供公共服务的一种方式。 建造-运营-移交模式（BOT） 实质上是基础设施投资、建设和经营的一种方式，以政府和私人机构之间达成协议为前提，由政府向私人机构颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设某一基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务。 BOT可以保持市场机制发挥作用，BOT项目的大部分经济行为都在市场上进行，政府以招标方式确定项目公司的做法本身也包含了竞争机制。另一方面BOT为政府干预提供了有效的途径，虽然BOT协议的执行全部由项目公司负责，但政府自始至终都拥有对该项目的控制权。 七、建造-移交模式（BT） BT是英文Build（建设）和Transfer（移交）缩写形式，即“建设-移交”，是政府利用非政府资金来进行非经营性基础设施建设项目的一种融资模式，是BOT模式的一种变换形式。 主要适用于建设公共基础设施，一个项目的运作通过项目公司总承包，融资、建设验收合格后移交给业主，业主向投资方支付项目总投资加上合理回报的过程。采用BT模式筹集建设资金成了项目融资的一种新模式。 八、设计-建设-融资-运营模式（DBFO） DBFO(design—build—finance—operate)。即：设计—建设—融资—经营。是指从项目的设计开始就特许给某一机构进行，直到项目经营期收回投资和取得投资效益。 九、施工管理承包模式（CM） CM（Construction-Management）模式又称“边设计、边施工”方式。是在从建设工程的开始阶段就雇用具有施工经验的CM单位(或CM经理)参与到建设工程实施过程中来，以便为设计人员提供施工方面的建议且随后负责管理施工过程。 由业主委托CM单位，以一个承包商的身份，采取有条件的“边设计、边施工”，着眼于缩短项目周期，直接指挥施工活动，而它与业主的合同通常采用“成本+利润”方式的这样一种承发包模式。此方式通过施工管理商来协调设计和施工的矛盾，使决策公开化。 十、项目管理承包模式（PMC） 项目管理承包(Project Management Contracting，PMC)模式，指项目管理承包商代表业主通过招标的方式，选择一家项目管理承包商，对工程项目进行全过程、全方位的集成化项目管理，包括进行工程的整体规划、项目定义、工程招标、选择EPC承包商，并对设计、采购、施工、试运行进行全面管理，一般不直接参与项目的设计、采购、施工和试运行等阶段的具体工作。

导 读  本文结合MBD技术在国内外应用现状，通过基于PDM系统的三维模型技术状态管理、基于模型的知识产权保护管理、基于MBD的数字化设计工具集、基于PDM系统的MBD模型检查、基于PDM系统的基础资源库及三维货架产品库、基于MBD的数字化标准体系等方面阐述了湖北航天技术研究院总体设计所基于MBD技术的航天复杂产品全三维设计应用实践过程中的具体做法。 前言 MBD（Model Based Definition）技术，即基于模型定义技术，MBD是产品数字化定义的先进方法，它是指产品定义的各类信息按照模型的方式组织，其核心内容是产品的几何模型，所有相关的工艺描述信息、属性信息、管理信息等都附着在产品的三维模型上中，一般情况下不再有二维工程图纸。MBD技术改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的产品定义方法，MBD技术使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统的以工程图纸为主，以三维实体模型为辅的制造方法。航天型号产品在产品设计上具有产品结构复杂、设计更改频繁、零部件数量庞大、材料种类繁多等特点；在产品制造上具有工艺专业种类多、加工/装配工艺复杂、制造流程长、零部件配套关系复杂等特点；在管理上具有工程更改频繁、供应链复杂、协作协同复杂、产品质量要求高、按批次管理等特点，并且航天型号产品在其产品生命周期涉及到多产品、多企业、多部门、多业务之间的复杂协作，而新出现的MBD技术则真正的将这些需求串联起来。 本文结合MBD技术在国内外应用现状，通过基于PDM系统的三维模型技术状态管理、基于MBD的数字化设计工具集、基于PDM系统的MBD模型检查、基于PDM系统的基础资源库及三维货架产品库、基于MBD的数字化标准体系等方面阐述了湖北航天技术研究院总体设计所（以下简称“设计所”）基于MBD技术的航天复杂产品全三维设计应用实践过程中的具体做法。 1国内外现状 目前，MBD技术在国外的应用已经比较成熟，在空客公司和波音公司已经得到全面应用和推广，并给企业带来了巨大的效益。当前，我国航空领域的MBD技术应用发展迅速，MBD技术的引入和工程实践也已开展多年，应用MBD技术也使飞机的数字化制造水平有了大幅提升。然而航天领域在相关方面却处于落后的局面。随着市场竞争的加剧和全球化，航天企业在不断缩短制造周期和提高资源利用率的同时，更加趋向于设计、工艺与制造过程以及整个供应链的紧密协同。因此建立适应自身企业特点的MBD技术应用推广路线和技术体系，使得数字化模型贯穿于整个产品生命周期的数字化制造过程中，建立基于MBD模型的航天复杂产品全三维设计体系，是缩短产品研制周期、提高产品质量、降低产品成本、保证产品研制节点的迫切需求。 2应用实践 2.1基于PDM系统的三维模型技术状态管理 设计所在航天复杂产品研制过程中全面开展全三维结构设计，充分应用自顶向下的协同设计理念开展上下游协同设计，同时基于PDM系统开展三维模型的数字化技术状态管理，构建了产品的全型号骨架模型，采用MBD三维骨架模型作为载体，传递结构总体的设计意图和设计参数，从而保证上下游设计参数的一致性，减少结构不协调的问题，基于PDM系统开展三维设计、三维审签、三维发放，完成了基于MBD的三维设计、标注、审签工具的迭代优化。 2.2基于MBD的数字化设计工具集 基于设计所现有的三维设计平台Creo和PDM系统，利用Creo的二次开发技术，完成了从属关系编辑、参数批量赋值、质量属性提取、批量打印二维图、明细表导出、三维模型轻量化（协调模型转换、仿真模型转换、生产模型转换）、模型规范性修复（模型智能处理、图框智能处理）、标准件智能删除、爆炸图快速生成、标准件智能装配、全三维设计变更表达、三维布管工具等20项MBD数字化设计工具的开发、测试、优化及部署上线，开发项目业务需求的功能模块，这些专门针对全三维设计过程中痛点而开发的三维设计工具极大的节省了设计师的时间，提高了工作效率。主要解决了以下问题： 1）解决三维模型轻量化转换过程复杂、操作繁琐的问题，实现将三维模型按需转换成协调模型、生产模型及仿真模型，保护企业设计知识产权，提高三维模型轻量化的效率； 2）解决三维标注模型规范下厂的问题，实现三维标注模型通过生产模型转换服务器转换，并能在厂所PDM系统中进行数据会签及下发，规范三维标注模型转换及下厂的规范管理； 3）解决现有设计过程标准件删除效率低的问题，实现一键删除装配下的标准件； 4）解决手动修复历史数据效率低的问题，实现三维模型和图框的快速批量处理，使之与现有的设计模板一致，提高历史模型的重用率； 5）解决三维标注模型更改过程中表达不清晰、规范的问题，实现三维标注模型的规范化更改，并生成变更视图及变更列表； 6）解决标准件装配过程中，重复操作多、装配效率低的问题，实现标准紧固件快速选择、成组装配； 7）解决三维爆炸图手动分解效率低的问题，实现三维爆炸图快速智能化生成； 8）解决三维布管过程中，设计过程繁琐，手动布管效率低的问题，实现管夹零件、管接头的规范化管理及装配，管线库规范化管理及选用，同时，快速创建管路组件并进行三维布管，还可以根据需要创建技术要求，统计管路信息等，提高三维布管的效率； 9）解决工具安装部署繁琐的问题，实现Creo环境配置、三维标注工具等快速可选安装。 2.3基于PDM系统的MBD模型检查 设计所根据国家、行业、企业标准，为型号研制、标准化及管理部门人员提供了一套完整的基于MBD的三维模型检查工具，解决了当前手工状态下数字化模型规范化检查过程中工作量大、效率低的问题，并可快速准确地检查设计过程中形成的诸如图层、三维/二维关联性、工程图标注等不规范的数据，同时实现了动态配置审查集、自动进行检查的功能，有效提升了三维模型检查的工作效率，提高了型号研制的标准化和规范性程度，缩短了产品开发周期，提升了研发人员快速响应的设计能力，增强了型号产品的市场竞争能力。 同时开展基于MBD的三维模型检查工具与PDM系统集成，实现了对三维模型数据（含工程图）的规范性检查，重点检查三维模型的完整性、有效性和规范性，根据模型检查报告显示的分析结果，能对错误项进行修改，对警示项确认并明确是否需要改进，同时可以在设计过程中多次执行模型检查，检查零件、工程图和装配是否符合标准及正确的MBD建模方法。PDM系统中针对模型检查需进行定制开发，将模型检查作为一个管理模块，可按照型号产品来进行PDM系统的模型检查，管理模块可定义在各个型号产品的实用程序页面中，PDM系统模型检查管理可根据检查规则进行设计数据完整性检查、更改数据完整性、转阶段更改数据完整性检查、重命名审核检查等详细管理模块定义。 2.4基于PDM系统的基础资源库及三维货架产品库 基于PDM系统建立与下游工厂统一的基础资源库，对标准件、原材料进行统一管理，以物品编码作为唯一标识，基础资源库与各下游工厂的PDM系统集成，物品信息传递不再通过人工进行转换，各业务环节之间的信息传递得到显著的提升，保证了信息传递的准确性和一致性，提升了设计资源的选用效率，保证了基础资源管理选用的规范性和优选性。同时提高了物资的重用率，降低了物种维护、管理成本。为开展基于模型的设计制造一体化应用提供基础数据保障，提高设计质量、降低设计和制造成本。 同时开展基于PDM系统的三维货架产品库建设，形成各类货架产品的产品规范、建立三维模型库，各产品设计时直接选用，提高三维模型的重用率，大大降低设计工作量、大幅提高设计效率、稳定设计质量、降低产品成本。 2.5基于MBD的数字化标准体系 基于MBD技术的企业标准体系包括通用基础标准、数字化设计制造标准、协同设计标准等几个方面，核心是MBD数字化设计制造标准，由于MBD技术的规范不仅涉及到设计所这样的设计单位，还与下游工厂紧密相连，因此标准规范设计到标准化、总体、分系统、工艺和制造等各个专业。在设计所基于MBD技术的航天复杂产品全三维设计应用的过程中，根据自身特点和业务流程制定了相关设计规范和标准，通过梳理产品各类型三维模型，具体研究其尺寸和公差标注、剖视图生成、加工要求、特征视图创建与管理、组件等进行三维装配模型的标注技术和内容等，并充分借鉴航空航天领先单位的已有成果，分析消化吸收，协调下游工厂的工艺和制造部门，确定全三维设计到制造的技术方案，以及设计过程中各分类模板和各种三维标注规范，形成了13项MBD的院级标准《基于Creo的三维结构设计要求》，为基于MBD的全三维设计大范围应用奠定基础。 3结论 本文以MBD技术为切入点，阐述了航天复杂产品全三维设计应用实践过程。通过MBD技术变革传统产品设计模式，优化业务流程，形成了统一的管理模式和管理标准，紧密围绕产品研制，实现产品设计、工艺、制造及服务全过程的三维数字化协同，大幅提升了产品的设计能力，助力提升了研发效率和设计质量，支撑了湖北航天技术研究院总体设计所产品研制的顺利推进。