知识管理促进智能化设计
——管道设计院线路室探索数字化管道设计纪略
近年来，管道设计院已经在中国石油率先开展了“基于管道全生命周期的数字化管道设计”，同时，他们也真真切切感受到了管道全生命周期建设引发的设计变革，这种变革不仅仅是“设计手段”的变革，更是“设计方法”的变革。
解析“设计手段”的变革：过去老一代设计师们是用笔和尺来画图，后来是用一台计算机画图，演变到现在的基于管道全生命周期的数字化管道设计，设计师们是人手一机，多台计算机互相协作画图，通过与后台服务器的信息交互实现协同设计，像线路、工艺、总图等10几个专业间通过紧密协同和智能化功能，避免了设计中的错、漏、碰、缺的现象发生。
然而，近年来，管道设计院没有满足“设计手段”的变革，而是不断研究“设计方法”的变革。以线路室为例，他们从2008年开始研发地理信息技术，开发辅助设计工具，通过不断总结以往的项目经验，实现对以往设计知识和工程经验的总结、沉淀，在不断改进和完善的同时，建立模型，再通过标准化、模块化和信息化手段推送给设计人员，即实现知识推送，最后通过计算机的专业设计软件、硬件以及先前“录制”的标准规范来实现智能化设计。
笔者看线路室地理信息技术小组组长马金凤在计算机平台上给大家演示知识管理和智能化设计过程，很快就联想到大家在车里安装的导航，只要输入目的地，导航就很智能地引导你的车下一步往哪里开；那么管道设计院线路室研究的知识管理——即知识积累、知识建模、知识推送、知识的再积累，实现了从知识到设计方法的相互转变和促进，能大大提高设计质量和效率，并开启了智能化设计的大门，为此说，“设计手段”和“设计方法”的变革将为数字化管道设计插上翅膀！
总结以往项目经验 形成知识的积累
多年来，管道设计院线路室承揽过很多大中型管道项目设计任务，包括规划、可研、初步设计、施工图设计、现场服务、设计回访等，尤其近年来担纲了“四大能源通道”的设计重任，所设计的管线横亘祖国西北部的戈壁荒漠、北部的黄土高原、中部的秦巴山区、中东部的长江中下游水网地带、东南沿海的闽粤中低山丘陵、西南边陲的云贵高原，他们已经积累了大量的线路设计经验，形成了庞大的知识体系和专有技术。
线路室国家级勘察设计大师史航总结出了一套适合国内不同地貌单元下的选线技术规定，建立了复杂山区下的多约束因子选线模型，形成了管线与道路、隧道群综合设计技术；高级技术专家李朝解决了山区、黄土丘壑和沙漠地区的管道线路敷设和水工保护设计难题，形成了管道线路敷设和水工保护设计规定；主任工程师张振永编制了输油气管道钢管和焊接方法及材料选用指南，建立了国内外钢管生产和焊接材料数据库；科技骨干余志峰通过集团公司课题 “长输管道应变设计技术及应用研究“和中缅管道9度及以上级强震区和活动断裂带地段管道设计技术研究”，解决了西二线、中缅管道遇到的重大技术难题，形成了管道设计院特殊地段的管道敷设特色技术……，还有很多设计者研究了很多特色技术知识。
面对这些珍贵的知识体系和专有技术，还有一些专家，像线路室地理信息化技术小组马金凤带领一班人，专门研究别人做项目的经验和技术知识，通过课题研究和基础工作进行了总结和积累，形成公式、指标参数、材料库和统一规定等，再把这些内容以适当的格式存入计算机数据库中，形成知识的信息化体系，即知识的积累，为管道数字化设计使用。
建立知识模型库 促进管道数字化设计
在形成知识积累之后，马金凤他们就开始建立管道线路知识模型库，分为综合信息数据库、设计导航流程和专业设计工具推送、标准设计模板、设计统一规定和设备材料库五个部分。
通过线路知识模型库的建立，在线路设计时，设计师们在计算机上就可以通过对周边人居环境进行缓冲分析，能自动划分管道地区等级，通过与铁路、公路、河流等对象的关系分析，迅速得到管道穿越河流的定量、 定位、定性统计，而一旦管道距敏感区域过近或直接交叉，系统将自动进行空间分析，判断并给出提示警告信息，在管道通过山区时，能解析得到高程里程，又能通过一定算法，判断管道沿线地形地貌；知识模型库的建立，为管道数字化设计提供了基础保障。
细化设计标准 简化、固化设计流程 实现知识推送
在知识模型库建立的同时，马金凤他们一是细化设计标准；二是简化、固化设计流程；三是实现知识推送，即通过自行开发设计过程的导航流程，把设计标准和固化的流程镶嵌到计算机系统内部的后台上，后台能自动地将工程参数、所需专业的设计工具和设计参数推送给设计人员，因为有了细化的设计标准，特别是事先制定的、细化的设计的统一规定，各专业间可以同时进行设计，避免了上下游专业“打架”的现象发生，这样即实现了设计的协同，也简化了设计流程，实现了知识的推送。
通过不同项目的横纵比较 实现知识的再积累
在知识积累、知识建模、知识推送的基础上，马金凤他们将以往项目和在建项目的经验和知识进行沉淀，即在一个项目完成后，设计人员及时总结现场实际情况，同时积极收集运行单位的信息反馈意见，回过头来与其他项目进行横向比较，对本项目的施工进行纵向比较，并不断地进行完善和改进已有的知识，实现知识的再积累。横向比较，如西一线至西三线、中缅线、中亚线，不同的项目有不同的技术知识，他们就不断的总结、沉淀，循环往复，实现知识管理的积累、复用、协作，同时建立数字化系统和知识管理系统的知识关联；纵向比较，如在工程中进行现场跟踪指导和设计回访等，去粗取精，不断细化和优化该院线路设计标准，形成新的知识，通过这些项目，形成了管道从踏勘、选线、外业报批、内业设计、配合施工、运行期应急事件处理的线路知识积累的大数据。
数字化设计向智能化设计的探索
管道设计院线路室信息化技术小组于2008研发了GIS辅助线路设计平台，通过归纳线路设计流程和设计工具开发辅助设计软件， 2010年开发基于数据库的施工图设计平台，通过将施工图统一规定和典型图等基础工作转化为知识模型，形成数字化设计软件；2012年搭建数字化移交平台，对已往数字化项目进行管理、归纳和总结，为进一步的知识积累奠定基础，这些软件平台最终实现了知识积累、知识建模、知识推送、知识再积累的全过程知识管理。
知识管理从理念变为了实践，通过项目应用实现了设计方法的变革。再看管道设计院线路设计，有了数字化设计的基础，设计理念相应的都发生了变化。即基于概算的线路选择理念被基于安全、可靠和经济综合定量考虑的线路选择理念所取代；基于二维平面的线路设计被基于三维模型的线路设计所取代；基于线路单专业设计被基于勘察、测量、线路、穿跨越、水工保护、线路防腐和通信的多专业协同设计所取代。
目前，管道设计院线路室信息化技术小组正在研发的管道线路三维数字化协同设计系统，从某种程度上要探索的是智能化设计的可行性，而这些都是奠定在完善的知识管理基础上方可进行的，并最终实现数字化设计向智能化设计的探索。
目前，管道设计院线路室的知识管理平台已经上线运行，他们通过对知识的管理，再通过标准化、模块化和信息化手段来实现智能化设计，其成果已经应用到很多项目中，并在西三线东段、哈沈线逐步完善。在知识管理促进智能化设计工作中，管道设计院线路室历经六年的时间，可谓是在曲折中不断进步，在管道设计院其他专业科室中起到了典范的作用。
作者简介
李建飞，中国石油天然气管道局管道设计院党群工作部工作，从1991年开始，发表过小说、诗歌、散文等，1996年在管道一公司作新闻报道工作，2012年调入管道设计院，参加过涩宁兰、兰成渝、西气东输、陕京二线、西部管道、印度东气西输等大型管道工程，多次被评为管道局优秀新闻工作者，2004年12月30日，在西气东输工程中被评为“全国三八红旗战地宣传报道小分队”队长，2007年3月6日，被管道局授予“管道局十大金国标兵”称号，2006年、2011年在管道局全局刊稿均名列第一名。
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