氣體絕緣金屬封閉開關設備簡稱GIS因其占地面積少、可靠性高、安全性強、維護工作量很小等優點而被用戶所接受，自2000年以來設備得到了廣泛應用。我國電力工業的持續、快速發展，給輸變電設備制造業提供了極好的發展機遇，特別是在過去的4年中，CIS設備用量呈快速增長趨勢，2007年至2010年高壓開關行業生產126kV及以上電壓等級氣體絕緣金屬封閉開關設備的間隔數量對比如圖1所示，同比增長62.5%。
圖1 GIS年需求量對比
隨著經濟全球化的不斷深入，市場競爭日趨激烈；企業必須提供交貨快、質量高、成本低和服務好的產品才能在競爭中處于有利地位。為了滿足日趨增加的GIS電站的工程設計量，我們必須通過模塊化設計，充分利用企業現有設計資源和經驗，快速響應用戶需求。
本文主要是根據GIS產品的結構特點，首先利用CAD軟件進行標準元件的模塊化設計；然后將最基本的數據導入PLM系統，根據客戶的需求，導出數據庫中的相關模塊，完成一個電站的設計；最終通過PLM系統輸出該電站的數據清單，用于指導生產。
1 模塊化設計概念和理論
模塊化設計的核心思想是將產品進行模塊劃分后，通過對某些模塊進行重新設計或變異設計得到新的產品，以滿足客戶對產品個性化的需求，隨著產品個性化和大規模定制的興起，模塊化設計已成為關鍵使能技術，越來越受到青睞。
同時，模塊化設計也是一種快速設計，它是在保證產品設計質量的基礎上，以縮短工程設計周期為目的的設計方法和技術，隨著產品需求的多樣化、復雜化和個性化，快速設計日益受到人們的重視。模塊化設計作為實現快速設計的主要技術之一，其模塊的可互換性和可組合性是產品快速設計的基礎。
2 GISI程模塊化工程設計步驟及流程
以GIS二維模塊化工程電站設計為例，其主要以二維模塊圖（數據庫）為設計載體，通過PLM專業的軟件平臺，進行電站配置方式的選擇即以標準模塊為選擇條件。模塊化設計步驟大致如下。
1)建立數據庫模塊層，共四大模塊層。通過CAD軟件首先建立相應的標準間隔模塊層，然后建立通用元件模塊層，其次建立非標準件、改投件模塊層，最后建立組合模塊層。其中模塊一層、二層為不變量，模塊三層為變量，模塊四層為不變量與變量的組合，各分層元件圖2所示。
圖2 模塊化設計結構圖
2)建立供模塊層選擇以及輸入的軟件平臺，我們將設計好的數據庫模塊層導入PLM軟件作為平臺的產品生命周期數據管理系統，供設計院在進行工程電站設計時的模塊化選擇基礎。
模塊化工程設計時，分別從標準間隔模塊層選擇標準間隔、從通用元件模塊層選通用元件、對非標件及改投件的圖紙納入輸入模塊層中，然后將標準間隔模塊層、通用元件模塊層及輸入層進行組合，最后實現電站部分間隔組合的編碼選取并生成電站總體布置圖。在PLM系統搭建一個電站模塊化結構樹，最終通過物料清單BOM數據的導出來指導生產。
3 結論
由于電站布置方式不同，我們需要設計很多種類型的模塊圖，前期工作需要大量的時間，同時我們也不可能將所有的電站工程設計都實現模塊化。但企業通過PLM軟件平臺進行產品模塊化設計，使得工程設計更加規范化和智能化，能夠提高設計速度和質量、有效減輕設計工作量，降低產品成本，從而提高產品的綜合經濟效益，增強企業市場競爭力。
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本文標題：基于PLM系統的GIS模塊化工程設計
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