Проектирование предприятий с непрерывным производственным циклом — сложный, наукоемкий процесс. Отечественные проектанты обладают огромным научно-техническим, интеллектуальным инженерным потенциалом и опытом. Важным фактором повышения эффективности проектных работ является внедрение инновационных технологий, прежде всего, систем автоматизированного проектирования (САПР), программ — расчетных пакетов, баз данных оборудования, изделий и материалов.
Особенностью проектирования объекта энергетики, нефтегазопереработки, химической промышленности является необходимость участия в процессе большого числа представителей самых разных проектных дисциплин: проектировщиков-технологов, специалистов по проектированию установок, зданий, сооружений, инженерных сетей, вентиляции и т.д. Кроме того, задействованы специалисты по инженерным расчетам в той или иной области. Огромная работа связана с материально-техническим обеспечением (МТО) проектируемого объекта. Количество позиций специфицируемых изделий, оборудования и материалов может насчитывать десятки и сотни тысяч.
Несомненно, при таком наборе определяющих факторов невозможно обойтись использованием «небольшого количества» программных инструментов, позволяющих эффективно обеспечивать как проектирование, так и информационную поддержку прочих стадий жизненного цикла (ЖЦ) объекта с непрерывным производством.
Последнее десятилетие характеризуется следующей тенденцией в области проектирования объектов с непрерывным производственным циклом: для разнородных задач используются «узкоспециализированные» инструменты. Несомненно, такой подход резко повышает эффективность работ по отдельным разделам проекта.
Без объединения результатов проектирования в единую среду, без обмена параметрами (различными инженерными данными) между разработчиками определенных проектных специальностей использование высокоэффективных «специализированных» инструментов может быть сведено на нет. В связи с этим другая тенденция развития современных САПР проявляется в стремлении компаний-производителей к созданию «линеек» из различных программных средств, интегрированных в единую среду. С одной стороны, каждое средство решает «свои» задачи, с другой — работа ведется в единой интегрированной среде и осуществляется необходимая передача параметров между САПР. Такие процессы передачи информации от одной проектной дисциплины к другой при работе «на бумаге» или в САПР, не «объединенных в линейку», фактически являются привычными «выдачей и обменом заданиями».
Остановимся еще на одной тенденции — развитии интеграционных механизмов между средствами от различных производителей. Причины этого очевидны:
Последняя из множества тенденций развития современных средств, о которой хотелось бы упомянуть, — объединение структурированных и неструктурированных инженерных данных с целью их дальнейшего использования при эксплуатации и модернизации существующих предприятий. Дело в том, что за период жизненного цикла предприятия технологии проектирования, накопления и управления инженерными данными претерпели революционные изменения. Инженерные данные находятся как в электронных, так и в прочих форматах. При этом данные могут быть структурированы (что упрощает процесс управления ими), а могут быть и не структурированы, например содержаться в чертежах на бумаге или в ячейках растрового изображения таблицы — результата сканирования спецификации. В связи с таким положением дел все чаще предпринимаются попытки создания системы управления инженерными данными (СУИД), учитывающей перечисленные факторы.
Одной из самых передовых технологий, позволяющих не только вести проектирование в специализированных средствах, предназначенных для той или иной проектной дисциплины, но и организовать единую среду хранения, обмена инженерными данными и управления ими, является технология Intergraph® SmartPlant Enterprise. Она включает средства и технологии проектирования, управления МТО, мониторинга проектных и строительных работ, управления строительством и прочие наборы всех необходимых инструментов, описание которых выходит за рамки статьи. Это на практике отражает первую из описанных выше тенденций — применение специализированных пакетов для автоматизации работ той или иной проектной дисциплины. Общая схема Intergraph® SmartPlant Enterprise приведена на рис. 1.
Раскрывая на примере Intergraph® SmartPlant Enterprise значение второй тенденции — глубокого интегрированного взаимодействия различных средств, — не будем подробно рассказывать об обмене данными между САПР. Отметим лишь, что этот функционал также отлично реализован. Затрагивая вопросы взаимодействия различных средств проектирования, приведем, на наш взгляд, наиболее передовой пример — технологию SmartPlant P&ID Design Validation.
Средством разработки технологических схем является пакет Intergraph® SmartPlant P&ID. На практике приходится сталкиваться с ситуацией возникновения ошибок в результатах работы в средствах трехмерного проектирования. При этом ошибки связаны с несоответствиями моделей технологическим схемам. Выявить такие ошибки и призвана технология SmartPlant P&ID Desingn Validation. Очень кратко опишем ее:
• на входе SmartPlant P&ID Desingn Validation:
• технология проводит анализ соответствия технологических схем изометрическим;
• результаты анализа (данные об ошибках, коллизиях и т.д.) предоставляются пользователям для исправления в соответствующих САПР. Отображение ошибок имеет интуитивное графическое представление (рис. 2).
Подчеркнем следующее: возможность работы с изометрическими данными, получаемыми от средств других производителей — PDMS (AVEVA), Autoplant (Bentley) и прочих, с которыми работает технология SmartPlant P&ID Desingn Validation — пример следования третьей тенденции: интеграционного взаимодействия между средствами различных производителей. Другим примером такого взаимодействия, реализованного в Intergraph® SmartPlant Enterprise, может служить технология SmartPlant Interop Publisher, работа которой описывается следующим образом:
• существуют источники данных — САПР, в которых ведутся проектные работы, выдающие данные в различных форматах:
• для всех источников существует единый алгоритм подключения к информационной модели;
• проектирование может вестись на различных платформах, но результат — не только геометрия, но и атрибутика — подключается к единой интеграционной модели (рис. 3). Причем, в зависимости от последующего использования данных, модель может «собираться» в Smart 3D, SmartPlant Review или SmartPlant Foundation.
И наконец, приведем пример четвертой тенденции развития современных средств, выходящих за рамки стадии ЖЦ проектирования, — объединение структурированных и неструктурированных инженерных данных с целью их дальнейшего использования при эксплуатации и модернизации существующих предприятий, создании СУИД и информационного моделирования.
Огромным преимуществом Intergraph® SmartPlant Enterprise является возможность объединения всех средств разработки в единую среду, консолидация и управление инженерными данными на всех стадиях ЖЦ объекта с непрерывным производством. Далее, технология позволяет консолидировать инженерные данные и управлять ими не «с нуля» (начиная со стадии ЖЦ проектирования, когда структурированные инженерные данные «поступают» из САПР), а в том числе и на уже существующем предприятии. Для этого сравнительно недавно разработаны инструменты Intergraph® SmartPlant Fusion и Validation, Transformation and Loading (VTL), позволяющие провести подготовку, проверку, преобразование, в том числе, и неструктурированных инженерных данных и загрузить их в единую среду. При этом каждая проектная позиция (например, единица оборудования) в единой БД имеет связи с технологической схемой, трехмерной моделью, данными о заменах, поставщиках, ремонтах, заказах, результатах лазерного сканирования и т.д. Этот подход иллюстрирует рис. 4.
Прежде чем привести некоторые практические примеры внедрения технологии Intergraph® SmartPlant Enterprise на отечественных предприятиях, сделаем важные уточнения:
Описанный проект продолжался год и был завершен летом 2013 года. Целью, стоящей перед компанией «АЭС-Буран», было создание высококвалифицированной экспертной группы, которая в условиях ограниченных ресурсов и сжатых сроков могла бы разрабатывать проектные решения и оказывать инжиниринговые и консультационные услуги в области атомной электроэнергетики на рынке Юго-Восточной Азии. В связи с этим специалисты Бюро ESG взялись отладить технологию проектирования моделей атомных электростанций с использованием программных продуктов компании Intergraph® и обучить персонал заказчика работе в них.
В ходе проекта:
Основные сложности при реализации проекта были связаны с отсутствием номенклатурной базы данных элементов трубопроводов в программном продукте SmartPlant 3D, необходимых для построения трехмерной модели блока АЭС. Поэтому в сотрудничестве со специалистами Бюро ESG было разработано техническое задание для создания такой базы данных и выпущены практически все каталоги для всех существующих на территории России типов трубопроводов (рис. 5).
Генеральный директор ООО «АЭС-Буран» Максим Ельчищев и начальник технологического отдела ООО «АЭС-Буран» Максим Кретов отмечают:
«…Совершенно очевидно, что подобный проект не является уникальным, однако ключевыми моментами, обеспечившими эффективный StartUp, стали:
Итоги работы:
Многолетнее сотрудничество Бюро ESG и СПбАЭП привело к тому, что в 2006 году, когда перед предприятием встала задача приступить к проектированию ЛАЭС-2, за технологической поддержкой решено было обратиться именно к нам. Необходимо было обеспечить программными продуктами проектный отдел, обучить его специалистов работе с основными продуктами Intergraph®, разработать технологию проектирования, регламенты, инструкции. Фактически, команда специалистов Бюро ESG прошла весь путь от предпроектных работ до выпуска проектной документации плечом к плечу со специалистами «СПбАЭП».
Основная задача проекта — внедрение единой интегрированной среды проектирования объектов атомной энергетики, включающей все задействованные в технологической цепи проектирования САПР, средства автоматизации МТО, средства контроля, просмотра и визуализации компании Intergraph®, интегрированные по технологии Intergraph® (с использованием SmartPlant Foundation).
Основные трудности, возникшие в процессе решения задач проекта:
В ходе проекта:
Основными итогами проекта явилось то, что второй блок Ленинградской АЭС (ЛАЭС-2) был полностью спроектирован с помощью линейки программных продуктов Intergraph®. Основные строительные работы закончены. Ввод в эксплуатацию первого энергоблока намечен на 2016 год.
ООО «Проектный институт «СГНХП» являлся субподрядчиком крупной японской компании. Одним из основных условий участия в проекте стало выполнение и предоставление модели заказчику в формате SmartPlant 3D. Перед специалистами института стояла задача в самые короткие сроки приобрести, изучить и внедрить систему.
В реализации поставленной задачи самая активная помощь была оказана специалистами компании Бюро ESG.
При проведении проекта были поставлены и выполнены следующие задачи:
В ходе проекта:
В итоге проведенных работ:
О.П. Мехова, заместитель директора ООО «Проектный институт «СГНХП» по ИТ, высоко оценила и дала рекомендации компании Бюро ESG: «Благодаря привлечению высококвалифицированных специалистов ООО “Бюро ESG”… нам удалось освоить базовый курс по продуктам SmartPlant P&ID, SmartPlant 3D, SmartPlant Review… Рекомендуем специалистов ООО “Бюро ESG”, как доказавших бесспорную профессиональную компетентность в вопросах обучения программному обеспечению SmartPlant корпорации Intergraph®».
ООО «Северсталь-Проект» является генеральным проектировщиком ОАО «Северсталь», одной из крупнейших в мире международных вертикально интегрированных сталелитейных и горнодобывающих компаний.
Проект — первый пример внедрения Intergraph® SmartPlant Enterprise в отрасли черной металлургии в России. Он был реализован в ходе строительства установки улавливания неорганизованных выбросов.
При проведении проекта были поставлены следующие цели:
В ходе проекта решалась задача реконструкции, перепроектирования и строительства новой установки улавливания неорганизованных выбросов. Установка газоочистки предназначена для улавливания и очищения пыли, образующейся во время загрузки лома и заливки чугуна.
Цель проекта: установить уровень содержания пыли в очищенных отходящих газах на дымовой трубе на уровне не более 10 мг/нм3, что соответствует лучшим мировым практикам.
В ходе проекта:
Итоги работы:
В статье приведена лишь часть многочисленных примеров из отечественного опыта автоматизации проектирования объектов с непрерывным производственным циклом с использованием технологий Intergraph® SmartPlant Enrterprise. Компания Бюро ESG всегда готова делиться опытом и подробно освещать тематику. Одним из ближайших мероприятий, посвященных использованию средств Intergraph®, является конференция «САПР-Петербург 2014», которая состоится 29-30 октября в Санкт-Петербурге. Впервые в один из дней конференции, 30 октября, будут проведены пленарное заседание и две секции, полностью посвященные технологиям компании Intergraph®.
Эл. версия "САПР и Графика" Сентябрь, 2014 г.
Теги: | Intergraph, Предприятия с непрерывным производственным циклом, |