Опыт использования системы AutoPLANT 3D в ГНИПИ «Химтехнология» на примере проекта складов органических и неорганических продуктов

С.И.Рыбас

Государственный научно-исследовательский и проектный институт химических технологий «Химтехнология» является ведущей организацией в области создания химических технологий и строительства объектов химической промышленности на Украине. В состав института входят научно-исследовательское и проектное подразделения и опытный завод, которые обеспечивают выполнение всего комплекса задач по созданию производства химических продуктов — от исследований до разработки проектной документации. По проектам института построен и работает целый ряд крупнотоннажных установок по производству аммиака, метанола, ацетилена, уксусной кислоты, адипиновой кислоты, калиевой селитры и др. В настоящее время «Химтехнология» является самым крупным в химической отрасли институтом в СНГ и одним из первых на Украине комплексных научно-исследовательских и проектных институтов, которые имеют сертификаты соответствия системы менеджмента качества требованиям международного (ISO 9001:2000) и национального стандарта (ДСТУ ISO 9001:2001) и используют их в своей деятельности. Институт получил лицензии на выполнение следующих видов проектных работ:

• проектирование зданий и сооружений;

• выполнение специальных видов работ в строительстве;

• технологическое проектирование в рамках химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности;

• проектирование, монтаж, техническое обслуживание средств противопожарной защиты, а также многое другое.

Пилотный проект установки каталитической очистки водорода от СО₂

О применении в нашей работе систем автоматизированного проектирования мы задумались очень давно. Первые САПР мы стали использовать еще в 80-х годах, а с AutoPLANT начали работать в середине 90-х. Мы не просто закупаем программное обеспечение для удовлетворения конкретных нужд отделов института — мы подошли к проработке вопроса автоматизации проектно-конструкторской деятельности серьезно, с учетом долгосрочной перспективы. С целью совершенствования качества проектной продукции, повышения производительности труда проектировщиков, а также сокращения сроков проектирования мы разработали концепцию, стратегию и программу по техническому перевооружению нашего института. Ежегодно планомерно обновляется компьютерный парк института, в соответствии с планом автоматизации приобретается новейшее программное обеспечение. Все больше внимания уделяется вопросу комплексного проектирования. Институт нуждается в новых системах, способных последовательно, по цепочке выполнять несколько видов проектных работ. При этом должна обеспечиваться параллельная работа нескольких производственных отделов в среде одной системы.

Склад неорганических продуктов

Склад органических продуктов

Прежде чем перейти к рассмотрению основного вопроса данной статьи, необходимо изложить некоторые исторические факты, связанные с использованием САПР в нашем институте. В 1996 году в российской прессе появилась информация о системе AutoPLANT. Поскольку организация комплексного проектирования имеет принципиально важное значение для работы института, система AutoPLANT очень заинтересовала наших проектировщиков. После тестирования различных программных продуктов для решения задач автоматизации проектной деятельности выбор был сделан в пользу AutoPLANT. Комплексность и законченность системы, возможность решать широкий круг задач проектирования, ее несложная адаптируемость и широкая интеграция с другими системами, а также прекрасное соотношение «цена/качество», по сравнению с другими программными средствами, сыграли решающую роль. Первые версии AutoPLANT начали эксплуатироваться в нашем институте уже в 1997 году. В 2002-м мы приобрели пакет AutoPLANT v 2.11. Эта версия была полностью русифицирована и адаптирована для применения в России и странах СНГ. В то время этот программный продукт принадлежал фирме Rebis Industrial Workgroup Software. С целью внедрения системы AutoPLANT в институте было проведено обучение пользователей. Было понятно, что без наполнения баз данных для проектов эффективное использование данной системы автоматизированного проектирования невозможно. Мы выделили специалистов, которые сразу занялись этой работой под руководством и при участии представителей фирмы Rebis. Благодаря технической поддержке поставщиков программного обеспечения AutoPLANT, нам удалось создать собственную базу данных на трубопроводы, арматуру и профили металлоконструкций, а также выполнить первый пилотный проект с применением AutoPLANT. По окончании пилотного проекта нам стало ясно, что программный комплекс AutoPLANT может быть использован для проектирования объектов химической и нефтехимической промышленности как в странах СНГ, так и за рубежом.

Модель железобетонных конструкций для склада неорганических продуктов

Весной 2003 года перед коллективом института была поставлена новая задача — выполнить рабочий проект складского хозяйства с помощью программы AutoPLANT. Складское хозяйство химического завода должно было состоять из склада неорганических продуктов с насосной и сливной эстакадой и склада органических продуктов с насосной и сливо-наливной эстакадой.

В состав склада неорганических продуктов вошли следующие объекты:

• склад неорганических продуктов, состоящий из емкостей для хранения азотной кислоты, серной кислоты, щелочи, аварийной емкости и двух промывных колонн;

• насосная с насосами, предназначенными для разгрузки железнодорожных цистерн и подачи продуктов на производство со склада;

• сливная эстакада, предназначенная для разгрузки из железнодорожных цистерн азотной кислоты, серной кислоты, щелочи и рассола;

• двухэтажное здание с подсобно-вспомогательными помещениями.

В состав склада органических продуктов вошли следующие объекты:

• склад органических продуктов, состоящий из емкостей для хранения органических продуктов и одной аварийной емкости;

• насосная, в которой расположены насосы, предназначенные для разгрузки и загрузки органических продуктов из железнодорожных цистерн и выдачи органических продуктов со склада потребителям;

• сливо-наливная эстакада, где осуществляется налив в железнодорожные цистерны органических продуктов, а также их разгрузка из железнодорожных цистерн;

• аварийный душ.

При этом исполнителям было необходимо создать и продемонстрировать заказчику трехмерную модель проектируемого объекта. Для этого нам опять пригодился AutoPLANT. Благодаря полученным навыкам работы с САПР AutoPLANT мы знали, как можно быстро выполнить данную работу, сначала создав трехмерный объект, а потом, на основе полученной модели, разработав полный комплект рабочей документации. В работе над проектом принимали участие строительный и монтажно-технологический отделы института. Для разработки ЗD-модели использовали графический редактор AutoCAD 2002, систему комплексного 3D-проектирования AutoPLANT v 2.11 в составе модулей Piping 3D, Equipment 3D, Structural 3D, Explorer ID, программу архитектурно-строительного проектирования Architectural Desktop v3.3 и систему комплексного архитектурно-строительного проектирования Allplan v17.0b фирмы Nemetschek AG.

Технологическая модель склада органических продуктов

Процесс проектирования начался с разработки базы данных труб, деталей трубопроводов, арматуры и профилей металлоконструкций проекта. Для удобства работы базу данных трубопроводов разбили на девять мини-каталогов.

В соответствии с технологическим заданием и учетом инженерно-геологических условий в графическом редакторе AutoCAD 2002 были разработаны ЗD-модели железобетонных конструкций для склада органических продуктов и для склада неорганических продуктов. И первая и вторая модели состояли из железобетонного поддона для резервуаров, фундаментов под резервуары и насосы, поддона с насосным оборудованием и стойками навеса и участка железнодорожного пути с поддоном для железнодорожных цистерн.

Строительная часть была добавлена в виде XREF-ссылок в файлы технологических моделей складов органических и неорганических продуктов. С учетом уровневых отметок фундаментов в каждой модели было расставлено технологическое оборудование: емкости, колонны и насосы. Основная часть оборудования разрабатывалась в AutoPLANT Equipment 3D. Отдельные типы оборудования были созданы в среде графического редактора AutoCAD 2002 по причине недостаточного набора функций отрисовки оборудования в модуле AutoPLANT Equipment 3D.

Переходная площадка для склада органических продуктов

На оборудовании расставили штуцера и люки. Далее начался сложный творческий процесс обвязки оборудования трубопроводами средствами модуля AutoPLANT Piping 3D. Были созданы эстакадные линии трубопроводов для каждой модели. При разработке трубопроводов учитывались технологические параметры на каждом участке проектирования. Всего было создано 180 номеров линий в модели склада органических продуктов и 200 номеров линий в модели склада неорганических продуктов.

В завершение работы две технологические модели были объединены с помощью рабочих областей AutoPLANT Piping 3D. Трубопроводы обеих моделей были состыкованы между собой и выведены на общую эстакаду.

В модуле AutoPLANT Structural 3D была выполнена модель металлоконструкций, в которую вошли:

• металлические переходные лестницы и площадки, устанавливаемые в поддонах и на сливо-наливных эстакадах;

• металлические маршевые лестницы;

• металлические площадки на резервуарах;

• металлические каркасы навесов для насосных;

• навесы из стального профилированного настила по металлическому каркасу для сливо-наливных эстакад;

• металлические стойки для крепления межкорпусных трубопроводных эстакад.

Каждая металлическая конструкция разрабатывалась в отдельном файле на основе созданной базы данных профилей металлоконструкций. Для сокращения сроков проектирования серийные узлы детально не прорабатывались.

Здание со вспомогательными помещениями

Общая модель металлоконструкций была собрана с помощью функции AutoPLANT Structural 3D «Импорт-Экспорт групп», а затем объединена с моделями фундаментов, которые были подгружены в файл металлоконструкций в виде XREF-ссылок.

В системе архитектурно-строительного проектирования ADT была разработана модель двухэтажного здания со вспомогательными помещениями. В нем разместились:

1-й этаж — помещения для обслуживающего персонала (аварийный душ, санузел), помещение для оборудования системы отопления и вентиляции, кладовая для хранения теплой спецодежды;

2-й этаж — комната щитовой КИП, электрощитовой.

Модель здания была установлена в общей модели склада неорганических продуктов в виде XREF-ссылки.

В отдельном файле в среде графического редактора AutoCAD 2002 было изображено территориальное расположение дорог между складами. После завершения разработки всех частей проекта была собрана полная ЗD-модель складского хозяйства химического завода.

В процессе работы над проектом неоднократно использовался модуль AutoPLANT ExplorerID — для проверки коллизий и поиска ошибок размещения объектов и несостыковок во всех частях проекта.

Работа по проекту была завершена в ноябре 2003 года. Из модели складского хозяйства были легко и быстро получены:

• монтажно-технологические чертежи — планы, сечения;

• изометрические чертежи трубопроводов с монтажными ведомостями, расположенными на листе изометрии;

• сводная ведомость потребности в арматуре и материалах, на основании которой были выполнены заказные спецификации на арматуру и материалы;

• строительные чертежи марки КМ — металлических площадок, лестниц, навесов и др.;

• строительные чертежи железобетонных конструкций — схемы расположения поддонов и фундаментов для емкостей, цоколей под оборудование и др.;

• строительные чертежи в части архитектуры — планы, разрезы, фасады подсобно-вспомогательного здания и аварийного душа.

ЗD-модель складского хозяйства химического завода

Просмотр ЗD-модели в AutoPLANT ExplorerID

Выполненный проект может служить очередным подтверждением того, что систему AutoPLANT можно применять для проектирования и на территории стран СНГ. Эта система действительно обеспечивает комплексное проектирование, охватывая б о льшую часть проектных работ и позволяя организовать параллельный процесс проектирования несколькими производственными отделами. Кроме того, система хорошо совместима с другими программами ЗD-проектирования. Наглядным примером этому служит использование в нашем проекте в моделях AutoPLANT объектов, полученных из Allplan Nemetschek. Объекты, выполненные в AutoCAD 2002, ADT, AutoPLANT и Allplan, состыковываются в единой модели проекта и без проблем просматриваются в AutoPLANT ExplorerID на предмет ошибок, несоответствий и коллизий.

Мы благодарим разработчика системы AutoPLANT — фирму Bentley Systems — за качественный программный продукт ЗD-проектирования, а специалистов компании Rebis Russia — за хорошую локализацию и адаптацию программного обеспечения, а также за высокий уровень сопровождения и технической поддержки специалистов нашего института, работающих с AutoPLANT. Мы с нетерпением ждем новых версий AutoPLANT, которые позволят нашему институту оставаться конкурентоспособным на рынке проектирования за счет еще большей автоматизации труда проектировщиков и соответствующего сокращения сроков проектирования.

САПР и графика 11`2005