Объектно-ориентированная база данных DABACON как PLM-решение, разработанное специально для проектирования промышленных объектов

Антон Бобровников
Технический консультант ООО «АВЕВА»

Системы управления жизненным циклом промышленного объекта, или, другими словами, PLM­системы, находят все более широкое применение в проектных организациях, поскольку позволяют решать целый ряд задач:

• централизованно хранить данные по проекту, используя СУБД (систему управления базами данных). Применение СУБД для управления проектной информацией повышает безопасность хранения данных, так как в этом случае вся информация синхронизирована и хранится в интеллектуальном виде, что позволяет устанавливать права доступа к данным, производить резервное копирование и т.д.;
• осуществлять как 2D­, так и 3D­проектирование. При этом все проектировщики работают в единой информационной среде, которая позволяет им видеть работу смежных отделов в режиме реального времени на своих ПК и сохранять свою работу в предназначенных для них БД;
• распределять работу как между отделами, так и между проектными офисами;
• получать информацию по проекту на всем этапе строительства и в случае обнаружения ошибок оперативно передавать их проектной организации;
• предоставлять полную документацию и 3D­модель на этапе эксплуатации и модернизации объекта.

Структура базы данных DABACON

Plant Design Management System (PDMS) является мощной PLM­системой, которая предоставляет комплекс инструментов для автоматизации процесса проектирования и управления данными на всем этапе жизненного цикла промышленного объекта. Исключительной особенностью PDMS является использование системы управления базами данных DABACON, созданной с учетом специфики работы проектных организаций. Таким образом, DABACON —  специально разработанная для нужд проектирования объектно­ориентированная база данных.

В DABACON, как и в реальной жизни, проектировщики или пользователи системы (USER) распределяются по отделам или командам (TEAM), что позволяет имитировать структуру проектных отделов, принятую в организации. Соответственно все проектные данные распределяются по отделам. Кроме того, данные можно разделить на несколько типов:

• стандартные компоненты, например трубопроводная арматура; металлические профили (швеллеры, двутавры, тавры и т.д.), опоры и подвески; лотки для прокладки кабеля и т.д.;
• 3D­модель, которую создают проектировщики;
• 2D­данные —  чертежи и спецификации, получаемые на основе 3D­модели.

Для хранения каждого такого типа данных в DABACON предусмотрены отдельные базы данных (БД). Помимо этого, поскольку каждый отдел в большинстве случаев использует в работе данные только своей дисциплины,  логично иметь базы данных для каждого отдела. К примеру:

• БД каталога трубопроводной арматуры (Монтажный);
• БД каталога металлопрофилей (Строительный);
• БД 3D­модели строительного отдела;
• БД 3D­модели монтажного отдела.

Количество подобных БД может быть довольно большим, поэтому для удобства в DABACON предусмотрена возможность группировки БД, то есть создание наборов БД для каждого отдела. Другими словами, каждая БД принадлежит определенному отделу и если проектировщик не является его сотрудником, то для него информация будет доступна только в режиме просмотра, без возможности вносить изменения. Таким образом проектные данные защищены от случайного редактирования смежным отделом.

Важно отметить, что система DABACON не только позволяет хранить и управлять информацией в базах, распределять права доступа, но и выполнять поиск ошибок внутри БД, а также осуществлять резервное копирование, что позволяет в любой момент восстановить поврежденную информацию в БД.

Соотношение БД DABACON с реальной структурой проекта

Информация хранится в БД DABACON не в хаотичном порядке, а в виде иерархической структуры, или «дерева», где каждому элементу базы отведено конкретное место. У каждого типа баз данных есть свое «дерево», и у каждого элемента БД существует определенный набор свойств или атрибутов. Хранение данных в виде дерева элементов, а также наличие у каждого элемента атрибутов существенно упрощает и ускоряет работу с проектной информацией.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Для примера рассмотрим организацию проекта. Как правило, проект разбивается на части (рис. 1), и эти проектные части имеют свое местоположение на плане. В свою очередь, каждая такая часть разбивается на проектные дисциплины, которые будут над ней работать (рис. 2).

Подобно иерархии, рассмотренной выше, в базе данных 3D­модели DABACON используется дерево хранения проектной информации, показанное на рис. 3.

На рисунке продемонстрировано, что в системе DABACON в роли части проекта используется элемент SITE, что в переводе с английского означает «местоположение», а в роли проектной дисциплины —  элемент ZONE (англ. «зона»), то есть зона, отведенная для каждого проектного отдела.

В базе данных, предназначенной для хранения чертежей и спецификаций, применяется иное дерево элементов, которое разбивается на отделы, а они, в свою очередь, делятся на марки чертежей, выпускаемые отделом, имитируя таким образом структуру проектной организации. В роли отдела выступает элемент DEPARTMENT, который содержит элемент REGISTRY для хранения марки чертежей (рис. 4).

Рис. 4

Использование БД для распределения информации позволяет организовать коллективную работу над проектом. Это означает, что каждый проектировщик не только работает над своей частью проекта, но и видит изменения, которые внесли смежные отделы, на своем рабочем месте в режиме реального времени. Таким образом, у каждого проектировщика есть возможность комплексно анализировать свою часть проекта относительно частей других участников, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, допущенных на стадии проектирования.

DABACON и 3D­пространство

В PDMS практически весь процесс проектирования происходит в 3D­пространстве, основу которого составляет собственное графическое ядро. Его особенность заключается в том, что все графические объекты внутри ядра представляют собой совокупность текстовых атрибутов. Это существенно увеличивает производительность работы с 3D­графикой и дает возможность создавать сложные технологические объекты. Кроме того, графическое ядро позволяет проектировщику работать как в стандартной системе координат XYZ, так и в мировой East North Up. Таким образом, модель проекта на компьютере располагается согласно реальным координатам на плане.

Как уже было сказано, у  каждого элемента модели существует определенный набор атрибутов. Например, у трубопроводов это тип, температура, давление перетекаемой среды и т.д. По каждому из атрибутов в любой момент времени можно получить информацию, а на ее основе создавать текстовые отчеты и спецификации, производить подсчет количества компонентов трубопроводной арматуры, вес металлоконструкций, длину кабеля и т.д. Каждый атрибут, как и 3D­модель, хранится в базе данных DABACON, что позволяет выполнять резервное копирование, а также восстанавливать этапы работы, сохраненные проектировщиком в процессе проектирования. Таким образом, данные надежно защищены от воздействия внешних факторов.

Чертежи и спецификации, в свою очередь, создаются на основе 3D­модели проекта, и при внесении изменений в проект они изменяются автоматически, поскольку 3D­модель ассоциативно связана с чертежами и спецификациями. Благодаря этому гораздо быстрее происходит процесс выпуска документации по проекту.

Взаимодействие DABACON с различными приложениями PDMS

Зачастую работу над одним проектом ведут несколько организаций, которые могут находиться в разных местах. Для решения задачи  территориально распределенного проекта в PDMS существует приложение Global. Оно позволяет распределить работу таким образом, что каждый участник в режиме реального времени получает информацию по проекту независимо от того, в каком городе или стране он находится. Эта особенность распределения работы над проектом и взаимодействие приложения Global с DABACON позволяют не только ускорить процесс обмена данными между проектировщиками независимо от их местоположения, но и сократить сроки выполнения проекта благодаря снижению общего количества проектных ошибок. Ведь чаще всего они связаны с тем, что у участников проекта нет возможности комплексно анализировать модель.

Когда проект выполнен, 3D­модель необходимо представить заказчику. Чтобы заказчик мог оценить весь проект, важно добиться ее максимальной реалистичности. Для решения задачи визуализации и презентации проекта используется приложение Review, которое позволяет создать реалистичное изображение и видеозапись всей 3D­модели проекта (рис. 5).

Рис. 5. Установка по переработке 2 млрд м3 углеводородного газа ОАО «ГУБКИНСКИЙ ГПК». Проект выполнен ГК ЛЕННИИХИММАШ с использованием решений AVEVA

Также стоит отметить возможность оперативного доступа к документации и 3D­модели проекта на различных этапах. К примеру, на этапе проектирования заказчику необходимо предоставить модель проекта для ее просмотра, нанесения комментариев и замечаний; на этапе строительства для уточнения и согласования несостыковок; а на этапе эксплуатации просматривать документацию и модель во время проведения ремонтных работ. При этом информация должна быть доступна в любой момент и независимо от того, где находятся данные проекта или наличия/отсутствия программы просмотра.  Гибким решением этой задачи является приложение для оперативного доступа к данным NET Portal. С его помощью, имея только ноутбук и доступ в Интернет, можно получить данные по проекту независимо от местоположения специалиста.

Таким образом, комплексная система по управлению жизненным циклом промышленного объекта PDMS позволяет решить задачу автоматизации процесса проектирования и доступа к данным. Многочисленных преимуществ удается добиться благодаря использованию БД DABACON, а также таких приложений, как Global, Review и NET Portal.  

САПР и графика 10`2011