SmartMarine 3D — эффективное решение Intergraph для проектирования судов и морских сооружений

Александр Тучков К.т.н., технический директор («Бюро ESG»)
Алексей Рябоконь Инженер САПР («Бюро ESG»)

При автоматизации проектирования в современном судостроении, являющемся весьма специфической отраслью машиностроения, возникают объективные трудности, связанные со своеобразием изделия — объекта производства. Есть и ряд организационно-технических проблем, обусловленных устаревшей методологией проектно-конструкторских работ и наличием целого «зоопарка» САПР (конструкторских, технологических, расчетных). При этом база электронного документооборота и управления инженерными данными в судостроении очень слабая и не удовлетворяет современным требованиям. В результате — неизбежные потери данных с последующим их восстановлением, многократное внесение изменений в проект. Всё это снижает эффективность работы и повышает стоимость продукции.
При выборе специализированной САПР для судостроения наибольшее внимание, как правило, обращают на ее проектировочную часть: вопросы моделирования сложных обводов корпуса, специфических конструкций и т.п. При этом вопросы управления данными и обеспечения этапов жизненного цикла (ЖЦ) объекта судостроения остаются за рамками интереса к системе. Даже вполне осознавая тот факт, что работа над объектом судостроения всегда предполагает большую насыщенность проекта, единое информационное пространство предприятия воспринимается многими как нечто абстрактное, а требования по обеспечению информационной поддержки жизненного цикла корабля рассматриваются лишь применительно к конкретному проекту, а не в целом.
В этой статье мы хотим обратить внимание судостроителей на комплексное решение компании Intergraph для проектирования судов и морских инженерных сооружений — SmartMarine 3D. Оно базируется на технологии под общим названием SmartPlant Enterprise (SPE), которая успешно применяется на промышленных предприятиях и в нефтегазовой отрасли.

О компании Intergraph

Корпорация Intergraph  (www.intergraph.com) за почти сорок лет своей деятельности стала мировым лидером в разработке и поставке интегрированных компьютерных информационных технологий для управления и информационного сопровождения промышленных объектов как для правительственных организаций федерального и местного уровня, так и для корпораций и предприятий.

На протяжении последних двадцати лет Intergraph неизменно входит в число ведущих компаний мира как разработчик и поставщик новейших систем автоматизированного проектирования и информационного сопровождения объектов нефтегазовой отрасли и энергетики, морских и офшорных сооружений, нефтегазопереработки и нефтехимии. По данным ARC и Daratech, корпорация Intergraph значительно опережает своих конкурентов в этом сегменте рынка как по доходу и количеству сотрудников, так и по объему инвестиций в разработку программного обеспечения.

В корпорации работает более 6500 сотрудников, а ее представительства расположены в 70 странах мира. Штаб­квартира и производственная база корпорации находятся в г.Хантсвил
(шт.Алабама) — в одном из центров космической и компьютерной индустрии США.

Корпорация Intergraph — производитель всех компонентов автоматизированных систем и систем управления промышленными объектами на всех стадиях их жизненного цикла, что позволяет обеспечить выполнение всех видов работ для:

• земельного и городского кадастра, управления инженерными коммуникациями энергоснабжения, газоснабжения, водораспределения, канализации и связи;
• управления транспортом и диспетчерскими службами общественной безопасности (полиции, пожарной охраны, скорой помощи);
• проектирования, управления и информационного сопровождения промышленных объектов на всех стадиях их жизненного цикла.

Корпорация Intergraph создает свои системы совместно с компаниями IBM, Microsoft, Oracle, SAP, MRO Software и другими, чьи продукты де­факто стали стандартом в сфере современных информационных технологий.

Клиентами Intergraph являются большинство проектных и строительных компаний в мире (EPC­компаний), например Fluor, Technip, Bechtel, Linde, Lurgi, Technimont, Samsung Heavy Industries и др.

Используя информационные технологии корпорации Intergraph, EPC­компании создают интегрированные логические и трехмерные модели обустройства нефтегазовых месторождений, проектируемых заводов, добывающих платформ и морских судов. Эти модели применяются для автоматического выпуска проектной документации, разработки графиков строительства, размещения заказов и организации поставок оборудования и материалов, контроля правильности монтажа, выполнения пусконаладочных работ и передачи исполнительной документации заказчику.

В то же время корпорация Intergraph плодотворно сотрудничает с крупнейшими эксплуатирующими организациями, в том числе с такими нефтегазовыми, химическими и энергетическими гигантами, как Shell, Statoil, ExxonMobil, Chevron, Sinopec, Dow Chemical, Air Products, BASF, E.ON, и многими другими.

Эксплуатирующим компаниям поставляются технологии по созданию и поддержанию в актуальном состоянии единой корпоративной базы данных, в которой содержится вся техническая информация по всем строящимся и эксплуатируемым промышленным объектам.

В России технологии Intergraph применяются в крупных проектных организациях, а также в нефтяных, металлургических и энергетических компаниях: ОАО «ВНИПИнефть», ОАО «Омскнефтехимпроект», ЗАО «Нефтехимпроект», ОАО «Зарубежэнергопроект», ОАО «Ростовтеплоэлектропроект», НК «Роснефть», ГК «Росатом», НК ЛУКОЙЛ, ОК РУСАЛ, ГМК «Норильский никель» и др. Корпорация Intergraph давно и успешно сотрудничает с дочерними компаниями ОАО «Газпром». В частности, ООО «Севморнефтегаз» при создании ледостойкой платформы для Приразломного месторождения с успехом использовала технологию PDS, а единственная проектная организация в России, имеющая опыт комплексного проектирования морских добывающих платформ, — ОАО «ЦКБ МТ «Рубин» — применяет систему трехмерного проектирования PDS c 2002 года.

SmartMarine 3D — принципиально новый способ разработки и проектирования морских судов и плавучих инженерных сооружений

Intergraph SmartMarine 3D (ранее IntelliShip) — самое современное решение из предлагаемого за последние два десятилетия программного обеспечения для проектирования морских сооружений. Оно предназначено для оптимизации процессов проектирования при полном сохранении существующих данных и повторного их использования. SmartMarine 3D включает все возможности для проектирования и построения морского оборудования разных типов: полупогружные, фиксированные и другие типы платформ; военные корабли и коммерческие суда; плавучие системы нефтедобычи, хранения и выгрузки, а также другие типы офшорных сооружений.

Основной упор в этой системе сделан на информационное сопровождение жизненного цикла морских сооружений. Полный набор возможностей проектирования, производства и управления жизненным циклом предоставляется в рамках одной интегрированной среды. SmartMarine 3D предлагает эффективные средства поддержки принятия решений для упрощения глобального проектирования, производства и оптимизации жизненного цикла, делая в конечном счете вашу компанию более конкурентоспособной.

SmartMarine 3D позволяет избежать ограничений, налагаемых традиционной технологией проектирования. Не ограничиваясь простым проектированием, SmartMarine 3D оптимизирует его, позволяя тем самым повышать производительность и сокращать сроки проведения проектных работ.

Конкурентные преимущества

Возможности масштабирования и модульная конструкция SmartMarine 3D позволяют организациям любого масштаба настраивать в точности тот тип системы, который соответствует их требованиям к производственному процессу и учитывает имеющиеся производственные ресурсы.

Возможности SmartMarine 3D:

• оптимизация процессов строительства;
• снижение затрат на персонал и материалы;
• сокращение времени проектирования и построения судов мирового класса;
• введение гибких производственных функций, еще не известных в традиционных системах трехмерного проектирования;
• решение задачи, с которой сталкивается всё больше компаний, — распределенное проектирование и производство морских объектов;
• улучшенная интеграция со смежными производственными процессами и вычислительными системами;
• концептуальное проектирование, объединенное с детальным проектированием и производством.

Пользователь SmartMarine 3D получает следующие конкурентные преимущества:

• среду мультидисциплинарного проектирования, в которой информация обо всех стадиях проекта постоянно доступна всем участникам в полном объеме;
• сокращение времени обучения новых пользователей, расширение пользовательской базы и повышение производительности;
• поддержку как концептуального, так и детального проектирования — это решение позволяет оптимизировать процессы проектирования и устранять переработку и ручные проверки, требующие много времени;
• управление проектами в рамках компании для всех участников: проектировщиков, строителей, субподрядчиков/поставщиков, руководителей. Глобальное проектирование и повторное использование данных, предоставление широкому кругу пользователей актуальной информации о модели продукта.

Автоматическое создание чертежей и отчетов приводит к снижению затрат на проектирование и обеспечивает точную, своевременно обновляемую документацию проекта.

SmartMarine 3D интегрируется в SmartMarine Enterprise с другими продуктами Intergraph, такими как SmartPlant Instrumentation для КИПиА и SmartPlant P&ID, формируя на предприятии оптимальный рабочий процесс. SmartMarine 3D сохраняет корпоративные знания и обеспечивает преемственность и конструкторские нововведения.

Простота использования

Для работы со SmartPlant 3D не требуются навыки специалиста по САПР. Знакомая среда Microsoft Windows стимулирует к тестированию и изучению этого ПО и позволяет сократить время обучения.

Решение SmartMarine 3D включает «мини­помощников», которые упрощают выполнение различных этапов проектирования.

Сокращение сроков проектных работ

За счет распределенного проектирования и производства, а также поддержки динамики проектной группы SmartMarine 3D позволяет одному инженеру выполнять больший объем мультидисциплинарной работы. Таким образом, система является надежным инструментом подрядчика и руководителя в проектах любых размеров и уровня сложности.

Правила проектирования повышают качество данных, гарантируют целостность проекта и обеспечивают уровень автоматизации проектирования и производства морских сооружений.

Проверка коллизий корпуса и насыщения обеспечивает согласованное управление изменениями и позволяет устранять коллизии в самый удобный момент — сразу после их возникновения.

В этой системе расширены возможности для корабельных конструкций: продвинутое моделирование, детализация и производство опорных ферм для буровых платформ и узлов ферм.

Автоматизация типовых задач, то есть настроенные правила проектирования, задают детализацию листовых деталей и профилей, размещение ребер жесткости, определение характера прохода ребер жесткости, разделки кромок под сварку, вырезов, шпигатов и т.д., а также определение типов сварных швов на основе геометрии соединения.

Благодаря автоматизации создания чертежей на основе модели существенно снижаются затраты на проектирование и обеспечиваются точность и своевременное обновление проектной документации.

Семейство продуктов Intergraph

SmartMarine 3D с точки зрения специфики судостроительного проектирования

SmartMarine 3D обеспечивает проектировщику­судостроителю следующие возможности:

• импортировать корабельные поверхности любой сложности;
• использовать 2D­эскизы и плоские чертежей для 3D­моделирования и конструирования (как на уровне узлов, так и на уровне конструкций);
• моделировать корпусные конструкции любой сложности;
• макетировать помещения и размещение оборудования;
• проектировать общекорабельные трубопроводные системы любой сложности;
• проектировать узлы на основании единых правил;
• проектировать в режиме «сверху вниз», то есть по пути повышения уровня детализации на более поздних стадиях;
• возможность распределенного и параллельного проектирования, разукрупнения или объединения проекта.

Судостроительному заводу SmartMarine 3D обеспечивает:

• генерацию управляющих программ ЧПУ для резки, раскроя, гибки и др.;
• информацию по разделке кромок деталей под сварку;
• автоматизированное создание настраиваемых спецификаций и производственных отчетов;
• автоматизированное создание чертежей;
• автоматизированное создание эскизов деталей;
• полный набор информации для производства оснастки.

Технология SmartPlant Enterprise — среда, обеспечивающая информационное сопровождение этапов жизненного цикла инженерного сооружения

Разработанная корпорацией Intergraph технология под общим названием SmartPlant Enterprise (SPE) обеспечивает структуризацию и интеграцию разнородных инженерных данных в единое информационное пространство предприятия. Это создает эффективный механизм доступа для всех звеньев проектного, строительного, эксплуатирующего и управленческого персонала к работе с объектом через центральное хранилище данных, содержащее все необходимые инженерные данные и документацию для планирования, учета, контроля и анализа технических и управленческих решений на всех стадиях жизненного цикла в полном соответствии с положениями ISO 15926 и 10303.

Данная технология обеспечивает проектировщику возможность получить от заказчика граничные условия и исходные требования к объекту строительства и передать ему логические модели, 3D­модель объекта проектирования, а также всю рабочую документацию, синхронизированную с моделями объекта проектирования.

У судостроительного завода есть возможность с помощью SPE построить и передать заказчику изделие строго в соответствии с исполнительной документацией.

Владелец предприятия, использующий SPE, может сопровождать процессы эксплуатации необходимой актуальной нормативно­технической документацией.

Руководители всех звеньев, благодаря работе в SPE, могут эффективно контролировать и управлять бизнес­процессами на основе достоверной и актуальной технической информации.

Использование технологии SPE обеспечивает не только сквозную интеграцию всех стадий жизненного цикла объекта, но и интеграцию с ведущими системами масштаба предприятия ERP и EAM.

При этом на стадии проектирования на базе полученных первичных данных по объекту технология SPE обеспечивает выполнение таких фундаментальных задач, как:

• создание интегрированной информационной модели (технологической модели) и управление ее воплощением — от инвестиционного замысла до ввода объекта в эксплуатацию, включая соответствие фактическим параметрам и физическим характеристикам («как спроектировано, так и построено»);
• организация целевой деятельности по коррекции интегрированной информационной модели в процессе эксплуатации в зависимости от поставленной задачи на базе актуализированных инженерных данных.

Учитывая необходимость создания единого центрального хранилища данных как источника всех инженерных данных по объекту для его проектирования, строительства и эксплуатации и среды обмена информацией между всеми участниками проекта, а также основы для интеграции систем САПР, ERP и EAM, уже на первом этапе необходимо внедрить компоненты 2D­решений по созданию логических моделей объекта, служащих источником данных по всему оборудованию и системам, а также средой интеграции всех предыдущих наработок и данных пользователя.

Следовательно, при разработке плана внедрения технологии SmartPlant Enterprise в проектное производство на первом этапе необходимо настроить и внедрить следующие компоненты технологии, обеспечивающие создание логических моделей объекта проектирования:

• ?SmartPlant P&ID — позволяет создать функционально­технологическую модель (ФТМ), служащую источником технической информации по оборудованию, трубопроводным линиям, арматуре, точкам контроля, связям схем с 3D­моделью при компоновке для проверки соответствия и т.д.;
• ?SmartPlant Instrumentation — позволяет создать модель системы автоматизации (МСА) КИПиА, телекоммуникационных систем, АСУ ТП как источника данных по устройствам и приборам, контурам управления, схемам кабельных соединений, монтажно­установочным чертежам, опросным листам на устройства и т.д.;
• ?SmartPlant Electrical — позволяет создать модель систем электроснабжения, содержащую данные по электротехническому оборудованию, включая перечни электропотребителей со шкафами управления и питания, перечни распределительных устройств, кабельные журналы, спецификации кабелей и т.д.

Кроме того, необходимо настроить и внедрить компоненты SmartPlant Enterprise, обеспечивающие создание физических моделей объекта, в том числе проектирование на базе SmartPlant 3D трехмерной модели объекта как источника данных по оборудованию, включая трубопроводные линии, арматуру, кабели, вентиляционные системы и электрические сети. 

САПР и графика 1`2012