Верификация проекта: опыт атомной промышленности

Виталий Кононов
Генеральный директор, ЗАО «НЕОЛАНТ»
Владислав Тихоновский
К.т.н, директор Департамента информационных технологий энергетического комплекса, ЗАО «НЕОЛАНТ»
Дмитрий Доробин
Начальник отдела, ЗАО «НЕОЛАНТ»
Николай Сальников
Начальник отдела, ЗАО «НЕОЛАНТ»
Даниил Чуйко
Начальник отдела, ЗАО «НЕОЛАНТ»

Конкурентоспособность проектной команды сегодня обеспечивается использованием комплекса 2D и 3D САПР, систем управления проектом строительства и поставками материалов. Иными словами, речь идет о создании всеобъемлющей информационной модели (ИМ) проекта.
В статье представлены результаты практической реализации технологии верификации ИМ энергоблока АЭС, сочетающей возможности применения ручного и автоматического режимов проверки. Это первое в атомной отрасли России решение, включающее автоматизированный режим верификации проектных данных на соответствие требованиям проекта. В его основе — модуль интеграции, обеспечивающий связь между системой управления требованиями (СУТ) и единым хранилищем информации по проекту.

Информационная 6D­модель — это всеобъемлющее хранилище данных, касающихся объекта промышленной инфраструктуры и процесса его сооружения. Модель 6D возникает при дополнении данных инженерной 3D­модели графиками календарно­сетевого планирования (4D­координата — время), информацией о конфигурации, комплектации и поставке необходимых материалов и оборудования (5D­координата), а также о трудовых, финансовых и иных ресурсах (6D­координата).

Важным аспектом эффективного внедрения технологии — проектирования на основе информационной модели — является внедрение технологий верификации ИМ на соответствие требованиям проекта.

На важность мероприятий по верификации указывают рекомендации нормативных документов по управлению качеством.

Пункт 7.3.3. стандарта ИСО 9001, в частности, гласит: «Выходные данные проектирования и разработки должны быть представлены в форме, подходящей для проведения верификации относительно входных требований к проектированию и разработке, а также должны быть официально одобрены до их последующего использования».

Из рекомендаций стандарта ИСО 9001 следует также необходимость создания технологии анализа и управления требованиями к проекту. Пункт 7.3.5. стандарта ИСО 9001 указывает: «Верификация должна осуществляться в соответствии с запланированными мероприятиями (п. 7.3.1), чтобы удостовериться, что выходные данные проектирования и разработки соответствуют входным требованиям».

Особенности ИТ­поддержки информационной модели и системы ее верификации в проекте ВВЭР­ТОИ

К особенностям проекта ВВЭР­ТОИ [1] относятся значительное количество требований к проекту и их сложная иерархичность, а также разнообразие ИТ­платформ, задействованных для поддержки элементов информационной модели.

Одним из базовых элементов ИТ­поддержки проекта ВВЭР­ТОИ стала информационная модель, построенная на базе технологии Multi­D [2]. Технология Multi­D в капитальном строительстве используется для обеспечения конкурентоспособности проектов по таким критериям, как сроки проектирования, стоимость строительства и стоимость эксплуатации объектов.

ИМ проекта ВВЭР­ТОИ на стадиях проектирования и сооружения энергоблока АЭС включает:

• проектную инженерную 3D­модель энергоблока. Платформой для инженерного 3D­проектирования (СУИД) служит PLM­система SmartPlant Enterprise. В едином хранилище модуля интеграционного портала SmartPlant Foundation (SPF) объединены все проектные данные об энергоблоке АЭС;
• календарно­сетевые графики. Система календарно­сетевого планирования проекта построена на базе программного обеспечения Oracle Primavera;
• проект в формате Multi­D. Для системы управления проектом организации строительства (СУПОС) использованы приложения Dassault Systemès DELMIA, Intergraph SmartPlant Review, Intergraph SmartPlant Construction;
• сметную документацию со стоимостью работ, оборудования и материалов. Управление сметной документацией реализовано в АтомСмете — отраслевой платформе отечественного атомного комплекса для управления сметной стоимостью (СУСС).

В качестве системы управления требованиями (СУТ) в ВВЭР­ТОИ используется платформа IBM Rational DOORS, стандарт де­факто для СУТ в практике компаний, входящих в TOP десяти мировых производителей на рынках высокотехнологичной продукции.

Инструментарий SmartPlant Enterprise используют в своих проектах такие компании мировой атомной индустрии, как General Electric, Toshiba, Hitachi, Westinghouse, AECL, Chinergy, Fluor, Mitsubishi Shaw Stone & Webster, Siemens. Этот список — практически весь пул компаний, проектирующих АЭС и оборудование для мировой атомной отрасли, выбор которых разделяют и ряд проектных организаций атомной отрасли России, ориентированных на работу с зарубежными заказчиками.

Oracle Primavera входит в число ИТ­продуктов, на основе которых Госкорпорация «Росатом» с 2009 года проводит масштабную трансформацию корпоративной ИТ­платформы.

Программные приложения ENOVIA и DELMIA использованы ОАО «НИАЭП» в технологии Multi­D для детального моделирования процессов строительно­монтажных работ.

Однако оборотной стороной выбора лучших платформ является разнообразие форматов данных и необходимость создания целого набора интеграционных модулей. Ведь необходимо обеспечить установление информационных связей между объектом «требование», содержащимся в СУТ, с элементами, входящими во все программные инструменты информационной модели проекта ВВЭР­ТОИ.

Логика верификации

На рис. 1 представлена предложенная для проекта ВВЭР­ТОИ логика верификации ИМ на соответствие требованиям на этапе проектирования.

На первом этапе архитектор­инженер в итерационном режиме формирует в СУТ полученные от заказчика требования 1­го уровня к проекту АЭС (предварительные технико­экономические требования) и согласует их с дизайн­центром ВВЭР­ТОИ.

Рис. 1. Общая схема верификации ИМ проекта ВВЭР-ТОИ

По завершении согласования дизайн­центр в рамках технического задания и частного технического задания формирует требования 2­го и 3­го уровня к проекту АЭС и согласует их с архитектором­инженером, который вводит и формализует эти требования в СУТ.

Следующий шаг дизайн­центра ВВЭР­ТОИ — координация элементов ИМ (элементы АЭС в системе управления инженерными данными (СУИД), задачи в системе календарно­сетевого планирования (СКСП) и т.д.) с предъявляемыми к ним требованиями. Установление связей возможно как в ручном, так и автоматическом режимах. Выбор режима определяется логикой конкретных решений по интеграции программных инструментов.

Архитектор­инженер верифицирует выполнение требований и создает отчет, на основании которого может быть принято решение о корректировке проекта. Процессы формирования требований, а также их верификации протекают параллельно процессу проектирования.

Рис. 2. Схема взаимодействия информационных систем в рамках проекта ВВЭР-ТОИ

На рис. 2 представлена схема взаимодействия программного инструментария в процедурах верификации требований. В приведенной схеме передача требований из СУТ в СУПОС производится через PLM­приложение Enovia, поддерживающее функционал предъявления требований к строительным операциям, моделируемым в DELMIA.

Верификация любых требований может осуществляться в автоматическом или ручном режиме (рис. 3).

Рис. 3. Автоматическая и ручная верификация 6D-модели ВВЭР-ТОИ

Автоматическая верификация возможна, если требование в СУТ может быть параметризировано, то есть оно представляет собой конкретное требование к значению определенного свойства элемента 3D­модели, к задаче плана­графика, к записи в смете. Пример параметризуемого требования — указание: «Для уравнительных сосудов должна быть применена коррозионностойкая сталь марки 08Х18Н1 ОТ». Его можно связать с характеристикой «Материал» уравнительных сосудов в соответствующем программном инструменте ИМ проекта ВВЭР­ТОИ с помощью интеграционного модуля. Результат проверки — отчет о выявленных несоответствиях, полученный автоматически с помощью модуля интеграции.

Верификация в ручном режиме проводится, если требование в СУТ носит описательный характер (например, «Крепление трубопроводов должно быть осуществлено надежно, чтобы авария одного трубопровода не вызвала повреждения других»). В этом случае верификацией занимается специалист по верификации. Требование в СУТ может быть связано с элементом 3D­модели, задачей плана­графика или записью в смете в соответствующем программном инструменте с помощью интеграционного модуля для облегчения поиска специалистом необходимых для верификации данных. Результатом проверки является отчет, формируемый специалистом по верификации вручную.

Заметим, что в предложенной для проекта ВВЭР­ТОИ технологии методика верификации требований не меняется для любой стадии жизненного цикла АЭС [3]. Разница заключается лишь в проверяемых компонентах информационной модели и в программном инструменте, в котором верификация производится.

На пути к практической реализации концепции

В настоящее время специалистами «НЕОЛАНТ» разработан модуль интеграции для связывания объектов из SmartPlant Foundation (системы, оборудование, трубопроводы, арматура и пр.) или их параметров (давление, температура, класс безопасности, массогабаритные характеристики и пр.) с соответствующими им требованиями в СУТ на платформе Rational DOORS.

Интеграционный модуль разработки «НЕОЛАНТ» позволяет отслеживать выполнение требований для любого объекта АЭС и его свойств: от энергоблока АЭС в целом до конкретной характеристики экземпляра оборудования или документа. Предложенное решение позволяет обеспечить четкое соответствие многих тысяч элементов АЭС нескольким десяткам требований к проекту. Интеграционный модуль поддерживает связь «многие ко многим», то есть с любым требованием можно связать любое количество объектов, и наоборот. «Дерево» требований из Rational DOORS копируется в SmartPlant Foundation автоматически, и в SPF оно доступно только для чтения.

Существенное улучшение качества проекта достигается за счет минимальных организационных изменений, один из главных принципов работы с модулем — это разделение труда. Важно, что деятельность специалистов СУТ, а тем более проектировщиков не меняется — верификацией может заниматься отдельный специалист. Специалист по проектированию создает информационную модель энергоблока АЭС в SmartPlant Foundation, специалист по ведению требований создает и контролирует их в СУТ, а связывает обе системы и разрабатывает отчет о проверке соответствия проекта требованиям специалиста по верификации. 

Литература

1. Полушкин А. В будущее — с ВВЭР­ТОИ // Росэнергоатом. 2011. № 4. С. 3­8.
2. Зяблов А. От идеи к практике. Технология Multi­D в проекте «ВВЭР­ТОИ» // Росэнергоатом. 2012. № 12. С. 38­43.
3. Лимаренко В. Новое качество проекта: создание системы управления жизненным циклом в проекте ВВЭР­ТОИ // Росэнергоатом. 2011. № 4. С. 36­41.

САПР и графика 6`2013