11 - 2013

О симбиозе САПР

Алексей Рындин
Заместитель директора по связям с общественностью, компания «Бюро ESG»

Зоопарк — одна из уникальных лабораторий по сохранению разнообразия животного мира и музей живой природы, созданный человеком.
Симбиоз (от греч. συm- — «совместно» и βiος — «жизнь») — взаимовыгодное отношение организмов двух или нескольких разных видов.

Не сомневаемся, что термин «зоопарк», ставший с некоторых пор ИT­жаргонизмом в организациях, так или иначе занятых автоматизацией проектно­конструкторской деятельности, вызывает самые разные эмоции — от сочувственной улыбки до негодования. Действительно, опыт не только нашей компании показывает, что автоматизировать деятельность организации, использующей широкий спектр САПР, сложно. Проблемы часто обостряются при отсутствии единой концепции использования САПР, несовместимости форматов, дублировании функций теми или иными программными средствами и фактами недавней новейшей истории («что нашли, на том и работаем»). Эта ситуация в принципе не может радовать. Службами ИT организаций и компаниями — поставщиками решений была развернута борьба за разработку концепций автоматизации, исключающих подобное положение дел.

В последние годы все чаще наблюдается «другая крайность», выраженная в попытках реализации идей о том, что «необходимо использовать только конкретные САПР, расчетные пакеты и прочее ПО»; «необходимо использовать продукцию одного производителя, будь то аппаратное или программное обеспечение». Такие точки зрения вполне устраивают поставщиков конкретных решений, но, увы, далеко не всегда разумны. Очень часто те, кто продвигает упомянутые выше идеи, совершенно забывают о симбиозе.

Приведем простой пример использования различных программных средств в проектно­конструкторской деятельности. Ни у кого не вызывает сомнений, что готовить текстовые документы, например пояснительные записки, некоторые документы комплектов КД или ПСД, да и вести обычную переписку удобно с использованием текстового редактора, скажем MS Word. Идея выполнять эту же работу с помощью AutoCAD большого энтузиазма не вызывает. При этом факт возможности печати текстов в AutoCAD никто не отрицает, но все (включая высказывающих «крайние суждения») предпочитают использовать MS Word.

При проектировании сложных объектов, например с непрерывным производственным циклом (ОНПЦ) или в судостроении, также достаточно часто приходится сталкиваться с мнением, что необходимо использовать один САПР или линейку САПР одного производителя. Так ли это? Насколько данное утверждение неоспоримо? На эти вопросы постараемся ответить далее.

Приведем некоторые примеры, иллюстрирующие принцип симбиоза САПР. Итак, не секрет, что информационная модель, получаемая в судостроении и при проектировании ОНПЦ, сегодня, как правило, строится с применением САПР (Tribon, Foran, Intergraph). Несомненно, данные средства прекрасно справляются со своей задачей. Но существует большое количество изделий машиностроения, которые применяются как в судостроении, так и при проектировании ОНПЦ. Часто подобные изделия просто невозможно спроектировать в САПР, предназначенном для проектирования судна или ОНПЦ. Тем не менее существуют технологии, позволяющие реализовать великий принцип о «Боге и Кесаре», выраженный в том, что машиностроительные изделия, входящие в электронные каталоги оборудования, проектируются в машиностроительных САПР. Спроектированные 3D­модели включаются в интеграционную модель, создаваемую в САПР, ориентированном на проектирование ОНПЦ. В качестве примера такого симбиоза можно привести технологию от компании Intergraph по работе с машиностроительной САПР Solid Edge.

Несомненно, при проектировании ОНПЦ существуют достаточно специфичные, но обязательные для решения задачи, которые связаны с проектированием бетонных конструкций, объектов землеустройства и прочих специализированных разделов. С одной стороны, такие разделы могут разрабатывать те или иные отделы (специальности) проектной организации. С другой стороны, нередко генподрядчик отдает часть работ «специализированным» по отдельным вопросам субподрядчикам. При этом чем «уже» специализация отдела генподрядчика или субподрядной организации, тем выше вероятность того, что для проектирования будут использоваться средства, которые далеко не всегда являются основным средством проектирования ОНПЦ. Кроме того, часто «узкоспециализированные» программные пакеты не являются продукцией производителя САПР, предназначенного для проектирования ОНПЦ.

В последнее время ситуация осложняется следующим фактором: заказчик все чаще диктует исполнителю проектных работ, в каких электронных форматах и какими средствами он обязан передать результаты. В последнее время, все чаще в таких требованиях, в области проектирования ОНПЦ, указывается, что результаты должны предоставляться в виде электронной модели. При этом предполагается использование этой модели на последующих этапах жизненного цикла.

Говоря об информационной поддержке ЖЦ на различных стадиях, для решения ряда задач информационная модель не должна модернизироваться. К таким задачам можно отнести консолидацию информации для:

  • проверки правильности технических решений на стадиях проектирования и строительства;
  • предоставления совместного доступа к 3D­модели;
  • удаленного коллективного просмотра;
  • аннотирования проектных документов;
  • визуализации стадий строительства;
  • генерации эскизов проекций 3D­модели на плоскость;
  • информационного обеспечения решения задач эксплуатации ОНПЦ;
  • создания презентационных материалов.

При этом формат модели, с одной стороны, вовсе не должен являться форматом САПР (позволяющим вносить изменения), с другой стороны, такая модель строится с учетом перечисленных факторов, прежде всего — наличия различных САПР­источников. Примером средства, обеспечивающего решение таких задач, является  ПО Intergraph SmartPlant Review. Мы подробно описывали данное средство на страницах журнала «САПР и графика» (Сладковский А., Кузьмин Е. (компания «Бюро ESG»), Шалаева О. (ОАО «Газпромнефть­Омский НПЗ») —  Информационная система визуализации 3D­моделей на базе Intergraph SmartPlant Review». 2011. № 9. С. 8­11).

В связи с описанными выше факторами, обусловливающими требования к средствам и технологиям поддержки ЖЦ ОНПЦ, компанией Intergraph реализована технология «включения» результатов проектирования в AutoCAD, Civil 3D, Tekla, Autodesk Revit и прочих САПР к единой информационной модели, получившая название Interop.

Вкратце Interop можно охарактеризовать следующим образом:

  • существуют источники данных — САПР, в которых ведутся проектные работы, выдающие данные в различных форматах:

- Intergraph,

- Aveva,

- TEKLA,

- MicroStation,

- AutoCAD,

- прочие;

  • для всех источников существует единый алгоритм подключения к информационной модели;
  • проектирование может вестись на различных платформах, но результаты — не только геометрия, но и атрибутика — подключается к единой интеграционной модели. Причем в зависимости от последующего использования данных модель может «собираться» в SmartPlant 3D, SmartPlant Review или SmartPlant Fondation (рис. 1). В любом случае интеграционная модель содержит данные, полученные от различных источников. Пример, когда модель «собрана» в SmartPlant 3D, приведен на рис. 2.

Рис. 1. Общая схема технологии Interop

Рис. 1. Общая схема технологии Interop

Рис. 2. Результаты, полученные при проектировании на различных платформах в составе единой интеграционной модели SmartPlant 3D

Рис. 2. Результаты, полученные при проектировании на различных платформах в составе единой интеграционной модели SmartPlant 3D

Кроме того, технология Interop позволяет в SmartPlant 3D:

  • поддерживать обмен данными между различными распределенными центрами проектирования;
  • передать весь набор атрибутов;
  • обмениваться данными без передачи каталогов.

Таким образом, существуют механизмы для построения интеграционной модели, являющейся результатом проектирования в разнородных САПР. На наш взгляд, применение подобных инструментов позволяет оптимально использовать как финансовые средства, так и среды проектирования, являющиеся наиболее эффективными для тех или иных дисциплин.

Далее следует упомянуть о другой технологии от Intergraph, реализованной в Intergraph SmartPlant P&ID Desingn Validation. Для подробного описания этой технологии рамок статьи явно недостаточно, поэтому ограничимся лишь кратким описанием решения прикладной задачи — проверки соответствия изометрических данных, получаемых от различных 3D САПР, технологическим схемам. Поскольку акцент статьи сделан на использование нескольких САПР, причем от различных производителей, подчеркнем, что в технологии SmartPlant P&ID Desingn Validation работают не только САПР компании Intergraph, но и программные продукты от других производителей — PDMS (Aveva) и Autoplant (Bentley).

Схема работы SmartPlant P&ID Desingn Validation приведена на рис. 3.

Основной алгоритм работы технологии:

1. На входе SmartPlant P&ID Desingn Validation:

а)  технологические схемы — результат работы в Intergraph P&ID;

б) изометрические данные — результат работы в САПР. Подчеркнем, что эти данные могут быть получены не только от САПР производства компании Intergraph, но и от программного обеспечения других производителей — PDMS (Aveva) и Autoplant (Bentley).

2. Система проводит анализ соответствия схем изометрическим данным.

3. Результаты анализа (данные об ошибках, коллизиях и т.д.) предоставляются пользователям технологии для отработки в соответствующих САПР. Отображение ошибок имеет интуитивное графическое представление (рис. 4).

Рис. 3. Схема работы SmartPlant P&ID Desingn Validation

Рис. 3. Схема работы SmartPlant P&ID Desingn Validation

Рис. 4. Визуализация ошибки (несоответствие изометрических и технологических данных — неверное расположение элемента F0)

Рис. 4. Визуализация ошибки (несоответствие изометрических и технологических данных — неверное расположение элемента F0)

Результатом окончательного устранения ошибок является откорректированная модель, в которой изометрические данные соответствуют данным технологических схем.

Следующим важным фактором, обусловливающим применение различных САПР, являются жесткие требования заказчика проектных работ к использованию конкретных средств. Такие требования все чаще выдвигаются на крупных проектах не только иностранными компаниями, но и отечественными корпорациями. В последние годы особенно ярко тенденция прослеживается в судостроении и при проектировании ОНПЦ в области нефтегазодобычи (шельфовые месторождения), переработки, химического производства, энергетики (прежде всего атомной). В такой ситуации как концепция применения САПР одного производителя, так и попытки самостоятельного выстраивания какой­либо концепции для использования САПР на конкретном проекте, становятся нереализуемыми. Нескольким нашим крупным заказчикам пришлось столкнуться с подобной ситуацией.

В качестве примера предприятия, на котором используются различные САПР, приведем ЦКБ МТ «Рубин». В организации успешно применяются САПР всех уровней: Autodesk, Intergraph, CATIA. При этом ни один САПР не является «лишним», исключены процессы дублирования. Наличие различных средств, решающих задачи в своей области, повышает эффективность работ.

Кратко подведем итоги:

  • при проектировании в судостроении и ОНПЦ бессмысленно говорить об использовании одного САПР. Кроме того, в ряде случаев имеет смысл применять средства проектирования разных производителей;
  • в последнее время при использовании нескольких САПР часто акцент переносится на построение интеграционных моделей;
  • существуют и успешно применяются средства сбора данных для интеграционной модели от различных САПР, иногда разных производителей, наиболее эффективно работающих в той или иной дисциплине;
  • такой подход позволяет:

- повысить эффективность проектных работ за счет использования САПР, наиболее эффективных в своих дисциплинах,

- выполнить требования заказчиков по построению модели в конкретной САПР, включая в интеграционную модель данные от САПР, «традиционно применяемых» в организации,

- снизить финансовые затраты.

САПР и графика 11`2013