3 - 2015

Технологии Intergraph — мощный инструмент поддержки ЖЦ предприятий. Практический опыт Бюро ESG

Алексей Тучков
К.т.н., технический директор Бюро ESG
Игорь Фертман
Председатель Совета директоров Бюро ESG
Алексей Рындин
Заместитель коммерческого директора, начальник отдела продаж Бюро ESG

Информационная поддержка жизненного цикла (далее ЖЦ) предприятий с непрерывным производством — специфическая, ресурсоемкая и трудоемкая задача.

Выбор конкретных средств автоматизации связан с задачами, обусловленными различными стадиями жизненного цикла объектов. Разнообразие таких задач исключает использование одной универсальной САПР или даже применение программных продуктов одного производителя. Так, на стадии проектирования основными средствами автоматизации являются САПР для немалого количества проектных дисциплин, на стадиях строительства и эксплуатации актуальными становятся отличные от предыдущих стадий ЖЦ области и процессы, а следовательно, используются совершенно другие средства автоматизации. Например, задача обеспечения регламентных работ и плановых ремонтов оборудования на стадии эксплуатации не только требует решения, но и ставится «во главе угла», в то время как на стадиях проектирования и строительства объекта она совершенно неактуальна. На обозначенных стадиях ЖЦ востребованы различные инженерные данные, более того, часто ставятся совершенно различные интеграционные задачи. Например, на стадии проектирования востребована глубокая интеграция между САПР различных проектных специальностей, а обмен информацией между эксплуатационной элект­ронной моделью предприятия с системой мониторинга технологических процессов и с системой обеспечения регламентных работ и ремонтов (ТОРО) актуален при эксплуатации.

По приведенным выше причинам для обеспечения информационной поддержки ЖЦ объекта в рамках одной стадии ЖЦ и тем более в рамках всего ЖЦ необходим набор соответствующих средств. В связи с этим основные игроки рынка стремятся производить так называемые линейки — наборы САПР (для различных проектных дисциплин), расчетные пакеты для стадии проектирования, средства МТО, управления строительством для стадии строительства, средства информационного моделирования, управления объектом, ремонтами оборудования и его эксплуатацией на стадии ЖЦ эксплуатации. При этом, как правило, производители таких линеек стремятся обеспечить максимальную интеграцию между средствами в рамках не только одной, но и различных стадий ЖЦ.

Эволюция развития средств информационной поддержки ЖЦ у всех производителей (если речь идет о производителях линеек) приблизительно одинакова и по своей сути повторяет ЖЦ объекта: изначально автоматизировались процессы проектирования, далее строительства, далее эксплуатации.

Деятельность компании Бюро ESG, работающей на рынке автоматизации проектных организаций и предприятий более 20 лет, также со временем эволюционировала — от автоматизации проектирования до автоматизации всех стадий ЖЦ объектов. В процессе работы мы использовали различные программные средства. Так, для объектов гражданского строительства и несложных с точки зрения технологии производства промышленных объектов наша компания применяла решения компании Autodesk.

При расширении сектора автоматизации, проводимой нашей компанией, до информационной поддержки ЖЦ промышленных объектов со сложными непрерывными технологическими процессами был проведен серьезный мониторинг рынка. Результатом стало установление партнерских отношений с компанией Intergraph.

Одной из самых передовых технологий, позволяющих не только вести проектирование в специализированных средствах, предназначенных для той или иной проектной дисциплины, но и организовать единую среду хранения, обмена инженерными данными и управления ими на всех стадиях ЖЦ промышленного объекта, является Intergraph SmartPlant Enterprise. Она включает средства и технологии проектирования, управления МТО, мониторинга проектных и строительных работ, управления строительством и прочие наборы всех необходимых инструментов, описание которых выходит за рамки статьи. Это на практике отражает первую из описанных выше тенденций — применение специализированных пакетов для автоматизации работ той или иной проектной дисциплины.

Практический опыт автоматизации поддержки ЖЦ предприятий с непрерывным технологическим циклом на основе Intergraph SmartPlant Enterprise

Внедрение технологий проектирования морских ледостойких стационарных платформ в ОАО «ЦКБ МТ «Рубин»

Автоматизация проектирования нефтедобывающих предприятий и морских шельфовых платформ — одна из ключевых сфер применения технологий Intergraph.

Внедрение технологий проектирования в ЦКБ МТ «Рубин» — первый крупный проект Бюро ESG, проведенный на платформе Intergraph.

В 2001 году перед ЦКБ МТ «Рубин» встала задача проектирования специализированных морских сооружений, в том числе морской ледостойкой стационарной платформы (МЛСП) «Приразломная». Новая специфика работы потребовала освоения специализированных САПР для проектирования подобных объектов. Был проведен тщательный анализ рынка, в результате чего были выбраны программные средства компании Intergraph. Проведенные работы — первый отечественный проект в истории РФ по проектированию добывающих платформ c использованием САПР верхнего уровня — Intergraph PDS (рис. 1).

Рис. 1. 3D-модель МЛСП «Приразломная», выполненная в Intergraph PDS

Рис. 1. 3D-модель МЛСП «Приразломная», выполненная в Intergraph PDS

Рис. 1. 3D-модель МЛСП «Приразломная», выполненная в Intergraph PDS

В ходе выполнения проекта Бюро ESG в первую очередь осуществило поставки САПР проектирования морских добывающих шельфовых платформ компании Intergraph PDS. На следующем этапе компания реализовала развертывание и необходимую настройку системы, в том числе и на предприятиях, участвующих в проекте, — ОАО «Севмаш» и ЦКБ «Коралл». Специалисты Бюро ESG провели обучение персонала проектных подразделений и фактически приняли непосредственное участие в проектировании на начальном этапе проекта, помогая проектной группе осваивать новые технологии. В результате работы создана трехмерная модель МЛСП «Приразломная», которая в настоящее время находится в промышленной эксплуатации.

Проект по переводу АО «Атомпроект» на стандарт проектирования в отрасли атомной энергетики с использованием технологий Intergraph

Бюро ESG участвовало в пилотном проекте по переводу «ГИ ВНИПИЭТ» на фактический стандарт проектирования в атомной отрасли — на основе продуктов Intergraph. Переход осуществлялся при разработке рабочей документации для строительства газотурбинной электростанции (ГТЭС) для нефтегазовой компании ЛУКОЙЛ. Этот проект имел особое значение, поскольку отвечал требованиям правительственного распоряжения об использовании попутного газа. Созданная модель электростанции должна была в дальнейшем стать пригодна для серийного использования.

Реализация проекта потребовала интеграции двух программных платформ: Autodesk и Intergraph. Строительная часть проекта была осуществлена с помощью программного комплекса Autodesk Revit Structure, одновременно проектирование технологической части выполнялось на платформе Smart Plant Enterprise. Строительная часть была успешно импортирована из Autodesk Revit в Smart Plant 3D. Параллельно проходило обучение группы специалистов «ГИ ВНИПИЭТ» (21 человек) работе в SmartPlant.

В итоге работы создана модель электростанции, а кроме того, была сформирована и обучена компетентная группа проектировщиков, способная продолжить самостоятельную работу с продуктами Intergraph. Была создана модель электростанции, серийное производство которой активно продолжается и сегодня (рис. 2).

Рис. 2. Визуализация 3D-модели электростанции, выполненная в SmartPlant Review

Рис. 2. Визуализация 3D-модели электростанции, выполненная в SmartPlant Review

Разработка единой интегрированной среды проектирования объектов атомной энергетики по проекту ЛАЭС­2 «Атомпроект» (ранее «СПб АЭП»)

Многолетнее сотрудничество Бюро ESG и «СПб АЭП» привело к тому, что в 2006 году, когда перед предприятием встала задача приступить к проектированию ЛАЭС­2, за технологической поддержкой решено было обратиться именно к нам. Необходимо было обеспечить программными продуктами проектный отдел, обучить его специалистов работе с основными продуктами Intergraph, разработать технологию проектирования, регламенты и инструкции. Фактически команда специалистов Бюро ESG прошла весь путь — от предпроектных работ до выпуска проектной документации — плечом к плечу со специалистами «СПб АЭП».

Основная задача проекта — внедрение единой интегрированной среды проектирования объектов атомной энергетики, включающей все задействованные в технологической цепи проектирования САПР, средства контроля, просмотра и визуализации компании Intergraph, интегрированные по технологии Intergraph (с использованием Smart Plant Fondation).

Основные трудности, возникшие в процессе решения задач проекта:

  • широкий спектр автоматизируемых функций и подразделений;
  • необходимость четкого описания существующих бизнес­процессов, особенно связанных с обменом проектными данными и заданиями между специальностями, для дальнейшего реинжиниринга с учетом внедряемых технологий и средств;
  • необходимость масштабного обучения персонала и значительных затрат на внедрение, которые впоследствии успешно окупились;
  • необходимость разработки новых стандартов для внедряемых средств и технологий Intergraph.

В ходе проекта:

  • произведено формальное описание бизнес­процессов и описание «как есть»;
  • разработаны технологические схемы (с применением Smart Plant P&ID);
  • создана трехмерная модель АЭС (с применением Smart Plant 3D);
  • на предприятии спроектированы электрические сети (с применением Smart Plant Electrical);
  • создано единое хранилище инженерных данных;
  • налажен выпуск проектной документации, соответствующей стандартам;
  • разработаны регламенты по использованию и инструкции;
  • переведен на русский язык интерфейс и инструкции программ;
  • работе в программных продуктах обучены порядка 200 сотрудников «СПб АЭП».

Основными итогами проекта явилось то, что второй блок Ленинградской АЭС (ЛАЭС­2) был полностью спроектирован с помощью линейки программных продуктов Intergraph (рис. 3). Основные строительные работы закончены. Ввод в эксплуатацию первого энергоблока намечен на 2016 год.

Рис. 3. Общий вид информационной модели атомного энергоблока, выполненный в SmartPlant 3D

Рис. 3. Общий вид информационной модели атомного энергоблока, выполненный в SmartPlant 3D

Создание информационной системы визуализации 3D­моделей ОАО «Газпромнефть — Омский НПЗ»

Перед специалистами компании Бюро ESG стояла следующая задача: разработать и внедрить систему визуализации трехмерных моделей и документов на базе продуктов Intergraph Smart Plant Review и приложения CaXperts Review Manager. С помощью этой системы решались задачи совместного доступа к 3D­модели и документам, удаленного коллективного просмотра, конвертации данных из различных форматов. Smart Plant Review также позволяет пользователям осуществлять визуализацию стадий строительства и фотореалистичный рендеринг, генерировать эскизы проекций 3D­модели на плоскость, выявлять коллизии, вносить замечания и передавать их проектанту.

 В ходе проекта на заводе была сформирована группа для работы с системой, состоящая из специалистов разных направлений, и проведено обучение работе в выбранных программных продуктах для группы из 20 сотрудников ОНПЗ. На первом этапе внедрения специалисты Бюро ESG установили и настроили Smart Plant Review и приложения CaXperts Review Manager, далее был отлажен процесс передачи модели из института на завод и обратно.

В итоге была создана успешно действующая модель обмена информацией, которая используется и сегодня (рис. 4). Уже через шесть месяцев применения внедренной модели сотрудникам ОНПЗ удалось сократить количество ошибок проектирования (коллизий), что заметно ускорило темпы стройки и повысило качество построек.

Рис. 4. Процесс согласования проектных решений с использованием системы

Рис. 4. Процесс согласования проектных решений с использованием системы

Внедрение технологий Intergraph для проектирования предприятий переработки в ЗАО «ПМП»

ЗАО «ПМП» с 2004 года выполняет свои проекты с использованием технологии 3D­моделирования, и в 2013 году было принято решение о внедрении нового стандарта трехмерного проектирования на базе продуктов компании Intergraph. Переход и отработка технологии должны были происходить в рамках реализации рабочего проекта установки изомеризации при использовании программного продукта Intergraph SmartPlant 3D. Обязательным условием было получение из 3D­модели полного комплекта рабочей документации. Поставленная задача оказалась невыполнимой без серьезных консультационных услуг со стороны организации, осуществляющей внедрение выбранных средств проектирования (рис. 5). Выполнить эту работу было предложено Бюро ESG.

Рис. 5. Специалисты Бюро ESG консультировали персонал ЗАО «ПМП» при переходе на стандарт трехмерного проектирования на основе ПО Intergraph

Рис. 5. Специалисты Бюро ESG консультировали персонал ЗАО «ПМП» при переходе на стандарт трехмерного проектирования на основе ПО Intergraph

Переход на платформу Intergraph осуществлялся с целью увеличения качества проектной документации, сокращения времени и трудозатрат при выполнении проектных и строительно­монтажных работ за счет использования единой интегрированной среды для автоматизации и структурирования проектной работы, оптимизации взаимодействия проектных подразделений, возможности мониторинга проекта в реальном времени, полной прозрачности выполняемых работ.

Использование 3D­модели, получаемой средствами Intergraph, позволяет выявлять ошибки и коллизии, в том числе скрытые, на ранних стадиях проектирования, что, в свою очередь, приводит к уменьшению затрат времени и занятости специалистов на изменение документации на стадии разработки рабочей документации и стадии строительства объекта. После необходимой настройки из 3D­модели можно получить рабочую документацию, что сокращает время на ее разработку и повышает качество документации. Кроме того, 3D­модели или отдельные их части можно использовать в качестве прототипов в последующих проектах за счет применения ранее разработанных решений, каталогов и инженерных баз данных.

В ходе предварительного этапа работы, реализованного специалистами Бюро ESG, были подготовлены и загружены в среду проектирования электронные каталоги оборудования и материалов (в первую очередь труб и арматуры). Это позволило быстро приступить к решению основных задач проекта:

  • сотрудниками Бюро ESG был реализован и отлажен импорт/экспорт строительных конструкций из программного продукта Autodesk Revit Struсture, что позволило использовать различное программное обеспечение для создания 3D­модели, повысить качество создаваемой модели, сократить время согласования проектных решений смежными специальностями, выявить на ранних стадиях коллизии между различными частями проекта;
  • специалисты Бюро ESG настроили и отладили выпуск различного рода отчетной и табличной документации;
  • в сотрудничестве со специалистами Бюро ESG была осуществлена необходимая настройка чертежей в соответствии с ГОСТ 21.1101­2013 и внутренним документом системы качества ЗАО «ПМП» СМК­РД­2014;
  • проведено обучение работе в Intergraph SmartPlant 3D для группы специалистов ЗАО «ПМП».

Основным результатом проекта стало успешное внедрение системы трехмерного проектирования с использованием программного продукта Intergraph SmartPlant 3D. Была создана рабочая группа, обладающая необходимым опытом для последующей самостоятельной работы с подобными проектами. В результате экспертной работы по настройке программного продукта Intergraph SmartPlant 3D был разработан новый автоматизированный способ получения отчетной документации из 3D­модели согласно ГОСТ 21.110­95, а также ряда ведомостей и спецификаций, оформляемых в соответствии с внутренними требованиями и стандартами ЗАО «ПМП».

В настоящее время при участии компании Бюро ESG ведется ряд крупных проектов в области информационной поддержки ЖЦ крупных промышленных предприятий. При этом отметим, что наряду с проектами, связанными с автоматизацией стадий проектирования и модернизации (их примеры приведены в статье), акцент деятельности смещается в сторону поддержки стадии эксплуатации. Причинами являются как востребованность этих услуг на рынке, так и появление новых технологий Intergraph. Так, сравнительно недавно появились технология и инструментарий SmartPlant Fusion, интегрированные со SmartPlant Enterprise for Owner and Operators. Эта технология позволяет создавать информационные модели существующих предприятий. В качестве исходных данных используются все структурированные и неструктурированные инженерные данные, накопленные в процессе ЖЦ объекта. В ближайшее время мы планируем описать наш опыт. 

Список литературы:

  1. Тучков А., Рындин А. Отечественный опыт автоматизации проектирования предприятий с непрерывным производственным циклом с использованием технологии Intergraph SmartPlant Enterprise // САПР и графика. 2014. № 9. С. 44­48.
  2. Тучков А., Рындин А. О путях создания систем управления инженерными данными // REM. 2014. № 1. С. 18­24.
  3. Рындин А. О симбиозе САПР // САПР и графика. 2013. № 11. С. 106­109.
  4. Кузьмин Е., Попов К., Порфирьев Д., Рындин А. Новая версия среды визуализации компании Intergraph SmartPlant Review 2012 // САПР и графика. 2013. № 8. С. 2­6.
  5. Одинцов А., Тучков А. Опыт реализации концепции управления жизненным цик­лом морских нефтегазовых сооружений в среде Smart Marine Enterprise корпорации Intergraph // REM. 2013. № 3. С. 38­42.
  6. Ельчищев М., Кретов М., Тучков А., Сладковский А. StartUp современного проектного офиса компании на базе комплексной технологии SmartPlant Enterprise // САПР и графика. 2013. № 7. С. 80­85.
  7. Корнеев Д., Белецкий Е., Тучков А. Проектирование морских нефтегазовых сооружений (МНГС) с использованием системы автоматизированного проектирования SmartMarine Enterprise // САПР и графика. 2013. № 6. С. 10­13.
  8. Васильева Е. Российские предприятия готовы перейти к сложным современным решениям для проектирования // REM. 2013. № 2. С. 32­35.
  9. Григорьев М., Одинцов А., Рябоконь А. Технологии Intergraph PP&M на российском рынке проектирования морских офшорных объектов // Морская политика России. 2012. № 2. С. 32­35.
  10. Васильева Е. Intergraph: думать с опережением // REM. 2013. № 4. С. 68­70.
  11. Рябоконь А. Форум по информационным технологиям Intergraph PP&M для нефтегазовых офшорных проектов // САПР и графика. 2012. № 7. С. 34­38.
  12. Храпкин П. Использование технологий компании Intergraph для мониторинга хода проектных и строительных работ со стороны заказчика (НПЗ, АЭС, ТЭЦ, химических производств и морских со­оружений) // САПР и графика. 2012. № 7. С. 32­33.
  13. Фейгин А. Использование стандарта ISO 15926 // САПР и графика. 2011. № 11. С. 76­79.
  14. Догалев Д. Обмен данными между различными системами // САПР и графика. 2011. № 11. С. 73­75.
  15.  Рябоконь А., Тучков А. SmartMarine 3D — эффективное решение Intergraph для проектирования судов и морских сооружений // REM. 2011. № 2. С. 52­56.
  16. Сладковский А., Кузьмин Е., Шалаева О. Информационная система визуализации 3D­моделей на базе Intergraph SmartPlant Review // САПР и графика. 2011. № 9. С. 2­5.
  17. Тучков А., Максимов Н. Работа с данными на разных этапах жизненного цикла промышленных объектов с использованием SmartPlant Enterprise // САПР и графика. 2011. №  8. С. 2­5.
  18. Левковская Ю. Новые технологии ВНИПИЭТ // Атом­Пресса. 2011. № 15.
  19. Латыпов Е., Хуснутдинова К., Юмашев Э. Опыт применения технологии SmartPlant Enterprise на протяжении всего жизненного цикла объектов обустройства нефтяных и газовых месторождений // REM. 2009. № 3. С. 54­57
  20. Макеев C.М., Фертман И.Б. Intelliship — первые шаги на российском судостроительном рынке // Судостроение. 2006. № 5.
  21. Jung­Hyun Park, Sang­Youn Kim, Gae­Wan Sakong, Yeong­Soo Bae. Новая система автоматизированного проектирования для судостроения // Судостроение. 2006. № 5.  

САПР и графика 3`2015