Универсальный каталог типового оборудования для систем Plant Design

Дмитрий Долгалёв, ведущий инженер проектов Бюро ESG

Введение

Бюро ESG на протяжении 20 лет занималось поддержкой проектирования промышленных предприятий (Plant Design) на различных платформах в разных отраслях: энергетике, нефтехимии, металлургии и судостроении. В каждом конкретном проекте приходилось сталкиваться с новыми задачами, которые требуют нестандартных решений.

В то же время, в большинстве проектов присутствовали общие практики, которые допускали применение универсальных компетенций. По нашим оценкам, затраты времени на моделирование оборудования составляют от 10 до 20% от общих трудозатрат проекта независимо от отрасли, размера проекта и платформы Plant Design.

Задача любой системы — воспроизвести точные габариты оборудования, зону обслуживания и монтажа, а также разместить штуцеры для использования совместно с другими дисциплинами проекта. Логично было бы воспользоваться уже готовыми моделями оборудования, чтобы не создавать их заново в среде Plant Design.

Создатели платформ Plant Design обеспечивают поставку ограниченного набора параметрических моделей оборудования, которого недостаточно для решения всего разнообразия задач. В связи с этим основной объем оборудования пользователи создают из набора геометрических примитивов и штуцеров. Создание пользовательских параметрических символов оборудования — процесс весьма трудоемкий и применяется только в случае гарантированного использования одного и того же оборудования в различных проектах.

 Проектные компании приветствовали бы появление каталогов оборудования, поставляемых самими производителями оборудования. Подобная практика давно применяется производителями опор, электрических лотков, запорной арматуры. Производители оборудования, безусловно, заинтересованы в создании собственных каталогов оборудования, но в то же время не готовы к приобретению для этих целей, а также к обслуживанию достаточно дорогих лицензий Plant Design.

Практика заказа подобных каталогов у сервисных компаний не стала массовым явлением. Производители оборудования хотели бы сами вносить изменения в свой каталог и не зависеть от сторонних сервисных компаний. В результате получается некий замкнутый круг: проектные компании заинтересованы в каталогах оборудования для снижения своих издержек, производители оборудования заинтересованы в популяризации своей продукции для проектных компаний, использующих Plant Design, но существующие инструменты не удовлетворяют обе стороны.

Поскольку рынок трехмерного моделирования Plant Design практически поделен между двумя доминирующими системами Smart 3D Intergraph и AVEVA PDMS, мы решили сконцентрироваться на создании продукта, который был бы совместим с обеими системами. В противном случае каждый каталог пришлось бы создавать отдельно для каждой из систем. За основу такого инструмента мы взяли раздел моделирования оборудования нашей собственной системы PlantLinker.

В дальнейшем в публикации будет использоваться рабочее название PlantLinker­КО (каталог оборудования).

Обмен данными между платформами

Создание каталога оборудования для систем Plant Design осложняется проблемой передачи данных между системами разных производителей ПО.

В настоящий момент не существует универсальных инструментов, обеспечивающих передачу данных между платформами Smart 3D и AVEVA PDMS. Собственные предложения поставщиков являются сервисом, а не конечным продуктом. Обмен данными налажен на уровне модулей визуализации и применяется, как правило, в информационных системах, но не в процессе проектирования.

Экспорт в Plant Design (Smart 3D или AVEVA PDMS) моделей оборудования, разработанных в машиностроительных САПР, сводится к использованию файлов формата SAT. Большинство систем проектирования поддерживает SAT­формат, но этот способ имеет ряд существенных недостатков:

• модель в SAT­формате экспортируется как единый объект и не подлежит редактированию;
• SAT­файл требует дополнительной обработки;
• для SAT­файла необходимо заново воссоздавать все штуцеры;
• модель оборудования, созданная в машиностроительной среде проектирования, избыточно подробна для систем Plant Design, поэтому SAT­файлы излишне нагружают систему.

Инструментарий

PlantLinker­КО создан на основе модуля моделирования оборудования системы PlantLinker и поддерживает доминирующие на рынке трехмерного моделирования Plant Design системы Smart 3D Intergraph и AVEVA PDMS.

PlantLinker­КО состоит из следующих модулей:

• графический редактор;
• программа управления каталогом — Каталог­менеджер;
• интерфейсы чтения, записи данных в Smart 3D;
• интерфейсы чтения, записи в AVEVA PDMS.

Схема работы

Схема работы PlantLinker­КО представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема работы PlantLinker-КО

Графический редактор

Графический редактор позволяет пользователю создавать символы оборудования из набора геометрических примитивов (Shape) и штуцеров (Nozzle) с возможностью параметризации на основе переменных и кодовых списков.

В редакторе можно создавать как единичное оборудование, так и блоки, состоящие из нескольких единиц оборудования. Редактор поддерживает конвертацию параметрического оборудования в набор примитивов и обратную конвертацию.

Процесс моделирования интерактивен и не требует программирования. Результатом работы редактора является нейтральный файл открытого формата данных (XML). Этот файл содержит всю необходимую графическую и атрибутивную информацию для восстановления модели оборудования в Smart 3D и AVEVA PDMS. Восстановление модели в Smart 3D
и AVEVA PDMS осуществляется с помощью интерфейсов импорта соответственно для Smart 3D и AVEVA PDMS.

Возможна обратная запись моделей оборудования из проектов Smart 3D и AVEVA PDMS в редактор PlantLinker­КО с помощью интерфейсов экспорта с последующим редактированием и параметризацией (рис. 2).

Рис. 2. Диалоговое окно редактора PlantLinker-КО

Управление каталогом

Каталог­менеджер обеспечивает управление каталогом и поддерживает объединение моделей, сохранение выборок, фильтрацию объектов по параметрам (рис. 3).

Рис. 3. Управление каталогами (объединение, сохранение выборок, пересчет единиц измерения)

Примеры

Сейчас PlantLinker­КО проходит опытную эксплуатацию. На рис. 4 представлены примеры модели оборудования, созданного в PlantLinker­КО и экспортированного в Smart 3D и AVEVA PDMS.

Рис. 4. Примеры модели оборудования, созданного в PlantLinker-КО и экспортированного в Smart-3D и AVEVA PDMS

Промежуточные итоги

Применение PlantLinker­КО на основе технологии PlantLinker позволит проектным организациям использовать готовые каталоги производителей, единые данные на различных платформах, создавать собственные локальные каталоги моделей оборудования и применять их в различных проектах.

Производители оборудования, в свою очередь, получили возможность популяризировать свою продукцию для проектов Smart 3D и AVEVA PDMS без использования этих платформ.

EPC­компании (Engineering, Procurement, Construction) могут передавать каталоги оборудования филиалам или субподрядным организациям без передачи всего каталога проекта. В сжатой форме возможности PlantLinker­КО можно представить в виде списка:

• для моделирования оборудования не требуются лицензии Smart 3D или AVEVA PDMS;
• модели оборудования, созданные в PlantLinker­КО, восстанавливаются в Smart 3D и AVEVA PDMS аналогично построению нового оборудования в этих системах;
• PlantLinker­КО обеспечивает точное расположение штуцеров оборудования и их использование в проектах Smart 3D и AVEVA PDMS без дополнительного редактирования;
• PlantLinker­КО позволяет оперативно управлять атрибутивным составом объектов;
• PlantLinker­КО обеспечивает открытую структуру хранения данных;
• PlantLinker­КО не требует использования коммерческих СУБД, длительного обучения и сложной настройки, прост в обслуживании;
• может быть использован как локальный архив проектов Smart 3D начиная с версии 2014 или AVEVA PDMS начиная с версии 12.0.

Важной характеристикой PlantLinker­КО является то, что он не налагает дополнительных ограничений на работу проектных организаций и не усложняет процесс проектирования. Данные из PlantLinker­КО могут быть использованы на любой стадии проектов Smart 3D и AVEVA PDMS.

Все участники проекта могут сохранять автономность работы без использования структуры централизованного хранения PlantLinker­КО по принципу «сервер­клиент».

Возможности модернизации PlantLinker­КО

• При необходимости PlantLinker­КО может быть расширен до базы параметрических типовых объектов, которые включают не только оборудование, но также трубопроводы, строительные конструкции и т.п.;
• открытый формат данных позволяет использовать PlantLinker­КО в существующих или перспективных информационных системах;
• при необходимости PlantLinker­КО может быть дополнен интерфейсом передачи данных в другие системы проектирования. В настоящий момент PlantLinker­КО имеет возможность экспортировать цифровые модели оборудования в Revit и Tekla (как референсные модели).