2 - 2000

Применение программного обеспечения фирмы Rebis за рубежом

Лариса Егорова

Фармацевтическая промышленность

Энергетика

Нефтяная и газовая промышленность

Отопление, вентиляция и кондиционирование

Химическая промышленность

Судостроение

За прошедшие годы, за счет построения опытных образцов своих летательных аппаратов, поездов и автомобилей в виртуальном пространстве с помощью компьютера и средств САПР ведущие производители сэкономили многие миллионы долларов и массу времени. Это дало им возможность эффективно работать на рынке, значительно снизить себестоимость и сроки получения готовых серийных изделий заданного качества. Этот виртуально-реалистический процесс, также известный как пространственное моделирование, дает возможность производителям исследовать, проверять и даже проводить тестирование своих проектов в виртуальной среде с 3D- визуализацией как самой модели, так и результатов тестов. Выгода от применения САПР особенно заметна при разработке и изготовлении дорогостоящих опытных образцов, когда 90% испытаний этих образцов можно провести в виртуальном пространстве вашего компьютера.

В течение 90-х годов потенциальные возможности трехмерного моделирования были признаны практически во всех отраслях промышленности и науки. Ниже приводится пример того, как использование профессиональной САПР и возможностей пространственного моделирования позволили сэкономить время и средства различным фирмам, занимающимся проектированием и производством изделий и технологий. В настоящей статье в качестве примеров использовались материалы обзора иностранной прессы об использовании программного обеспечения фирмы Rebis.

В начало В начало

Фармацевтическая промышленность

Фирма ProFlow Modular Fluid Systems (США) проектирует и строит модульные интегрированные системы для жидкости и газа. К ним относятся системы контроля рН, системы подачи и дозировки химических продуктов, биореакторы, эмульгаторы, вакуумные системы с жидкостным кольцом и другие сложные системы. Установки и системы, спроектированные фирмой, используются как в целлюлозно-бумажной, косметической и фармацевтической промышленности, так и в других ее отраслях. Большинство проектов, разработанных фирмой, включает системы управления, блоки регистрации данных, логические PLC-блоки и интерфейсные терминалы операторов. Эти системы интегрированы в системы распределенного управления более крупных компаний и корпораций.

Компания ProFlow Modular Fluid Systems должна была разработать вакуумную систему с жидкостным кольцом охлаждения, которая должна обеспечить точный контроль температуры газа и вакуума. Подобные системы применяются в процессах сушки и испарения, улавливания летучих растворителей и для создания вакуума в реакторах. Компоновка вакуумной системы с жидкостным кольцом должна была быть настолько компактной, а сроки настолько сжатыми, что для ее разработки фирме ProFlow Моdular Fluid Systems пришлось воспользоваться объектно-ориентированной программой трехмерного (далее 3D) моделирования AutoPLANT97 фирмы Rebis Industrial Workgroup Software. В процессе работы была создана пространственная модель объекта. Этот проект потребовал создания более 50 комплектов изометрических чертежей трубопроводов. Использование в процессе моделирования 3D-объектов технологии Reboids позволило устранить все серьезные ошибки проектировщиков еще на стадии работы над компьютерной пространственной моделью установки.

После завершения работы над моделью разработчики смогли получить ведомость материалов, а также список всех деталей, которые нужно изготовить, и количество необходимых материалов и изделий, которые потребуется заказать. В ведомости материалов были приведены длины труб, поэтому можно было подготовить трубы нужных длин до начала сварочных работ. Программа также посчитала число сварных швов, необходимых для сварки труб, и указала их на изометрических чертежах. Это помогло руководителю группы монтажников оценить, сколько времени потребуется для изготовления каждого участка трубопроводов. Кроме того, после завершения проектирования Заказчик изменил кое-какие детали проекта касательно монтажа и наименования используемого оборудования. Пакет AutoPLANT 97 позволил в течение двух дней переработать проект: указанные изменения были учтены, добавлены, и был подготовлен новый комплект рабочих чертежей и документации.

Использование объектно-ориентированных программ для проектирования промышленных объектов AutoPLANT 97 позволило фирме ProFlow Моdular Fluid Systems сократить время проектирования вакуумной системы на 50% по сравнению со временем проектирования с использованием двухмерных САПР типа электронного кульмана. В связи с отсутствием серьезных ошибок на стадии монтажа установки компания сэкономила значительные средства. Этот проект был первым, который фирма разработала с использованием нового поколения программных средств фирмы Rebis.

В начало В начало

Энергетика

Фирма Southern Company Еngineering (США) является отделением компании Southern Company Services (США) — крупного производителя электроэнергии в США. Численность технических подразделений компании — более 1000 чел. Приблизительно половина из них имеют дело с атомными электростанциями, а остальные — с тепловыми и гидроэлектростанциями. Для улучшения координации проектных работ руководство проектных подразделений решило попытаться представить всю станцию в виде трехмерной компьютерной модели с помощью соответствующей программы, выбранной в процессе длительного тестирования большого количества программного обеспечения для проектирования, распространенного на рынке США. В результате анализа наиболее подходящей оказалась программа AutoPLANT 97 фирмы Rebis. AutoPLANT 97 является профессионально ориентированным приложением для AutoCAD и использует те же самые меню и графическое ядро для моделирования.

Southern Company Еngineering (USA) использовала пакет АutoPLANT 97 для разработки проектов двух электростанций. Один из них, названный проектом Olin, — это проект ТЭЦ, вырабатывающей 112 МВт электроэнергии. Для ее строительства должна была быть использована сравнительно небольшая строительная площадка. Вторая станция, получившая название Barry, — это ТЭЦ, вырабатывающая 532 МВт электроэнергии. Две группы, один инженер-механик и один проектировщик, разработали проект всей трубопроводной обвязки станций, включая изготовление 250 изометрических чертежей для каждой.

Другая фирма, GCO Engineering (Канада), является проектной организацией, разрабатывающей проекты для различных отраслей промышленности, выполняющей экспертизу организации строительства и оказывающей консультационные услуги промышленным и коммерческим клиентам. Фирма предоставляет консультационные услуги в таких отраслях промышленности, как добыча нефти и газа, их переработка и транспортировка, в нефтехимической промышленности, в трубопроводном транспорте, в горной, целлюлозно-бумажной, фармацевтической, электроэнергетике, а также в обработке и очистке воды.

Компания GCO Engineering получила подряд на проектные работы по демонтажу существующих котлов на электростанции и замену их котлами большей мощности. На этапе проектирования потребовалось создать около 70 изометрических чертежей, каждый из которых включал подробные спецификации и ведомости материалов для линий трубопроводов. Обычно эти изометрии вместе с чертежами планов и сечений представляют собой единственные проектные документы, используемые при строительстве объекта, и даже самым опытным монтажникам трубопроводных обвязок котлов очень трудно представить себе визуально сложные компоновки трубопроводов, читая обычные рабочие чертежи. Кроме того, в процессе работы подрядчики постоянно требовали разъяснений того, что представлено на рабочих чертежах. Они могли неправильно понять изображенное на чертежах, что могло привести к ошибкам при монтаже, исправление которых повлекло бы за собой переделки, требующие временных и материальных затрат.

Руководство фирмы GCO Engineering проанализировало несколько различных пакетов программ, которые могли создавать 3D-модели промышленных объектов. Поскольку проектировщики фирмы в настоящее время работают с программными средствами AutoCAD фирмы Autodesk, Inc., фирма главным образом старалась найти профессиональные приложения, которые позволили бы им продолжить работу в этой среде. В результате был выбран пакет программ АutoPLANT 97 фирмы Rebis, так как этот пакет был очень тесно интегрирован с AutoCAD, обладая теми же возможностями, что и любой другой пакет программ из всех, протестированных фирмой GCO, но с точки зрения стоимости он был одним из самых дешевых из числа рассмотренных. Поскольку проектировщики GCO были знакомы с AutoCAD, им легко было работать в AutoPLANT 97 и не потребовалось дополнительных затрат времени и средств на их переподготовку. Также существенная экономия времени была достигнута за счет создания 3D-модели проекта. Тем не менее значительно большая экономия была получена при дальнейшей реализации проекта. Это связано с тем, что 3D-модель использовалась для автоматического создания всей дополнительной документации, потребовавшейся для проекта, включая изометрии, виды, планы, сечения и ведомости материалов. Руководство фирмы GCO оценивает экономию времени на этапе проектирования приблизительно в 20%, что оправдывает затраты на приобретение пакета программ Rebis AutoPLANT 97. Однако значительно большая экономия времени была достигнута непосредственно на этапе строительства и монтажа реального оборудования, поскольку подрядчику, осуществляющему монтаж трубопроводной обвязки, было значительно проще понимать чертежи благодаря их высокой точности. Монтажники подтвердили, что чертежи стали точнее и полнее и с их помощью стало легче прокладывать трубопроводы. Следовательно, цикл монтажа стал короче, качество повысилось, а затраты труда на монтаж трубопроводов заметно снизились.

В начало В начало

Нефтяная и газовая промышленность

Фирма ТРА (США) предлагает большой диапазон проектов, связанных с обработкой и регенерацией, по технологическим процессам, техническим средствам и обслуживанию. Фирма разработала около 200 проектов установок обработки и регенерации серы, которые были внедрены во всем мире, и приступила к разработке нескольких новых проектов установок регенерации серы и систем управления. Основной задачей фирмы ТРА является максимальное повышение производительности установок регенерации серы, минимизация выбросов и обеспечение высокой безопасности и качества технологических процессов при наименьших возможных затратах.

Несколько лет назад фирма ТРА начала пользоваться системой АutoCAD фирмы Аutodesk, Inc. в качестве основного пакета программ для проектирования, однако продолжала использовать обычные текстовые редакторы в качестве стандартного метода создания текстовой документации, ведомостей материалов и спецификаций. После выполненного анализа имеющихся САПР, принимая во внимание требования своих клиентов, фирма ТРА выбрала для работы программу AutoPLANT 97 фирмы Rebis, являющуюся профессиональным приложением к пакету программ AutoCAD. После внедрения программного обеспечения фирмы Rebis проектно-конструкторская, консультационная и управленческая фирма ТРА смогла уменьшить время разработки проектной документации на строительство установок регенерации серы, используемых на нефтеперерабатывающих заводах, с восьми-двенадцати недель приблизительно до двух-шести недель.

Компания Inelectra — это самая крупная проектно-конструкторская фирма в Венесуэле. Она специализируется на проектировании и строительстве установок для нефтеперерабатывающих заводов и нефтехимических комплексов. Фирма уже длительное время пользуется системой AutoCAD для разработки 2D-проектов. Наблюдающееся в последние годы устойчивое повышение сложности проектов заставило фирму ускорить принятие решения о переходе к работе с САПР с возможностями 3D-моделирования. После исследования множества различных приложений к АutoCAD, которые обеспечивают автоматизированное проектирование трехмерных систем трубопроводов, фирма выбрала пакет программ AutoPLANT 97 для проектирования промышленных объектов фирмы Rebis.

Первым проектом, который был разработан фирмой с использованием AutoPLANT 97, был проект установки разделения газов, используемой для производства исходных материалов для изготовления олефинов (ненасыщенных углеводородов). Установка должна была быть построена на очень небольшой площадке, что требовало чрезвычайно плотной компоновки трубопроводов и оборудования. В состав ее входило 72 узла оборудования, включая теплообменники, воздухоохладители, разделительные колонны и 250 различных линий трубопроводов. Выделенная строительная площадка представляла собой прямоугольник с размерами приблизительно 120×50 м. В результате при размещении оборудования и прокладке линий трубопроводов для этой установки могли возникнуть сложности, связанные с необходимостью предотвращения незапланированных взаимных пересечений элементов в проекте. По мнению фирмы, крупным преимуществом работы с 3D-моделью является то, что она дает клиенту возможность участвовать в процессе проектирования. Проектировщики Inelectra смогли показать клиенту, как будет выглядеть проектируемая установка, и предложили внести изменения в расстановку оборудования, которые при традиционном способе проектирования они не смогли бы сделать до тех пор, пока не был бы построен хотя бы макет установки в масштабе. Использование 3D-моделирования для идентификации несанкционированных пересечений элементов и других коллизий на ранних этапах разработки проекта новой установки для разделения газов помогло проектно-конструкторской фирме Inelectra значительно сократить затраты на строительство станции фирме-заказчику компании Pequiven, филиалу фирмы Petpoleos de Venesuela C.A. Проектировщикам фирмы Inelectra потребовалось около шести недель на обучение работе с полной линией программного обеспечения фирмы Rebis. Несмотря на то что из-за этого к проектированию они приступили позже, проект был завершен вовремя. Проектировщики фирмы оценивают, что на разработку будущих проектов будет затрачиваться приблизительно на 20% меньше времени, чем прежде.

В начало В начало

Отопление, вентиляция и кондиционирование

Работа с 3D-моделью позволила крупной проектно-конструкторской фирме предотвратить несанкционированные пересечения трубопроводов и стальных конструкций в новом проекте котла. Эта технология позволила уменьшить стоимость строительства приблизительно на 10% по сравнению с используемым ранее 2D-подходом к проектированию. Несанкционированные пересечения элементов, которые иногда не удавалось обнаружить в 2D-компоновочных чертежах, выявлялись и устранялись при использовании 3D-модели, полученной с помощью AutoPLANT 97, прежде чем они могли привести к дополнительным затратам на их устранение в процессе строительства. Использование 3D-модели также уменьшило цикл проектирования котла приблизительно на 20% по сравнению с обычным методом. При использовании программных средств 2D-проектирования имело место значительное дублирование работ для создания различных изометрических чертежей. С помощью AutoPLANT97 проектировщики смогли моделировать всю установку сразу и затем быстро и легко сгенерировать все требуемые чертежи. Проект нового газового котла включает систему принудительной циркуляции. В обычных котлах вода подается в верхней части и проходит вниз через систему трубопроводов для получения пара. В котлах с системой принудительной циркуляции вода проходит по тому же самому пути, но для нагнетания используются насосы, чтобы она быстрее протекала по трубам, для более быстрого получения пара. Помимо самого котла проект включал новые системы паровых труб, вытяжную систему с дымовой трубой, насосы, стальные платформы и фермы. Обычно при работе с плоскими чертежами все несанкционированные пересечения элементов не могли быть обнаружены и часто выявлялись при монтаже, когда затраты на строительство уже были достаточно большими. Затраты на повторную прокладку одной из труб большого диаметра могли составить до 50 000 долл. Обычно устранение несанкционированных пересечений элементов увеличивало стоимость работ приблизительно на 10%. В результате оказалось, что за счет использования программных средств фирмы Rebis при разработке крупного проекта системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для казино Bally в Атлантик-Сити (шт. Нью-Джерси, США) не только сократилось на 25% время проектирования, но и снизились затраты при монтаже всей конструкции.

В начало В начало

Химическая промышленность

Фирма Сhematur Engineering (Швеция) начала разрабатывать свои проекты с использованием 2D-САПР еще с 1984 года, когда она приобрела Intergraph IGD и соответствующее программное обеспечение для проектирования промышленных объектов. Эта система позволяла разрабатывать 3D-проекты, однако менеджеры фирмы решили, что эта технология еще не вполне готова для практического использования. В течение 90-х годов фирма приняла стратегическое решение и перешла к использованию программного обеспечения фирмы Rebis. Специалисты компании Сhematur Engineering сделали этот выбор, основываясь на соотношении «стоимость/возможности программного обеспечения». Сhematur Engineering включает группу проектно-конструкторских фирм, основной деятельностью которых является экспертиза технологических процессов, поставка оборудования и установок для химических предприятий для производства взрывчатых веществ и ракетного топлива, изоцианатов, ароматических нитросоединений, этанола и производных, фармацевтических препаратов, установок абсорбции и регенерации растворителей, утилизации летучих органических соединений, производства азотной кислоты, удобрений и перекиси водорода. Подходящая технология и лицензионные соглашения с крупными химическими компаниями позволили разработать подробный план работ по технологическим процессам в химических производствах. Фирма имеет филиалы в Атланте (шт. Джорджия, США) и в Виндзоре (Англия), филиал в Бомбее (Индия), а также подразделение сбыта продукции в Гонконге.

Используя программное обеспечение Rebis, фирма Сhematur Engineering смогла сократить время, необходимое для разработки проектов и строительства крупных объектов химических предприятий, на 25% за счет перехода от 2D- на 3D-метод проектирования. Основная экономия времени была достигнута за счет перехода на 3D-процесс проектирования, что позволило проектировщикам сразу разрабатывать 3D-модель установки и затем генерировать все необходимые рабочие чертежи и изометрии непосредственно из пространственной модели. Цикл монтажа и затраты на него тоже сократились за счет того, что чертежи стали более понятными и более точными.

В начало В начало

Судостроение

Уже более 75 лет фирма Bender Shipbuilding (США) является ведущей фирмой, занимающейся строительством и ремонтом судов в районе Мексиканского залива. Фирма имеет стапели для строительства судов длиной более 7000 футов (213 м) с глубоким водоемом. Bender Shipbuilding недавно построила новые верфи и открытые портовые доки-бассейны и расширила свои сухие доки с несущей способностью свыше 24 000 тонн. Фирма строит различные типы судов, включая морские транспортные суда, рыбообрабатывающие траулеры, судно-казино, экскурсионные суда, сейнеры для ловли тунца и буксиры.

Ранее фирма Bender при проектировании судов использовала метод двухмерного проектирования. В последние годы, сохраняя традиционные чертежные столы и кульманы, руководство компании задумывалось о применении САПР, однако при этом сами методы черчения не претерпели заметных изменений. Конструкторы и проектировщики вычерчивали двухмерные виды, сечения и подробные чертежи конструкций, вручную осуществляли проверку правильности и согласования данных в каждом чертеже. После изготовления подобных чертежей другие проектировщики вычерчивали трубопроводные обвязки, затем разрывали отдельные линии для создания изометрий удобных размеров и далее — для изготовления и вставки отдельных секций. Поскольку каждый чертеж изготавливался отдельно, многие участки судна вычерчивались много раз и эти чертежи не всегда согласовывались друг с другом. Эти погрешности в согласованности чертежей друг с другом приводили к ошибкам при создании изометрий. В результате затрачивалось огромное количество времени для расчета параметров пересечений трубопроводов и элементов конструкций, поскольку трубопроводы и элементы конструкции проектировались отдельно, без объединения со всей конструкцией судна. Подобный подход ограничивал возможности судостроителей и заставлял их пользоваться теми же самыми методами изготовления чертежной документации, которые применялись 50 лет назад. В результате проектировщикам часто приходилось посещать зону монтажа и объяснять на месте, что показано в чертежах. Часто отсутствовало взаимопонимание между проектировщиками и строителями, в результате возникали ошибки, для исправления которых требовались переделки, затрачивалось дополнительное время и средства.

Чтобы решить свои проблемы с проектированием судов, компания решила использовать САПР. Фирма Bender Shipbuilding ознакомилась с большим диапазоном программных средств, прежде чем воспользовалась пакетом приложений AutoCAD и САПР для проектирования промышленных объектов AutoPLANT 97 фирмы Rebis для моделирования трубопроводов и оборудования при проектировании судна. В процессе работы для проектирования судна использовались AutoPLANT 97 в связке c ISOGEN. Проектировщики фирмы Bender Shipbuilding разделили модель всего морского транспортного судна длиной 220 футов на пять корпусных блоков и на четыре блока элементов конструкции, что позволило им выбрать приемлемую стратегию строительства судна. Разделение модели всего судна на отдельные блоки также позволило ускорить процесс проектирования, поскольку при таком подходе можно было одновременно проектировать различные зоны и проектировщикам не требовалось все время переключать свое внимание с одной зоны на другую при разработке проекта.

Некоторое время было затрачено на создание исходной трехмерной модели с силовым набором корпуса судна, трубопроводами и основаниями для оборудования. После ее создания проектировщики смогли приступить к автоматической генерации изометрий с помощью модуля ISOGEN и к генерации планов конструкций, сечений и подробных чертежей в среде АutoCAD. Когда изменения вносились в модель, автоматически делались проводки изменений в модели и корректировались все виды связанных чертежей. Для генерации изометрий трубопроводы прокладывались в модели с использованием АutoPLANT 97, который идентифицирует точки разрыва линий трубопроводов для маркировки границ каждого изометрического чертежа и маркирует наиболее важные размеры. После этого для автоматического генерирования изометрий запускался модуль ISOGEN. Изометрии, получаемые подобным методом, требуют минимальных проверок, поскольку программа гарантирует, что они согласуются с трехмерной моделью. Программа также генерирует и вставляет в чертеж ведомость материалов. В результате очень существенно уменьшается время, затрачиваемое на создание изометрий. Обычно при создании изометрий опытный проектировщик трубопроводов тратил на создание каждой изометрии 3-4 часа, включая создание ведомости материалов, проверку, предварительную подготовку чертежей и их выдачу. При использовании трехмерного подхода с применением Rebis AutoPLANT 97 в связке с ISOGEN в среднем за каждые 5 минут можно получить 10 и больше изометрий.

Еще одним из преимуществ 3D-моделирования оказалось то, что при работе в трехмерной среде проектировщики отчетливо представляют, как выглядит все судно, и после окончания проектирования заказчику может быть представлено визуальное изображение всей трехмерной модели. Фактически созданная модель, в полной мере отображающая реальное судно, точно воспроизводит все его составные части, что значительно повышает качество процесса анализа конструкции. Вместо того чтобы пытаться «дешифровать» двухмерные чертежи, заказчик может в любой момент ознакомится с процессом проектирования и ввести какие-либо изменения в конструкцию на этапе компьютерной модели, когда стоимость затрат на проведение этих изменений минимальна. В результате качество проектирования и снижение его сроков повлияло на процесс изготовления судна. Время изготовления и монтажа конструкции судна оказалось приблизительно на 25% меньше по сравнению с предыдущим методом работы.

«САПР и графика» 2'2000