Создание информационной компьютерной модели объектов обустройства Мыльджинского ГКМ

Владимир Четвериков

Немного о роли информационной модели в жизни предприятия

Применение теории на практике

Описание и роль системы AutoPLANT 97

Итоги работы и выводы

Вконце прошлого года компания Rebis Industrial Workgroup Software проводила международный конкурс проектов под названием «Rebis Plant Design in the World». Многие российские организации, использующие программы фирмы Rebis, приняли участие в этом конкурсе. Оценка работ и определение победителей производились авторитетным международным жюри. Выполняя свои обещания, мы начинаем публикацию работ из России — победителей этого международного конкурса. Данные работы получили высшую оценку жюри и были отмечены почетными дипломами фирмы Rebis Industrial Workgroup Software. В этом номере журнала мы предлагаем вашему вниманию проект ОАО «Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании». Публикуя данный материал, мы ставили своей целью ознакомить читателя с интересным проектом, выполненным одной из лучших инжиниринговых компаний России. Материал публикуется без сокращений.

Немного о роли информационной модели в жизни предприятия

В условиях стремительного развития вычислительной техники во многих крупных промышленных компаниях меняется отношение к вопросам проектирования, строительства и последующей эксплуатации объектов. За последние несколько лет значительное развитие получило направление создания единой информационной модели, которая формируется еще на стадии проектирования, а затем используется как при строительстве, так и в процессе эксплуатации — на протяжении всего срока службы объекта. Необходимо отметить, что при таком подходе объем работ, а соответственно и затраты проектных организаций увеличиваются, однако комплексная оценка данной идеи и учет дальнейшего использования модели показывают, что заказчик (владелец объекта) получает при этом огромную экономическую выгоду.

Применение теории на практике

Целью данной работы явилось создание информационной компьютерной модели объектов обустройства Мыльджинского ГКМ. В связи с отсутствием полного набора данных на период выполнения работа проводилась в два этапа. Первый этап включал:

1. Подбор и анализ проектно-сметной документации, выполненной субподрядными организациями: УкрНГИ (г. Киев), Новосибирский филиал ВНИПИгаздобыча (г. Новосибирск), НИПИКБС (г. Тюмень), ЦКБН (г. Подольск).
2. Сбор данных (фото и видеосъемки) существующих сооружений на газовом промысле Мыльджинского ГКМ.
3. Создание трехмерных компьютерных моделей сооружений, включающих в себя:
   • технологическое оборудование (сепараторы, теплообменники, разделители жидкости, насосы);
   • трубопроводы с запорной и регулирующей арматурой;
   • металлоконструкции (лестницы и площадки обслуживания, опоры под трубопроводы);
   • размещение эстакад, узлов учета.
4. Организацию связи графической части модели с атрибутивной информацией объекта.
5. Установку специализированного программного обеспечения для анализа при строительстве и эксплуатации промышленных объектов AutoPLANT 97 под управлением AutoCAD 14.
6. Обучение специалистов газового промысла работе в системах AutoPLANT 97 и AutoCAD 14.
7. Подготовку документации (изготовление изометрических чертежей установок, составление пояснительной записки к работе).

Второй этап предполагал заполнение атрибутивной информации по оборудованию, трубопроводным системам, размещение измерительной аппаратуры и средств автоматизации.

Описание и роль системы AutoPLANT 97

Система автоматизированного проектирования AutoPLANT 97 фирмы Rebis Industrial Workgroup Software разработана специально для трехмерного моделирования промышленных объектов. Наиболее важным фактором для эксплуатационников разработанной в данном проекте модели является возможность оперативного управления технологическими процессами подготовки и транспорта газа и газоконденсата Мыльджинского ГКМ. Интеллектуальная информационно-монтажная трехмерная компьютерная модель технологического оборудования содержит:

1. Информацию об элементах, динамически связанную с внешними базами данных. Информация баз данных может быть использована при формировании отчетных документов или для манипулирования и пересмотра информации, описывающей элементы.
2. Информацию о текущей комплектации оборудования с учетом всех последних изменений.
3. Связь геометрического положения детали с информацией о ней.
4. Профессиональные возможности просмотра в любой перспективе.

По созданной модели автоматически генерируется перечень материалов:

• список и отображение элементов по заданным (общим) параметрам (марка, давление, среда, дата ввода в эксплуатацию);
• экспликация оборудования.

Полноценное использование этой системы позволяет сократить время изготовления чертежей (копии, проекты будущих изменений, текущее состояние). Идея развития компьютерных технологий в нефтегазовой промышленности заключается в комплексном использовании компьютерной модели объекта как проектными, так и строительными и нефтегазодобывающими организациями. Для реализации такой схемы работы необходима вычислительная сеть, охватывающая все офисы и расширенная до мест строительства, а также до субподрядчиков и проектных институтов, совместно использующих проект. Организации, которые преимущественно выполняют значительную реконструкцию объекта, а не постройку нового, сохраняют модель со всей атрибутивной информацией на все время работы промышленного объекта и получают значительный выигрыш во времени при проведении реконструкции. Данные вводятся через модули Rebis PIPING (трубопроводы), Rebis EQUIPMENT (оборудование), Rebis MULTI-STEEL (металлоконструкции) и используются базой данных проекта, сверяясь с параметрами, установленными в проекте, и с существующими данными в базе данных. Данные вводятся один раз и могут использоваться всеми участниками разработки, имеющими доступ к базе данных проекта (БДП). БДП эксплуатируется в режиме «клиент-сервер», и инженеры, находящиеся территориально в разных местах, могут одновременно вводить и использовать ее данные.

Совместное использование модели в процессе разработки с удаленными или близкими коллегами достигается посредством созданной технологии документооборота предприятия NAVIGATOR. Система сконфигурирована так, чтобы каждый участник проекта имел полный набор документов и доступ к ним без задержки. Если модель модифицируется одним участником, система распознает это, и в течение модификации остальные участники имеют возможность только читать немодифицированную версию и при этом получают предупреждение, что выполняется модификация. Единожды модифицированная, модель будет сохранена локально, и если другому участнику потребуется обновление, система сделает это через вычислительную сеть. Кроме того, программа имеет мощные инструменты просмотра и анализа коллизий (Rebis AutoPLANT 97 Explorer/ID). Еще совсем недавно ведущие инженеры должны были вносить корректировки в модель, а другие инженеры-технологи — сверяться с этими главными документами, чтобы ознакомиться с последними изменениями по сравнению с первоначальной моделью. Современная версия системы AutoPLANT фирмы Rebis имеет инструмент пометок, с помощью которого каждый пользователь, имеющий к нему доступ, может совершенно независимо делать комментарии при чтении любой или всех пометок, сделанных другими. Каждая пометка представляет собой слой над рисунком, который не изменяет основной рисунок и подробно описывает, кто и когда сделал комментарий. На случай необходимости выдать документ в системе NAVIGATOR имеются средства проверки и утверждения, конфигурация которых позволяет направить документ соответствующим инженерам, где бы те ни находились. Каждая версия модели сохраняется в NAVIGATOR как основная или с малыми изменениями.

Данные, содержащиеся в базе данных проекта, совместно используются инженерами-технологами, инженерами по КИПиА, инженерами-электриками и теми, кто создает полный набор проектной документации, необходимой для промышленного объекта. Каждый может читать все выпущенные и измененные данные, но в режиме записи имеет возможность обращаться только к собственным рабочим данным. Созданная проектная документация представляет собой самостоятельные электронные данные, одновременно являясь современной версией копии оригинального документа, поскольку оригинал — тоже данные. Выпущенная проектная документация сразу проверяется в БДП и становится доступной всем, кто в этом нуждается. Эта способность устанавливать основные параметры проекта и использовать их, чтобы содержать детализированные и специфические данные, имеет особую ценность, когда удаленные офисы участвуют во вводе данных. Количество проверок минимизировано, поскольку данные сразу вводятся правильно. Единицы измерения могут быть любыми, но они автоматически преобразуются в стандарт проекта. Так что если одна группа проекта предпочитает дюймы, а остальные — метрическую систему, никаких проблем не возникает — система рационализирует их.

Когда в 1978 году 3D-моделирование появилось как инструмент проектирования, операторы были высокоспециализированными пользователями САПР, в основном копировавшими бумажный проект. Сегодня этот процесс полностью заменен интерактивным 3D-проектированием, и проектировщики оборудования, трубопроводов, КИПиА, электрических схем, водоснабжения и канализации и другие совместно работают с 3D-моделью. Автоматические системы обнаружения конфликтов немедленно оповещают персонал о найденных несоответствиях. Применяются средства автоматизированной поддержки трубопроводов, и любой документ проекта типа изометрического чертежа трубопровода — не более чем отчет, извлеченный из базы данных. Эта система сразу создала предпосылки для глобального рабочего процесса. База данных 3D-модели может быть совместно использована через вычислительную сеть. Изменяемая база данных проекта периодически копируется во все места ее использования.

3D-модель — не просто визуальное представление промышленного объекта. Каждая единица оборудования (труба, прибор и многое из электротехнического проектирования) полностью представляется с набором данных проекта. Ближайшая перспектива трехмерного моделирования — полностью автоматизированное размещение оборудования и разводка труб по принципиальным технологическим схемам.

На основе компонентной базы данных оборудования, трубопроводных систем, запорной арматуры и т.д. можно развить работу с базой данных поставщиков. Это особенно важно для глобальных проектов, где оборудование для различных частей проекта поставляется из разных стран. Внедрив данную систему, компания получит возможность следить за деятельностью поставщиков, с тем чтобы выбрать наиболее выгодный вариант. Сформировав модель и соответствующую базу данных проекта, можно контролировать состояние проектно-строительных работ и следить за своевременной поставкой материалов и оборудования, то есть фактически реализуется задача оперативного управления процессом. Система позволяет по запросу или ежемесячно динамически и интерактивно выдавать отчеты, которые в любом случае помещаются в NAVIGATOR для общего доступа. Продвижение строительства можно отслеживать аналогичным образом. Вместе с детализированным отчетом по состоянию материалов пользователь получает полное представление о ходе работ в различных местах. Одним из немаловажных положительных результатов использования подобных систем является высокая степень контроля над проектом, что снижает количество ошибок и позволяет оптимизировать закупки строительных материалов.

Итоги работы и выводы

В процессе выполнения данной работы были созданы трехмерные компьютерные модели следующих установок:

1. Модуля № 1 (пусковой).
2. Теплообменников Т1, Т2 модуля № 1.
3. Узлов входа шлейфов.
4. Установки смешения, травления и распределения метанола:
   1. Блок травления и распределения метанола.
   2. Емкости регенерированного метанола.
   3. Склад метанола.
   4. Установка регенерации метанола.
   5. Блок выветривания газа.
5. Цехового сепаратора факельной системы.
6. Установки факельного сепаратора высокого давления.
7. Установки факельных сепараторов низкого давления.
8. Установки подготовки горючей смеси.
9. Факельных установок высокого давления.
10. Факельной установки низкого давления.

Среди наиболее существенных положительных аргументов использования данного подхода следует отметить:

1. Полное представление объекта (с изменениями и дополнениями).
2. Использование созданной модели для получения документации при реконструкции, корректировках, а также отслеживание изменения режимов работы в процессе дальнейшей эксплуатации.
3. Использование моделей сооружений технологами и работниками диспетчерской службы при оперативном управлении технологическими процессами добычи, сбора, подготовки и транспорта газа.

«САПР и графика» 6'2001