ИНЖИНИРИНГ, IT, ИННОВАЦИИ

Наши сайты

Наши ресурсы

Система Orphus

Главная  Пресс-центр  СМИ о нас  Пресса о нас

Управление жизненным циклом на основе информационной модели: единая подоснова инженерных данных и интеллектуальный графический интерфейс

10.03.2015

«Автоматизация и IT в нефтегазовой области»

В статье приводятся примеры сотрудничества «НЕОЛАНТ» с предприятиями ТЭК по разработке проектов, основанных на построении информационной модели объектов не только ab initio – «с нуля», в процессе проектирования, но и post factum – «после сделанного», для уже спроектированного объекта.

Рассмотрены особенности информационной модели как основы для «интеллектуального» интерфейса PLM-системы. Предложен кросс-платформенный инструментарий для создания единой 3D модели и ее визуализации на базе продуктов InterBridge и InterView, разработанных экспертами компании «НЕОЛАНТ».

Описаны возможности ИТ-решений компании «НЕОЛАНТ» для оперативного мониторинга и управления капитальным строительством.


Содержание

Информационная модель для управления жизненным циклом

При проектировании и строительстве объектов топливно-энергетического комплекса (ТЭК) сегодня активно внедряется технология информационного моделирования [1,2]. Информационная модель объекта может создаваться помощью той или иной системы автоматизированного проектирования (САПР) или набора таких систем не только ab initio – «с нуля», в процессе проектирования, но и post factum – «после сделанного», для уже спроектированного объекта. Создание информационной модели позволяет:

  • провести дополнительные автоматизированные проверки проекта на скрытые геометрические коллизии и скорректировать выявленные недочеты;
  • создать информационную систему для поддержки эксплуатации объекта, эффективного выполнения в ходе эксплуатации требований технических и законодательных регламентов и нормативных документов;
  • повысить возможную продажную стоимость объекта за счет «прозрачности» данных о нем и обеспечения для нового собственника возможностей, описанных в п.2.
  • эффективно и в соответствии с требованиями законодательных норм осуществить вывод объектов из эксплуатации.

Примером построения информационной модели «с нуля» является проект ВВЭР-ТОИ, проект типового энергоблока АЭС с реактором ВВЭР-1300 (водо-водяной энергетический реактор), выполняемый в современной информационной среде. В данном проекте «НЕОЛАНТ» работал совместно с такими организациями Госкорпорации «Росатом» как ОАО «Атомэнергопроект», ОАО «НИАЭП» – ЗАО АСЭ.

Практика сотрудничества «НЕОЛАНТ» с предприятиями ТЭК также содержит ряд проектов, основанных на построении информационных моделей объектов post factum – «после сделанного», для уже спроектированного объекта. В качестве примера такой работы можно упомянуть информационную модель одного из угольных разрезов ОАО «СУЭК-Красноярск», при создании которой «НЕОЛАНТ» выступил в качестве консультанта по разработке модели для автоматизации задач маркшейдерской службы.

Информационная модель филиала «Разрез Березовскиий-1» ОАО «СУЭК-Красноярск» позволяет повысить точность проектирования технологических съездов и отвалов, что важно для управления расходом топлива тяжелой техникой. Заблаговременно выявляются возможности скопления талых вод и направления их самопроизвольного движения, что позволяет эффективно формировать места перепуска воды по уступам, глубину дренажных канав и прочие противопаводковые мероприятия.

Благодаря автоматизации расчетов на основе информационной модели разреза удалось:

  • довести «невязку» данных выработки, получаемых от маркшейдерской службы и от весового контроля, до величины менее 0,01%, что снижает прямые финансовые потери;
  • оперативно отслеживать ход работ и объемы добычи, что предотвращает возникновение разногласий и коллизий между службами разреза.

Информационная модель служит надежной базой для управления строительством капитального объекта промышленности независимо от того, как делалась – «с нуля» или post factum. При строительстве информационная модель позволяет, например, подготовить для строительно-монтажной организации графические эскизы, текстовые или анимированные рекомендации по оптимальной последовательности сборки и монтажа строительных конструкций и технологического оборудования.

По завершении возведения объекта и ввода его в эксплуатацию информационная модель в руках рачительного собственника объекта становится надежной информационной подосновой – базой данных – для управления эксплуатацией, модернизацией, консервацией и/или выводом из эксплуатации, т.е. надежным фундаментом для управления жизненным циклом объекта (PLM, Product Lifecycle Management).

А атомная энергетика дает пример ситуации, когда создание информационной модели актуально даже на самой последней стадии жизненного цикла (ЖЦ) энергоблока АЭС – на этапе вывода из эксплуатации (ВЭ).

Нормативно-технические руководящие документы Ростехнадзора и ОАО «Концерн Росэнергоатом» требуют обеспечения всестороннего информационного сопровождения процесса ВЭ. Это требование закреплено, в частности, в РД ЭО 1.1.2.25.0582-2011 База данных по выводу из эксплуатации блоков атомных станций.

В «НЕОЛАНТ» разработана концепция формирования информационной системы для поддержки вывода из эксплуатации энергоблоков атомных станций – ИС БДВЭ – на основе инженерной информационной модели. Внедренные на 6 атомных электростанциях – Билибинской АЭС, Кольской АЭС, Курской АЭС, Ленинградской АЭС, Нововоронежской АЭС, Смоленской АЭС – ИС БДВЭ позволяют решать такие задачи, как:

В процессе построения информационных моделей для создания ИС БДВЭ конкретных АЭС «НЕОЛАНТ» осуществлял реинжиниринг проектов. В ряде случаев реинжиниринг включал актуализацию данных об архитектурно-строительной и технологической частях объекта с помощью лазерного сканирования [3], так как в ходе эксплуатации объекты претерпевали изменения по сравнению с первоначальным проектом.

Созданные на станциях ИС БДВЭ поддерживают набор базовых функций:

  • прямой доступ к проектным документам из интерфейса системы;
  • быстрый поиск объектов по различным критериям;
  • доступ к паспортным характеристикам любого элемента модели по «клику» мыши;
  • получение спецификаций по выделенным в модели элементам;
  • интерактивная навигация, обеспечивающая обзор модели из любой точки пространства в любом ракурсе;
  • просмотр элементов модели целиком или по проектируемым подсистемам;
  • автоматизация рутинных измерений и прикладных расчетов инженерного и экономического характера.

Эти же системы могут быть дополнены специализированными инструментами – прикладными сервисами – для решения специальных задач при завершении эксплуатации объекта и ВЭ.

Принципы информационного моделирования для создания новых технологических объектов включают передачу ее на все этапы ЖЦ по правилам эстафеты – с сохранением всего, что накоплено. В динамике жизненного цикла, модель рождается раньше объекта и не исчезает с его утилизацией. После вывода из эксплуатации и возможной утилизации объекта модель в руках эффективного собственника может стать прототипом следующего сооружения и может вновь попасть на первый этап. Это означает, что информационная модель – это ценный нематериальный актив, имеющий реальную ценность и, стало быть, стоимость при оценке и/или перепродаже объекта.

Информационная модель как основа для «интеллектуального» интерфейса PLM-системы

Рис. 1. Изображения объектов предметной области и доступ к данным по ним в интерфейсе системы управления на основе информационной инженерной модели
Рис. 1. Изображения объектов
предметной области и доступ к
данным по ним в интерфейсе
системы управления на основе
информационной инженерной модели

Одно из достоинств методологии построения информационной модели – возможность реализации на ее основе удобного интерфейса для интерактивного просмотра информации по промышленному объекту.

Сегодня практически никто не подвергает сомнению утверждение о том, что графическое представление информации и ее визуальное восприятие – наиболее удобная форма анализа данных для принятия решений.

Как инженерный и физический объект, промышленное сооружение описывается данными информационной модели, включающей:

  • набор пространственных 3D моделей и их элементов;
  • набор ассоциативных связей между элементами объекта;
  • набор атрибутивной информации по каждому элементу объекта.

Таким образом, модель – это одновременно:

В интерфейсе для работы с информационной системой для поддержки эксплуатации и вывода из эксплуатации реализованы различные «представления»:

  • дерево объекта;
  • электронные документы;
  • 2D генпланы, технологические схемы;
  • 2D ГИС/3D ГИС;
  • 3D/4D модели;
  • сферические панорамы;
  • аналитические панели и тайм-лайнеры;
  • различные комбинации представлений 1-7.

При визуальном указании на графическое изображение объекта в любом таком представлении интерфейс идентифицирует соответствующий объект и предоставляет доступ к связанным с ним данным и документам (рис. 1).

ИТ-инструменты для создания единой 3D модели и ее визуализации

Рис. 2. Просмотр состояния работ на любую выбранную дату и обозначение объектов различными цветами в зависимости от их состояния

Рис. 2. Просмотр состояния работ на
любую выбранную дату и обозначение
объектов различными цветами в
зависимости от их состояния

Специалисты «НЕОЛАНТ» имеют большой опыт использования в проектах специализированных средств интеграции и визуализации информационных моделей ведущих вендоров. Однако информационная модель зачастую создается с помощью кросс-платформенного инструментария с использованием «лучших в своем классе» или наиболее удобных для заказчика инструментов для проектирования.

В таком случае «НЕОЛАНТ» предлагает кросс-платформенный инструментарий на базе продуктов InterBridge и InterView, разработанных экспертами компании.

InterBridge – это программная реализация технологии трансляции графических и семантических 2D/3D данных между различными САПР и PLM. Инструмент позволяет формировать итоговую единую проектную цифровую модель объекта средствами той платформы САПР/PLM, которая указана заказчиком.

Программное обеспечение InterView поддерживает интерактивную навигацию по единой модели объекта, интегрирующей информацию о нем из различных источников и платформ с использованием InterBridge.

Система визуализации на основе InterView позволяет показывать на 3D модели состояние хода работ на выбранную дату – визуализировать информацию, дополняющую информационную инженерную 3D модель до размерности 4D модели, используемой для эффективного возведения объекта.

Отображение осуществляется по принципу «светофора» – различные цвета отображения элементов 3D модели отражают опережение/отставание/выполнение по плану, завершение и приемку работ (рис. 2).

Приведем несколько примеров систем информационной поддержки процессов управления жизненным циклом промышленными объектами.

Мониторинг хода строительства: визуальный контроль хода работ в цифрах, графиках и реалистичных изображениях

Рис. 3. Синхронное отображение реального вида объекта – «как построено» с его инженерной 3D-моделью – «как спроектировано»

Рис. 3. Синхронное отображение
реального вида объекта –
«как построено» с его инженерной
3D-моделью – «как спроектировано»

«НЕОЛАНТ» является разработчиком ИТ-решений для оперативного мониторинга и управления капитальным строительством.

Они реализуются в виде интернет-портала – единого информационного пространства для совместной и индивидуальной работы участников строительства. В состав единой информационной подосновы такого портала входит информационная модель возводимого объекта.

В составе портала – модули анализа данных о текущей ситуации и визуализации информации. Последний позволяет в цифрах, графиках, диаграммах и реалистичных изображениях знакомиться с актуальной информацией: сравнить фактические показатели с плановыми, проектные 3D модели и сферические панорамы строительной площадки с календарно-сетевыми графиками и проектной документацией. Синхронное отображение инженерных 3D моделей объектов проекта – «как спроектировано» – с их реальным видом на основе сферических панорам (рис. 3) – «как построено» – позволяет сравнить ситуацию на стройплощадке с запланированной и оперативно оценить ход работ.

Визуализация диагностической информации на компрессорных станциях

Рис. 4. Визуализация данных по вибрации

Рис. 4. Визуализация данных по вибрации

Целью одного из выполненных «НЕОЛАНТ» проектов в интересах ТЭК был переход от работы с набором разрозненных документов к использованию полноценной информационной системы (ИС) управления диагностической информацией при эксплуатации компрессорных станций. Созданная в ходе этой работы информационная система – это не только единая база данных всей диагностической информации по объекту, но и инструмент визуализации данной информации на 3D модели.

3D модель компрессорной станции содержит полную информацию об устройстве объекта, в том числе и о технологических трубопроводах, контролируемыми эксплуатационными параметрами которых являются:

  • геодезические измерения положения ТТ;
  • характеристики вибрации ТТ;
  • данные по толщинометрии отводов.
Рис. 5. Отображение события в случае превышения критического значения

Рис. 5. Отображение события в случае
превышения критического значения

Навигация с помощью интерфейса информационной системы по реалистичному изображению 3D компрессорной станции позволяет выйти в требуемую точку контроля, после выбора которой, на экране рабочего места оператора отображается атрибутивная информация: дата измерения, значение измерения, максимально допустимые параметры (рис.4). В связанной с точкой контроля электронной таблице можно найти дополнительную информацию: марка измерительного прибора, Ф.И.О. специалиста, выполнившего измерения.

Поддерживаются три режима отображения:

  • значение измеряемого параметра удовлетворяет допустимым значениям;
  • значение превышает критическое и требует принятия решения о дальнейшей эксплуатации и методах решения проблемы (рис.5);
  • значение в заданной точке превышает максимально допустимое значение (дальнейшая эксплуатация запрещена).

Заключение

Принципы информационного моделирования при создании промышленных объектов обеспечивают передачу инженерных и связанных с ними иных данных на все этапы жизненного цикла промышленных объектов с сохранением всего, что накоплено. При этом консолидация данных в едином хранилище повышает эффективность и обеспечивает прозрачность и безопасность эксплуатации объектов.

Проектирование на основе ИМ позволяет не только снизить затраты времени на проведение работ и повысить их качество. Информационная модель также полезна и удобна для поиска и наглядного представления информации в системах управления жизненным циклом промышленных объектов: при сооружении, в ходе эксплуатации построенного сооружения, при проведении его реконструкций и капитальном ремонте, выводе из эксплуатации.

Информационная модель – надежная основа систем поддержки принятия управленческих решений, позволяющих проводить мониторинг PLM-процессов. Технологии визуализации информации на различных представлениях информационной модели поддерживают ее доведение в удобном виде для лиц, принимающих решения на всех уровнях руководства.

Список литературы

1. Гаврилов М.А., Бредихина М.Ю. «Информационное моделирование объектов топливно-энергетического комплекса» / Нефтяное хозяйство, 2013, №9, с. 68-71
2. «Грядет ли в ТЭК бум информационного и 3D-моделирования? Размышляют участники рынка» / Рациональное управление предприятием, 2013, №3, с. 86-88
3. Кононов В.В., Тихоновский В.Л., Доробин Д.С., Сальников Н.В., Трифонов В.Е. Концепция СОМОКС: интеграция «полевых» и «штабных» ИТ для обеспечения эффективности капитального строительства // Монография «Лучшие практики проектирования и сооружения сложных инженерных объектов в России и за рубежом» (в печати).


Поделиться новостью:

Возврат к списку

3.14zdc

НЕОЛАНТ: новости и события

Новости

В начало страницы