isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

6 марта 2017

Облачное решение для расчёта на прочность элементов трубопровода

Алексей Тимошкин, Екатерина Якимова

Тимошкин Якимова Трубопровод

Авторы – сотрудники «НТП Трубопровод»: А.Тимошкин – заместитель директора по ИТ, Е.Якимова – старший инженер-программист.
В НТП Трубопровод постоянно идет активная работа в сфере разработки программного обеспечения для инженеров: улучшаются имеющиеся программные комплексы, развиваются новые проекты. Для поиска новых идей компания внимательно наблюдает за тенденциями современного рынка и анализирует обратную связь от клиентов. Одна из глобальных тенденций последних лет – проникновение во все сферы нашей жизни сети и всеобщей мобильности.

Деятельность людей стремительно переносится в интернет. Многим уже трудно представить утро без новостей, погоды и информации о пробках в смартфоне или на планшете. Забытый дома мобильник заставляет нас чувствовать себя некомфортно.

Всеобщую мобильность обеспечивают компании-разработчики устройств, средств связи и сетевых сервисов.

Интернет-сервисы сейчас создаются не только для информации и развлечений, но и для работы. Есть множество впечатляющих примеров онлайн систем для компаний – системы общения, облачный офис, CRM системы, системы планирования и управления проектами, интеллектуальные списки рассылок, виртуальные помощники и даже системы трехмерного моделирования. Высокая доступность позволяет использовать онлайн сервисы и в процессе обучения.

Некоторые сервисы, например Google Docs и Microsoft Office 365, успешно конкурируют с настольными системами.

Монетизация онлайн сервисов происходит различными путями: это может быть доход от рекламы либо доход от платной части сервиса на основе периодической подписки или фактического использования услуг. Во всех случаях совокупная стоимость владения инструментом для конечного пользователя значительно снижается. Это происходит за счет более гибкой схемы лицензирования, чем постоянная лицензия, и за счет отсутствия или значительного снижения затрат на сопровождение.

В итоге потребитель активно пользуется продуктами для повышения мобильности. Современный работник всё менее привязан к офису, он остается на связи дома, на встрече, в командировке. Компании все активнее используют территориально распределенные ресурсы, растет и армия фрилансеров, в числе которых уже не только дизайнеры и программисты, но и инженеры самых различных специальностей.

Следуя тенденциям, мы тоже решили попробовать себя в роли провайдера «облачных» услуг, предоставив мобильный доступ к одной из наших программ. В качестве первого «подопытного» был выбран СТАРТ-Экспресс (он же входит в программу СТАРТ как модуль СТАРТ-Элементы). Причины такого выбора следующие:

  • относительно простой интерфейс пользователя;
  • возможная конкуренция с настольной версией не имеет для нас большого коммерческого значения;
  • пользователю нужен, в первую очередь, именно такой инструмент в качестве мобильного приложения.
Описываемый проект мы назвали Start Express Online. Он не является коммерческим, нашей целью было попробовать свои силы, изучить технологии и проверить готовность пользователей к новым способам работы в области расчетов. Однако это вполне серьезный и работоспособный сервис, позволяющий выполнять расчеты трубопроводов на прочность.

Кому полезен Start Express Online

Зачем инженеру нужна такая программа в мобильной версии? СТАРТ-Экспресс (и Start Express Online) – инструмент, позволяющий специалисту быстро оценить элементы трубопровода на прочность и устойчивость, в том числе непосредственно находясь на объектах проектирования. До сих пор некоторые проектировщики пользуются номограммами Николаева (привет из 1960-х!). Но расчеты трубных компенсаторов по Николаеву дают излишне консервативные оценки, приводящие к завышенным габаритам. А некоторые виды расчетов, например трубы бесканальной прокладки в грунте, по Николаеву вообще считать нельзя, его справочник рассчитан только на надземные трубопроводы.

Start Express Online позволяет получить результаты быстрее и качественнее, в том числе для подземной бесканальной прокладки. А возможность просчитать различные конфигурации компенсаторов, прямо на объекте, в условиях ограниченного пространства, не вводя данные для каждого вида компенсатора повторно – неоценима!

И для этого не требуется носить с собой «боевой» тяжелый ноутбук и помнить про аппаратные ключи защиты. Достаточно иметь смартфон или планшет. А после возвращения в офис или домой все исходные данные и результаты расчетов остаются с вами, даже если использовалось «случайное» устройство.

Это может быть удобно и на стационарном рабочем месте, если такие расчеты выполняются от случая к случаю. Не требуется установка программы, никаких забот об обновлении. Просто заходим на сайт и считаем.

Мы помним, как все начиналось

Первоначально перед нами стояла задача разработать версию СТАРТ-Экспресс для мобильных устройств. Так как хотелось охватить как можно более широкую аудиторию и снизить затраты на разработку, возникла идея разрабатывать веб-сервис, производящий расчеты на сервере, доступ к которому можно получить с любого устройства, подключенного к интернету.

Это позволило сразу решить несколько проблем:

  • расчетную часть не пришлось переписывать заново. На сервере расчетов работает ядро программы СТАРТ;
  • не потребовалось создавать клиентскую часть для каждого устройства. Была разработана единая клиентская часть, которая автоматически адаптируется к размеру экрана и способу ввода;
  • легко реализуется мониторинг использования программы для оценки аудитории.
Пользователи при этом получили преимущества облачных сервисов:
  • хранение данных на сервере, доступ к которым осуществляется из любой географической точки с любого устройства;
  • скорость расчета не зависит от устройства;
  • всегда используется последняя версия клиента и расчетного ядра.
А вместе с ними – и недостатки (куда же без них):
  • требуется подключение к интернету;
  • удобство и отзывчивость интерфейса web-клиента ниже, чем специализированного приложения, особенно на мобильных устройствах.
Последний недостаток может быть преодолен: скорость мобильных устройств и возможности web интерфейсов постоянно растут. В процессе эксплуатации выявились и недостатки некоторых архитектурных решений, сделанных при написании клиента, которые снижают удобство и скорость работы, их можно устранить в новой версии клиента, не затрагивая проект целиком.

Кстати, хорошая новость: пользователь не ограничен только тем интерфейсом, который предоставили мы, возможны альтернативы. Подробности будут дальше.

Облачный СТАРТ

Концептуальная схема Start Express Online

И вот что у нас получилось

Start Express Online пока реализует не все возможности настольного СТАРТ-Экспресс. Сейчас с помощью Start Express можно определить:
  • компенсирующую способность Г-, Z- и П-образных компенсаторов при прокладке трубопроводов над землей, в подземных каналах и в грунте (бесканальная прокладка), вертикального или горизонтального расположения;
  • толщину стенки или предельное давление для труб согласно выбранному нормативному документу;
  • минимальное расстояние между промежуточными опорами трубопровода из условий прочности и жесткости на прямых участках.
Расчет трубных компенсаторов при прокладке трубопроводов над землей и в подземных каналах осуществляется для участков, расположенных между двумя неподвижными (мертвыми) опорами. При известном расстоянии между неподвижными опорами определяется требуемый вылет или короткое плечо, исходя из допускаемых компенсационных напряжений.

По заданному вылету для П-образного компенсатора или Z-образного поворота и длине короткого плеча Г-образного поворота можно определить допустимое расстояние между неподвижными опорами.

Для этих же трубопроводных участков можно выполнить проверочный расчет – при заданных габаритах определить напряжения, перемещения и нагрузки на неподвижные опоры.

Облачный СТАРТ

Так выглядит программа в настольном браузере

Нормативные документы, в соответствии с которыми производится расчет:
  • РД 10-249-98 - Трубопроводы пара и горячей воды;
  • ГОСТ 55596-2013 - Тепловые сети;
  • CJJ/T 81-2013 - Тепловые сети (стандарт КНР);
  • СНИП 2-05.06-85 - Магистральные трубопроводы;
  • СП 36.13330.2012 - Магистральные трубопроводы;
  • ГОСТ 32388-2013 - Технологические трубопроводы.
Облачный СТАРТ Облачный СТАРТ

Расчетная схема (слева) и Результаты расчета

Добавление типов рассчитываемых элементов и видов расчета требует настройки базы данных на сервере и последующего тестирования, эта работа производится постепенно. Для удобства пользователя предусмотрены дополнительные функции:
  • вход с регистрацией или через социальные сети;
  • настройка размерностей;
  • копирование проекта и элементов;
  • копирование/вставка значений полей из элемента в элемент;
  • обратная связь с разработчиками.
Облачный СТАРТ Облачный СТАРТ

Вход в систему (слева) и Настройка размерностей

Приложение доступно по адресу https://se.truboprovod.ru/about.

Есть специальная сборка для устройств под управлением Android, она доступна бесплатно из магазина Google Apps https://play.google.com/store/apps/details?id=com.truboprovod.se или с нашего сайта.

Используемые технологии

Для доступа к серверу используется Restful API (легковесный протокол на основе HTTP). Это позволяет независимо создавать различные клиентские приложения. Собственное клиентское приложение может написать любой. Или, например, можно создать plugin к используемой вами системе трехмерного проектирования, который будет производить расчеты прямо из системы, не прибегая к нашему клиенту. API документирован и несложен, мы с удовольствием предоставим всем желающим доступ к документации и консультации!

На нас работают:

  • На сервере – php, реляционная СУБД, сервер очередей, ядро СТАРТ последней версии. Для вызова ядра СТАРТ разработано специальное приложение (расчетный модуль), преобразующее исходные данные для расчета во внутренний формат СТАРТ.
  • На клиенте – html5, css3, javascript; для сборки приложений под Android – Apache Cordova.
Формат обмена данных и интерфейс пользователя разработаны таким образом, что для добавления нового вида расчета не требуется изменять протокол или клиентское приложение. Как только новый вид расчета становится доступным на сервере, он появляется у пользователя без необходимости обновления. Виды расчетов, перечень исходных данных и их свойств заносятся в базу данных на сервере и сразу после этого становятся доступны для использования.

Это наша первая разработка с использованием web технологий. В процессе работы мы решали проблемы с распределением нагрузки и масштабируемостью, обеспечивали устойчивость компонентов системы и гарантированное время отклика, добивались бесперебойной и комфортной работы на широком диапазоне устройств и браузеров. Возможно, сейчас мы некоторые вещи сделали бы иначе, но определенно есть положительный результат. Это был новый и полезный опыт, который пригодится нам в будущих разработках.

Результаты

Уже в течение года сервис успешно функционирует. Часто спрашивают: «Мы знаем цены на настольный СТАРТ. Сколько же стоит воспользоваться онлайн расчетами по СТАРТ?». Нисколько. Сервис абсолютно свободный и бесплатный. Без рекламы. Он не является конкурентом настольному СТАРТ, т.к. рассчитывает только элементы (да и пока не все, которые умеет СТАРТ-Элементы).

В процессе этой работы мы не только удовлетворили любопытство, но и выявили ряд ошибок расчетной части, в результате исправления которых улучшилось качество модуля СТАРТ-Элементы и настольной программы СТАРТ-Экспресс. ☺

Наши пользователи

Всего зарегистрировалось около тысячи пользователей, четверть из них – через аккаунт в социальных сетях. Активных пользователей примерно половина из зарегистрировавшихся. Пользователей, использующих версию для Android, оказалось немного – порядка 50. Больше всего нас, конечно, радует наиболее активная часть пользователей – те, кто постоянно используют Start Express Online.

Наш вывод: определенно, есть интерес к мобильным сервисам для инженерных расчетов, есть необходимая аудитория. Так что начало положено, а у нас еще много замыслов.

Продолжение следует…


Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.