АО «Зарубежэнергопроект» — ведущая проектная организация, специализирующаяся на выполнении проектных работ в области строительства, реконструкции и модернизации следующих энергетических объектов: паросиловых, парогазовых и газотурбинных промышленных электростанций; геотермальных электростанций; пусковых и отопительных котельных. Проектируемые объекты с блоками, мощностью от 6 МВт до 800 МВт, располагаются как в России, так и за рубежом.
С 1997 года в компании активно применяются технологии информационного моделирования, которые используются не только для проектирования электростанций, но и для удовлетворения обязательного требования со стороны заказчика к проектировщику промышленных объектов. С каждым годом эти требования растут, в том числе к детализации самой модели, которую сегодня необходимо выполнить буквально «до болта». В этой статье приведен опыт применения InterBridge — инструмента для формирования единой информационной 3D-модели (ИМ) и последующей работы с ней, с учетом привлечения разных исполнителей в проект, передачи строительному генподрядчику и эксплуатационной службе объекта.
Как исторически сложилось?
Специфика работы современной проектной организации условно включает в себя два тесно взаимосвязанных блока:
1) непосредственное проектирование с применением технологий информационного моделирования,
2) управление рабочим процессом, включая верификацию технических решений и представление результатов проектирования.
Во втором блоке состав заинтересованных участников расширяется и включает в себя сотрудников как заказчика, так и строительных или инжиниринговых компаний.
При переходе на трехмерное моделирование Зарубежэнергопроект стал использовать комплекс 3D САПР в зависимости от раздела проекта, что свойственно крупномасштабным технологическим объектам. Так, основными инструментами проектирования технологической части были выбраны Intergraph Smart Plant 3D и Tekla Structures. Таким образом компания «закрыла» первый блок задач.
Далее необходимо объединить все части проекта в комплексную информационную модель. Здесь логичным продолжением стало применение SmartPlant Review как среды визуализации для интерактивного просмотра объемных 3D-моделей с целью проведения технического анализа объекта проектирования или строительства.
На первом этапе трансформации, когда компания только начала реализовывать принципы цифрового моделирования, что было революционно для отрасли на тот момент, сложно было обозначить конкретные ожидания и требования в части работы с ИМ и общего процесса взаимодействия специалистов из разных служб и организаций. Именно на практике стало понятно, что важны, с одной стороны, высокая скорость конвертации высоконагруженной модели, а с другой стороны — простота и удобство работы.
Так, при использовании SmartPlant Review были выявлены ограничения по производительности. Это привело к тому, что сотрудники переставали применять ПО в процессе проектирования, что в свою очередь негативно сказывалось как на качестве проекта, так и на скорости принятия проектных решений.
Как InterBridge сделал тяжеловесные модели невесомыми?
Таким образом в 2015 году возникла необходимость в поиске подходящего инструмента, способного эффективно работать с насыщенными информационными 3D-моделями. К тому моменту в компании сформулировали ряд дополнительных требований к выбору такого продукта:
- поддержка преобразования данных популярных САПР/BIM-платформ (в том числе от вендоров Aveva, Bentley Systems, Intergraph, Tekla) для формирования сводной ИМ, чтобы не приходилось приобретать «родные» просмотрщики и, как следствие, обучать сотрудников;
- учет текущего парка персональных компьютеров, чтобы не возникло вынужденной необходимости в его модернизации, что повлекло бы за собой существенные затраты;
- российская разработка для исключения риска утери данных, необходимых для управления строящимися или действующими объектами, по причине возникновения потенциальных геополитических ограничений;
- достижение оптимального соотношения цена-качество, включая политику лицензирования.
Компания «НЕОЛАНТ» смогла предложить решение, отвечающее всем условиям, — InterBridge. Это инструмент формирования, просмотра и работы с комплексной ИМ с объединением отдельных моделей по частям проекта, особенностями которого являются:
- передача графической и атрибутивной информации в едином компактном формате *.p3db, что позволяет визуализировать большие сборки моделей даже на низкопроизводительных ПК;
- широкие функциональные возможности навигации, манипуляций с 3D-моделью, управления данными с привязкой документации, различные визуальные эффекты;
- простая инсталляция и отсутствие необходимости кастомизации и администрирования.
На старте проекта Зарубежэнергопроект закупил 20 лицензий InterBridge, который сразу начали применять на реальном объекте — ЯМАЛ СПГ. Это интегрированный проект электростанции собственных нужд для комплекса по добыче, сжижению и поставкам природного газа, который предусматривает строительство завода по производству сжиженного природного газа (СПГ) мощностью около 16,5 млн тонн в год на ресурсной базе Южно-Тамбейского месторождения.
Так как в поставку InterBridge входит подробное интерактивное руководство пользователя, то сотрудники самостоятельно осваивали функционал без специального внедрения и обучения. Персонал сразу включился в рабочий процесс и оценил простоту использования инструмента и высокую производительность. В соответствии с проведенными замерами на примере модели объемом около 1,3 млн элементов были достигнуты такие показатели:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Время, необходимое для старта программы, сек | 2 |
| Время загрузки 3D-модели, сек | 13 |
| Время импорта 3D-модели из файла VUE, сек | 167 |
| Размер дистрибутивов программ, Мб | 3 |
| Размер файлов 3D-модели в собственных форматах данных, Мб | 735 |
| Задействованный объем оперативной памяти, Мб | 4313 |
В результате было принято решение об увеличении количества лицензий до 50, которое на текущий момент покрывает всю необходимую потребность.
Чем больше задач, тем больше пользы от InterBridge
Сегодня АО «Зарубежэнергопроект» применяет InterBridge для работы с ИМ во всех своих проектах (например, на Пермской ТЭЦ-9, Норильской ТЭЦ-2, Прегольской ТЭС, Маяковской ТЭС, Талаховской ТЭЦ) и накопил значительный пользовательский опыт. Подробнее рассмотрим, какие ключевые рутинные задачи решаются с помощью заложенного функционала и дополнительного инструментария.
Рис. 1. Маяковская ТЭС. Общий вид и машзал в среде InteBridge
1. Создание, просмотр и демонстрация сводной модели
Визуализация комплексной цифровой модели нового или реконструируемого объекта — неотъемлемое условие представления результатов проектирования руководству и заказчику, так как позволяет оценивать взаимное расположение оборудования, трубопроводов и строительных конструкций.
Рис. 2. Прегольская ТЭС. Пример компоновки технологических трубопроводов в среде InterBridge
За счет того, что InterBridge использует собственный, быстро загружаемый формат хранения данных проекта *.p3dw, общая геометрия объекта собирается на лету без «зависаний» при манипуляциях с моделью. С InterBridge появилась возможность работать с единой моделью всей площадки строительства.
Формат *.p3dw поддерживает сохранение настроек проекта и списка видов с подробным описанием. При обновлении файлов-моделей в директории проекта обновление файла-проекта происходит автоматически, что позволяет работать с наиболее актуальной версией ИМ.
2. Создание электронного архива документации
Специалисты «НЕОЛАНТ» совместно с Зарубежэнергопроект разработали алгоритм массовой привязки документации к элементам моделей или чертежей, реализованный через плагин InterBridge Batch Service. При этом правила, необходимые для выполнения привязки, можно задать двумя способами:
- вручную внутри плагина — довольно трудоемкий процесс, который в зависимости от объема документации может занимать от нескольких минут до нескольких дней;
- автоматически с помощью xml-скрипта, что оправдано при работе с большим количеством файлов.
В результате формируется информационная модель объекта с полноценным электронным архивом документации внутри и возможностью поиска и перехода от элемента модели непосредственно к документу. Раньше это было возможно только в системе управления инженерными данными НЕОСИНТЕЗ разработки «НЕОЛАНТ» из семейства ПО для реализации концепции цифровых двойников. При этом НЕОСИНТЕЗ обладает более гибкими настройками по привязке документации к информационной модели, а также возможностью формирования аналитических отчетов по загруженным данным.
Рис. 3. Информационная модель Прегольской ТЭС в среде InterBridge. Общий вид и насосная станция
3. Анализ компоновочных решений
В Зарубежэнергопроект 3D-модель обновляется ежедневно и для любого руководителя InterBridge является единственным инструментом, в котором можно проверить работу всех задействованных исполнителей. Важно контролировать непосредственно процесс создания модели и вносить необходимые изменения «по ходу дела», а не дожидаться ее окончательной разработки, выпуска чертежей и потом давать к ним соответствующие замечания, которые неизбежно приведут к корректировке модели.
4. Сравнение модели «как спроектировано» с «как построено»
Завершающим этапом подготовки ИМ перед передачей на стройплощадку является автоматическое обнаружение и исключение пространственных коллизий на комплексной ИМ, полученной за счет объединения частей проекта, выполненных в разных САПР/BIM-форматах.
Дальше информационная модель продолжает жить и в ходе процесса сооружения неизбежно меняется по разным причинам, включая вступление в силу новых или измененных требований действующих норм и правил в области технического регулирования.
Соответственно, чтобы привести ИМ в актуальное состояние, уже по факту выполненных строительно-монтажных работ используют методологию лазерного сканирования. То есть на модель «как спроектировано» накладываются облака точек, после чего визуально проводится проверка на соответствие. Найденные расхождения фиксируются в виде точек обзора в InterBridge (можно сохранить в виде скриншота) и передаются проектировщику для обработки.
Файлы облаков точек лазерного сканирования имеют большой размер, из-за чего работа с ними непосредственно в САПР затруднительна. InterBridge позволяет стабильно работать (так же, как со сводными моделями) с одним или несколькими массивными облаками точек в форматах *.zppts и *.poct, что при использовании в связке с САПР на раздельных экранах существенно оптимизирует работу.
Рис. 4. Пермская ЕЭЦ-9. Пример использования результатов лазерного сканирования в среде InterBridge
Как InterBridge повлиял на процессы проектирования и последующего управления объектом?
Спустя более 5 лет применения InterBridge в Зарубежэнергопроект сотрудники подтверждают, что инструмент используется на каждой стадии жизненного цикла создания и сопровождения объектов. В работы с моделями стало вовлечено большее число сотрудников как внутри проектного института, так и со стороны заказчика, строительного генподрядчика.
Сократились сроки поиска технической документации на строительной площадке — до 5 минут на 1 документ, что повысило оперативность принятия инженерных и управленческих решений. На этапе сооружения/реконструкции ускоряется поиск информации по всем частям проекта, так как каждому объекту в модели соответствует номер WBS.
Эксплуатация использует инструмент для обучения персонала, а также для поиска информации и документации, всегда имея под рукой, по сути, цифровой прототип объекта.