Интеграция инструментов от разных производителей как ключевой фактор создания эффективной PLM-системы предприятия

Еще сравнительно недавно использование IT в промышленном и гражданском строительстве ограничивалось применением САПР на этапе проектирования объектов. Сегодня все большую популярность завоевывают PLM-системы (Product Lifecycle Management), позволяющие осуществлять передачу инженерных данных на всех стадиях жизни сооружения: эксплуатации, реконструкции, консервации и/или ликвидации.

PLM-системы создаются на основе информационной модели промышленного объекта, содержащей информацию о его конструкции, технологическом оборудовании, иных инженерных системах и т. д. Информационная модель позволяет избежать ошибок при проектировании, выявить возможные или пространственно-временные коллизии, возникающие при строительно-монтажных работах, решить множество прикладных эксплуатационных задач.

Сегодня наиболее эффективным методом создания PLM-системы предприятия является интеграция инструментов от разных производителей. Поэтому на рынке промышленного и гражданского строительства наблюдается возрастающая роль межсистемных интеграторов, разрабатывающих интеграционное ПО для объединения данных из разных систем.

1. От САПР к управлению жизненным циклом

Однако компьютерные технологии не только позволяют создавать качественную проектную документацию.

ИТ превращаются в наиболее эффективную технологию создания т.н. PLM-систем — систем информационной поддержки управления объектом на протяжении его жизненного цикла. PLM — это аббревиатура от общеупотребительного англоязычного выражения «Product Lifecycle Management», где «Product» в зависимости от сферы применения PLM-методологии — это изделие машиностроения, объект ПГС или даже услуга.

PLM-системы:

• надёжно хранят и умножают знания и информацию,
• позволяют передавать их заинтересованным сторонам на всех последующих этапах жизненного цикла (ЖЦ) спроектированного объекта,
• включают сервисы (службы, приложения), которые собственно и являются инструментами эффективного управления объектом на протяжении ЖЦ.

Применение информационного моделирования для реализации методологии PLM существенно повышает эффективность использования ИТ в ПГС, при создании промышленной инфраструктуры в энергетике, в нефтяного и газовой индустрии и ряде других отраслей экономики. Сегодня вендоры и интеграторы PLM-систем рассматривают свои продукты и предложения как «входной контур» ERP систем производственных компаний, что находит отражение в инфографике презентаций.

2. Капитализация информационного моделирования

В [2] приведён пример, когда при проектировании технологической установки, имеющей в своём составе порядка 2,5 тысяч кабелей, было принято решение не создавать 3D модель: у смежника не хватало компетенции для работы с ней. Была нарушена технологическая цепочка передачи данных, и в результате — перенос сроков выпуска установки на квартал, переделка более 800 кабелей, финансовые потери — десятки миллионов рублей. А при создании аналогичного изделия использование «сквозной» САПР по проектированию кабельной сети 3D модель была сформирована за 3 недели. По результатам макетирования было исправлено всего 3 кабеля.

Весьма важными сервисами современных PLM-систем, использующих методологию построения информационной модели, являются:

• 3D моделирование внешнего вида объекта — как самого по себе, так и в составе окружающих объектов промышленной инфраструктуры;
• динамическое моделирование процесса сооружения спроектированного объекта.

3D моделирование позволяет проверить наличие пространственных нестыковок (коллизий) в проекте, когда устанавливаемое технологическое оборудование или кабельные трассы просто физически не могут сосуществовать в проекте из-за «пересечений» в пока еще виртуальном пространстве. Возможность выявления подобных коллизий — гарантия создания качественного проекта, что по достоинству будет оценено заказчиком.

Динамическая модель СМР на основе уже отлаженной бесколлизионной ИМ позволит выявить возможные проблемные места рабочих процессов сборки, или пространственно-временные коллизии, например, при перемещении подъёмно-транспортными средствами монтируемого оборудования, взаимные помехи выполнению работ разными монтажными бригадами, неудобства доступа персонала к монтируемому оборудованию и так далее.

Своевременное, ещё до начала строительства, выявление монтажных коллизий на модели СМР позволит внести коррективы в планы производства работ (ППР), оптимизировать расположение материалов и оборудования на стройплощадке, подготовку оборудования на заводе-изготовителе.

В качестве примера выгод от применения имитационного моделирования СМР приведём конкретный опыт компании Westinghouse, полученный при сооружении АЭС [3]. В ходе одного из проектов при анализе работ, связанных с бетонированием, моделирование их последовательности показало, что в какой-то момент времени верхняя часть сооружения «парила» в воздухе из-за отсутствия одного кольца бетона. Ошибка была идентифицирована и исправлена. Это лишь один из примеров возврата инвестиций в информационное моделирование и технологии верификации проекта на базе ИМ. В этом же проекте предварительное моделирование позволило предложить такие решения, как монтаж крупногабаритного оборудования до возведения перекрытий; сборка некоторых подсистем реактора на заводе-изготовителе, их установка с помощью крана большой грузоподъёмности. В результате время работ от заливки первого бетона и до загрузки топлива было сокращено с 49 до 47 месяцев.

Анализ всей совокупности выгод от использования моделирования в проекте показал, что ошибки и недочёты, заложенные в первоначальном проекте, обошлись бы в 70 тысяч долларов в день. Моделирование позволило сэкономить около 3 миллионов долларов, многократно окупив затраты компании на внедрение и использование новых информационных технологий в этом проекте.

3. Multi-D, или как «Росэнергоатом» выбирал поставщиков САПР и PLM

В экономике существует понятие сформировавшегося рынка (mature market). Одной из его характеристик является наличие нескольких (3-5) вендоров, владеющих более чем половиной рынка. В этом «определении» есть существенная доля лукавства, связанная с закрытостью информации ряда компаний, неоднозначностью единиц измерения рынка (денежные показатели, внедрения/лицензии в штуках), сегментированностью самого рынка.

В первом приближении рынок PLM можно считать сформировавшимся, его лидеры вышли из рынка САПР, сегодня они предлагают и САПР, и PLM-системы. Это не означает, однако, абсолютного превосходства программных PLM-инструментов этих компаний для любого сегмента рынка. В качестве примера можно привести ситуацию с созданием технологии Multi-D — PLM-системы для управления жизненным циклом АЭС.

Когда ОАО «НИАЭП», ОАО «АЭП» и ПКФ ОАО «Концерн Росэнергоатом» — лидеры Госкорпорации «Росатом» — задались целью объективного выбора инструментов САПР и PLM для своих задач, то «в финал» вышли Dassault Systèmes и Intergraph, а в анализируемом пуле поставщиков были ещё AVEVA, Bentley Systems, Siemens.

Проектные организации «Росатома» выбирали IT-инструменты класса high end, поддерживающие возможности управление ЖЦ АЭС на стадиях проектирования, поставки, сооружения, наладки и эксплуатации энергоблоков. Методика сравнительного анализа включала оценку предложений каждого из вендоров по согласованному перечню критериев и сверку их суммарных показателей, что описано в статье «Технология Multi-D в проекте „ВВЭР-ТОИ“», из которой взята эта иллюстрация:

4. Роль системной интеграции и ее реализация в ЗАО «НЕОЛАНТ»

Современный подход к проектированию СИО предполагает создание одновременно с проектом системы информационной поддержки управления ЖЦ объекта. В её основе — система управления инженерными данными, ядром которой является информационная модель (ИМ) объекта. Одно из определений ИМ дано в статье «Шесть типов 3D и цифровых информационных моделей от НЕОЛАНТ»: «Информационная модель является цифровым прототипом объекта, в котором однозначно определен каждый его элемент и обеспечена их логическая взаимосвязь. Именно структура и назначенные взаимосвязи — основные признаки информационной модели».

Классификация 3D и цифровых моделей от НЕОЛАНТ

Объективная ценность и удобство развивающихся инструментов информационного моделирования, необходимость использования накопленного IT-опыта проектной организации и уже созданной инфраструктуры, субъективные взгляды на простоту или «дешевизну» тех или иных решений разработчиков PLM — всё это приводит, как правило, к построению платформ на основе приложений от разных вендоров. Это делает необходимым участие системных интеграторов в создании единой платформы для информационного моделирования и PLM.

Используя в качестве примера опыт построения Multi-D, следует упомянуть, что в ходе её развёртывания и внедрения компании «НЕОЛАНТ», партнёру НИАЭП в этом проекте, пришлось создать ряд дополнительным «внесистемных» решений. Термин «внесистемный» означает отсутствие этих интеграционных и сервисных модулей в системах PLM от Dassault и Intergraph.

Другой пример — платформа, создаваемая для проектировании объектов атомной энергетики на базе типового проекта «Росатома» ВВЭР-ТОИ. Она включает ряд ИТ-продуктов — от Oracle, IBM и других вендоров.

В числе созданных «НЕОЛАНТ» специализированных продуктов для поддержки информационного моделирования в проекте ВВЭР-ТОИ:

• адаптер для передачи данных из отраслевого каталога оборудования на базе ENOVIA (Dassault Systemes) систему управления проектными каталогами оборудования и материалов Intergraph SmartPlant Reference Data (SPRD);
• модуль интеграции хранилища ИМ и портала совместной работы Intergraph SmartPlant Foundation с системами:
  • управления требованиями IBM Rational DOORS;
  • управления проектами Microsoft Project.

Программные решения семейства НЕОЛАНТ InterBridge — InterView, InterBridge, InterStorage — использованы в проекте ВВЭР-ТОИ для:

• объединения в единую ИМ всех частей проекта, созданных в разнородных САПР;
• визуализации данных ИМ;
• создания СУИД для построения сервисов, необходимых для решения задач эксплуатации.

Заключение

Литература