Реализация проектов с применением технологий 3D моделирования на базе AVEVA PDMS в ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегородниинефтепроект»

Статья состоит из следующих разделов:

• Предпосылки применения технологий 3D проектирования
• Процесс внедрения
• Процесс реализации проекта с применением технологий 3D проектирования
• Процесс контроля качества при разработке 3D модели
• Выпуск изотермических чертежей
• Взаимодействие с субподрядными организациями
• Взаимодействие с заказчиком
• Заключение

Предпосылки применения технологий 3D проектирования

До 2010 г. основная часть проектных работ велась с применением ПО Autodesk AutoCAD, то есть разработка чертежей велась в плоскости. Уже в 2010 году стало понятно, что, используя традиционные методы 2D проектирования при выполнении крупных проектов, крайне сложно обеспечить качество рабочей документации. Все больше заказчиков стали включать в требования наличие трехмерной модели проектируемого объекта, наиболее продвинутые операторы подробно описывали атрибутивную составляющую элементов и строго регламентировали структуру проекта. У заказчиков появилась возможность получить дополнительный продукт - 3D модель, которую можно использовать на последующих этапах жизненного цикла объекта в качестве цифрового актива и как основу для построения различных информационных систем.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, руководство института приняло решение, что для сохранения высокой конкурентоспособности организации на рынке проектных работ, необходимо перейти на современную систему 3D проектирования. После тщательного тендера, выбор был сделан в пользу AVEVA PDMS. Основные факторы:

• соответствие потребностям проектного института;
• удобство использования;
• методическая и техническая поддержка;
• локализация на российском рынке, широкое применение данного ПО в российских проектных организациях;
• соответствие ISO 15926;
• комплексный подход – система охватывает все проектные дисциплины;
• минимальное количество ограничений на объем проектируемых объектов;
• возможность распределённого проектирования на географически удаленных площадках.

Процесс внедрения

Рис. 1

• получена 3D модель объекта;
• коллизии выявлены на этапе проектирования, а не строительства или авторского надзора, это было достигнуто благодаря работе специалистов из разных отделов в едином информационном пространстве, тем самым были минимизированы риски пропустить проектную ошибку и потенциально привести к срыву или корректировке срока окончания строительства;
• получена рабочая документация по марке ТК; получены ключевые планы, виды, разрезы для дальнейшей проработки в AutoCAD по остальным маркам;
• значительное улучшение качества выходной документации.

• отсутствие в базовой поставке инструментов для построения отчетов, удовлетворяющих нормам оформления на территории РФ;
• недостаточная автоматизация однотипных, рутинных операций при разработке модели;
• увеличение трудозатрат за счет дополнительного времени на доработку выходной документации;
• отсутствие регламентирующих документов на построение модели и ведение каталога элементов.

Процесс реализации проекта с применением технологий 3D проектирования

Первый этап – разработка регламентирующих документов на создание 3D модели и ведение каталога элементов, а также на работы в административных приложениях. Это позволило более эффективно координировать проектные работы и значительно упростило процесс создания собственных разработок для автоматизации процесса проектирования и контроля. В результате при создании инструментов автоматизации в распоряжении имеется вся необходимая информация о структуре модели и каталога - независимо от конкретного проекта.

Второй этап – работы по разработке собственного инструментария для автоматизации процессов моделирования и проверки модели. Время на выполнение однотипных операций существенно сократилось, стандартный функционал был дополнен возможностями, которые конкретно нам были нужны и важны. Все это привело к тому, что сроки выполнения проекта в целом значительно сократились.

Третий этап – наполнение базы каталога 3D элементов в соответствии с перечнем основных поставщиков и производителей оборудования.

Каталоги являются основой всего проекта. Из элементов каталога состоит основная часть модели, поэтому крайне важно обеспечить отсутствие ошибок, как в геометрической составляющей для корректного отображения и оценки на коллизии объектов всех марок, так и в описательной части – для правильного вывода отчетов. Специалисты ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегородниинефтепроект» приняли стратегическое решение о развитии направления по созданию собственных каталогов, так как корректная и актуальная информация в базе данных каталогов является первоисточником для создания трехмерной модели и получения правильной выходной документации, например, изометрических чертежей (ИЧ), ведомости трубопроводов, спецификации оборудования и т.п.

На текущий момент каталог содержит трехмерные модели оборудования, арматуры, трубопроводов и трубопроводных элементов всех основных поставщиков и производителей, с которыми сотрудничает организация и наши заказчики.

Подготовка каталога для каждого нового проекта состоит из нескольких основополагающих работ:

• формирование перечня классов трубопроводов;
• анализ перечня поставщиков;
• получение актуальных каталогов заводов изготовителей;
• моделирование новых категорий элементов;
• создание и наполнение классов трубопроводов.

Подготовка начинается с формирования перечня классов трубопроводов по проекту. В ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегородниинефтепроект» разработана собственная система классов трубопроводов для обеспечения унификации проекта в разрезе применения трубопроводных компонентов при разработке документации. Другими словами при работе с классами проектировщики применяют одну и ту же номенклатуру материалов при проектировании, что в свою очередь позволяет сократить перечень материалов при формировании заказной спецификации по проекту.

Применение класса трубопровода облегчает проектировщику процесс работы, ему не нужно тратить дополнительное время на подбор корректных фланцевых и материальных исполнений арматуры, толщин стенок труб и трубопроводных элементов. Вся эта работа выполняется один раз при формировании и расчете класса, на начальной стадии проекта.

Приведем пример трубопроводного класса (рисунок 2).

Рис.2

В ходе работы над проектом возникает потребность добавления в каталог элементов, которые не были внесены на начальном этапе. С целью упорядочить и контролировать выполнение этого условия был разработан механизм формирования заявок на добавление элементов в каталог. Для формирования заявки проектировщик заполняет специально разработанную форму (рисунок 3), из которой информация автоматически консолидируется в сводную заявку на выполнение, после чего успешно выполняется.

Рис. 3

Процесс контроля качества при разработке 3D модели

• целостность баз данных проекта;
• корректность заполнения атрибутов;
• логическая целостность объектов модели;
• правильность именования элементов;
• коллизии объектов модели;
• пространственные несоответствия (ошибки взаимного расположения элементов не связанные с их пересечением).

Данный функционал был разработан собственными силами и является собственной разработкой организации. Помимо этого, в арсенале нашей организации находится более 70 разработок, которые были сделаны для повышения эффективности работы проектировщика или управленца (ГИП, начальник отдела, глав. спец и т.д.). Данный инструмент уже неоднократно применялся на нескольких проектах. Причиной его появления стало то, что при большой насыщенности и объеме модели, визуально трудно зафиксировать места с несоответствиями подобного характера:

• трубопроводная опора не попадает на крепление или набетонку (рисунок 4);
  

  Рис. 4

• на трубопроводное крепление или набетонку ничего не опирается (рисунок 5);
  

  Рис. 5

• опирание происходит не верно (рисунок 6).

Рис. 6

Стандартные механизмы AVEVA PDMS не всегда позволяют выявить и оценить подобные несоответствия. Реализация данного функционала возможна только при строгом соблюдении регламентов на построении модели и каталога. Например, чтобы автоматически проводить анализ опор на предмет правильности опирания (расположение технологической опоры относительно крепления), в каталоге на всех опорах, в определенном месте, были созданы специальные точки P-Point (рисунок 7) для их дальнейшей обработки.

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Выпуск изометрических чертежей

ИЧ широко распространены по всему миру. Выгоды от их применения очевидны: на компактном и понятном чертеже содержится максимальный объем информации о каждом отдельном трубопроводе. ИЧ, как правило, разрабатывается не в проектном институте, где был разработан весь проект технологического объекта, а в монтажной организации или на заводе-изготовителе трубных сборок. Последнее время с внедрением технологий 3D моделирования данная тенденция изменилась, и наличие трехмерной модели позволило проектному институту получать ИЧ в автоматическом режиме. Так как стандартизированных правил оформления ИЧ не существует, часто возникает ситуация, что заказчик формирует собственные требования по их оформлению, не всегда осознавая трудозатраты, которые требуется приложить для их выполнения.

Для соблюдения требований пришлось значительно модернизировать стандартную форму и механизм выпуска ИЧ. На форме был реализован вывод блоков с технологическими атрибутами и прочими характеристиками трубопровода. Наличие подобной информации в дальнейшем позволит использовать ИЧ при формировании паспортов трубопроводов на этапе эксплуатации. На рис. 10 приведен пример ИЧ, на котором представлен вывод элемента трубопровода с девятью точками подключения, с указанием уникальных идентификаторов присоединенных линий.

Рис. 10

Для удобства работы с комплектом ИЧ была реализована автоматическая генерация перечня линий с указанием номеров страниц (рисунок 12), порядок линий в перечне также согласовывался с заказчиком. При изменении количества линий общий перечень и нумерация листов на каждом чертеже автоматически корректируются.

Рис. 11

Взаимодействие с субподрядными организациями

Общая модель проверяется на коллизии и несоответствия, на основе проверок формируются отчеты и отправляются субподрядчикам для внесения изменений. На завершающем этапе, мы как организация-генподрядчик, формируем из 3D модели необходимую документацию.

Взаимодействие с заказчиком

Плюсы:

• модель в формате разработки можно использовать как базу для последующих проектных работ;
• получение каталожной базы по проекту;
• получение регламентирующей документации на проект для дальнейшей разработки.

• необходимость наличия сотрудников для администрирования проекта в формате разработки;
• необходимость наличия специализированного ПО;
• необходимость наличия высокопроизводительного аппаратного обеспечения.

Рис. 12

Плюсы:

• доступ к проектным данным без дополнительного ПО - средств проектирования различных поставщиков и его освоения; быстрый старт работы;
• все работы по администрированию портала удаленно ведутся проектной организацией;
• возможность использования различных форматов 3D моделей и прочей документации;
• дополнительный функционал по анализу данных проекта.

• Модель передается в не редактируемом формате.

Заключение

В заключении хотелось сказать о дополнительных преимуществах использования систем трехмерного моделирования по сравнению с работой с плоскими чертежами при проектировании промышленных объектов:

• уменьшение количества ошибок в выходных документах за счет минимизации воздействия человеческого фактора;
• уменьшение времени оформления документации при определенной степени автоматизации;
• у инженера освобождается время непосредственно для проектирования, что позволяет принимать более продуманные решения;
• повышение прозрачности процесса проектирования, ГИПу или заказчику значительно проще отслеживать ход реализации проекта в 3D виде, чем в проектной документации;
• упрощение процесса выдачи заданий между отделами при работе в едином пространстве 3D модели;
• уменьшения количества межблочных коллизий несоответствий;
• уменьшения количества межмарочных коллизий несоответствий;
• возможность задания резервных объемов для дальнейшего отслеживания;
• унификация сортамента при использовании классов трубопроводов, уменьшение номенклатуры заказной спецификации;
• получение 3D модели как нового продукта, на базе которого могут строиться системы эксплуатации промышленного объекта.

За период работы с AVEVA специалисты ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегородниинефтепроект» создали методологию работы в системе трехмерного моделирования, провели глубокую настройку решений под требования отделов, разработали дополнительные инструменты для проектировщиков и менеджеров проекта.

По опыту использования и результатам применения комплекса решений AVEVA при реализации проектов, можно уверенно сказать, что выбор базовой системы трехмерного моделирования был сделан верно. Текущей задачей является внедрение новых модулей, например AVEVA Bocad - для ускорения разработки строительной части и AVEVA Engineering - для консолидации проектных данных для эффективного управления работами.