САПР на самом масштабном отраслевом событии в мире

В июне этого года ООО «НТП Трубопровод» впервые в качестве полноправного участника (вместе со своим Европейским дистрибьютором — фирмой EnginSoft S.p.A.) был представлен на Всемирной выставке химической индустрии ACHEMA 2018. Работая на выставке и общаясь с многочисленными другими участниками и посетителями, авторы имели возможность собственными глазами наблюдать современные тенденции развития САПР химических производств и хотели бы поделиться своими впечатлениями с читателями портала isicad.

• ACHEMA – самое масштабное отраслевое событие в мире
• Системы моделирования технологических процессов – не Aspen’ом единым!
• ПО для расчета и моделирования оборудования – считаем все!
• Интегрированные Plant 3D CAD системы – пусть расцветают 100 цветов!
• Бум BIMа в Plant Design
• И немного о себе любимых…

ACHEMA – самое масштабное отраслевое событие в мире

ACHEMA проводится один раз в три года и является самым масштабным отраслевым событием в мире. Выставка и конгресс сегодня охватывают такие научно-технические направления, как:

• химические процессы и производства,
• биотехнологии (включая биохимию и фармацевтическую промышленность),
• опросы промышленной безопасности и защиты окружающей среды.

Размеры выставки действительно поражают воображение. Она почти полностью занимает все пространство выставочного комплекса Франкфурта на Майне. Это 9 огромных корпусов каждый размером с Крокус-Сити. В этом году выставка охватила 16 огромных выставочных залов (не считая открытых площадок и лекционных аудиторий) общей площадью 132 тыс. кв. м. Только для того, чтобы пройти из одного конца выставки в другой, несмотря на всевозможные приспособления (траволаторы и эскалаторы), требовалось почти полчаса. На выставочных стендах было представлено 3737 компаний из 55 стран. Наиболее активные участники выставки – компании Германии (1644 участника), Китая (342) и Италии (307). Весьма активно участвовали в ACHEMA 2018 и компании других стран Западной и Восточной Европы (включая Россию), Индии, Японии, Кореи и других стран Юго-Восточной Азии. А вот многие влиятельные компании США, Канады и стран Южной Америки, к сожалению, традиционно выставку проигнорировали.

В этом году выставку посетило почти 145 тысяч человек. На момент написания статьи детальная статистика по посетителям еще не была доступна, но, по нашим собственным наблюдениям, доминировали посетители из стран Западной Европы (прежде всего, вполне естественно, из Германии, Австрии, Швейцарии и Италии – ближайших к месту проведения стран), а также из Индии и Китая.

Традиционно выставка проводится во Франкфурте-на-Майне – в одном из самых заметных динамично развивающихся немецких городов. Франкфурт по праву считается бизнес-столицей и самым технологичным городом Германии. К сожалению, этапу «бизнес-столицы» предшествовало практически полное разрушение города союзной авиацией в период 2-й Мировой войны, но можно уверенно говорить о том, что с восстановлением города немецкие специалисты справились блестяще, причем в прямом и переносном смысле – весь центр города похож на блестящий стеклянный офис.

Системы моделирования технологических процессов – не Aspen’ом единым!

Перейдем теперь к тем решениям в области САПР, которые были представлены на выставке. По традиции почти все они были сконцентрированы в «САПРовской» зоне зала проектных и научно исследовательских компаний, так что посетитель выставки имел возможность достаточно быстро ознакомиться практически со всеми ведущими разработчиками ПО в области проектирования химических предприятий и их последними новинками.

Из «грандов» САПР в этой области бросалось в глаза игнорирование выставки компаниями Aspen Technology и Hexagon PPM (бывший Intergraph), что, конечно же, достойно сожаления.

В остальном на выставке были представлены большинство важнейших мировых разработчиков основных категорий ПО, относящихся к проектированию химических предприятий:

• систем моделирования технологических процессов,
• систем моделирования, расчета и подбора технологического оборудования и арматуры,
• систем трехмерного проектирования технологических установок,

В отсутствие бесспорного лидера сегмента систем моделирования технологических процессов – фирмы Aspen Technology – основными представителями данного класса ПО на выставке были системы компаний ProSim, Chemstations и PSE.

Французская компания ProSim – давние партнеры и друзья ООО «НТП Трубопровод» – представила на выставке (вместе со своим немецким партнером – фирмой INOSIM) всю линейку своих программных решений. Это прежде всего система моделирования непрерывных технологических процессов ProSimPlus и ее специализированный вариант ProSimPlus HNO3 (для процессов производства азотной кислоты, азотных удобрений и т.п.), а также системы моделирования периодических процессов фирмы INOSIM. Наряду с этим ProSim предлагает ПО для расчета и моделирования отдельных видов оборудования – паяных пластинчатых теплообменников (программы ProSec), а также колонн и реакторов периодического действия (BatchColumn, BatchReactor). Все эти программы опираются на мощную библиотеку расчета теплофизических свойств и фазовых равновесий (ТФС и ФР) ProSim Simulis Thermodynamics, которую ООО «НТП Трубопровод» также активно использует, распространяет и поддерживает в России.

В последнее время ProSim большое внимание уделяет проблеме энергосбережения и повышения эффективности процессов теплообмена. Для этого были разработаны специальные программные продукты – ProSimPlus Energy (для моделирования и оптимизации технологических процессов в целом) и Simulis Pinch (для оптимизации теплообмена методом пинч-анализа).

В отличие от ProSim и Chemstations, компания Process System Enterprise (PSE) до сих пор практически неизвестна в России – и, возможно, незаслуженно. Она представляет семейство программных продуктов gPROMS. Особенностью ПО фирмы PSE является его высокая модульность – среды моделирования, различные методы расчета, математические модели оборудования, методы оптимизации – все выделено в отдельные библиотеки объектов и программы, которые могут работать как друг с другом, так и в других управляющих средах моделирования (например в MATLAB, MS Excel, ANSYS FLUENT или других системах моделирования технологических процессов через стандарт CAPE OPEN). Так, компания предлагает различные среды и библиотеки моделирования и оптимизации установившихся и динамических технологических процессов: «традиционных» химических процессов с жидкими и газовыми средами (gPROMS ProcessBuilder), химических процессов с твердыми фазами (gPROMS FormulatedProducts), топливных ячеек (gFUEL CELL), вспомогательных трубопроводов технологических установок (gPROMS Utilities), нефтегазовых месторождений (gML Oilfield), водоочистки (gML Water), и многого другого.

Еще две американские компании представили на выставке решения для расчета ТФС и ФР.

Фирма Molecular Knowledge Systems (о которой стоит рассказать подробнее) сосредоточила свои усилия на предсказании ТФС отдельных индивидуальных веществ по структуре ее молекул. Подобные возможности присутствуют сейчас в большинстве систем моделирования технологических процессов и термодинамических библиотек (есть они, в частности, и в ProSim Simulis Thermodynamics). Более того, современные методы квантовой химии вывели возможности такого предсказания на новый уровень (см., например, программные продукты компании COSMOLigic). Тем не менее, сочетание простоты и основательности, реализованное специалистами Molecular Knowledge Systems в своем ПО Cranium, впечатляет! Пользователь просто рисует структуру молекулы интересующего его вещества – и программа сама автоматически изучает все имеющиеся в ее базе экспериментальные данные, выбирает наиболее подходящие корреляции и автоматически оценивает более 40 различных термодинамических свойств. Более того, пользователи могут добавить собственные данные и методы расчета в программу. Эффективность реализованного подхода позволила компании сделать следующий большой шаг и разработать программу Synapse, которая позволяет решать обратную задачу – предсказывать вещества различных классов по заданным пользователем требуемым свойствам, анализируя и подбирая подходящую молекулярную структуру среди тысяч возможных! Это мощнейший инструмент для синтеза новых химических веществ в самых разнообразных отраслях промышленности (и уже успешно используемый!).

Как давним партнерам фирмы ProSim нам очень приятно было узнать, что, оказывается, уже не только практически закончена работа над интеграцией ПО Molecular Knowledge System c программными продуктами ProSim, но и обсуждается возможное совместное продвижение их на рынке.

ПО для расчета и моделирования оборудования – считаем все!

Перейдем теперь к представленному на выставке ПО расчета и моделирования различного оборудования.

Прежде всего это, конечно, ПО компании HTRI – признанного мирового лидера в области расчета теплообменных аппаратов. Разумеется, был в полной мере представлен HTRI Xchanger Suite – один из самых мощных комплексов ПО в области расчета теплообмена, охватывающий самые разнообразные типы аппаратов (тепловые и гидравлические расчеты кожухо-трубчатых, спиральных и пластинчатых теплообменников, АВО, теплообменников труба-в-трубе и др., а также расчет вибрации труб теплообменников). Кстати, скоро ожидается серьезное обновление комплекса – начинается бета-тестирование новой 8-й версии. Помимо Xchanger Suite на выставке были представлены дополнительные программные продукты компании, значительно расширяющие возможности ее ПО как в области типов рассчитываемого оборудования, так и в части перехода от поверочных расчетов к решению задач оптимального конструирования и управления. В их числе: недавно выпущенная программа Xfh Ultra для расчета печей произвольной конфигурации (которая должна войти в разрабатываемый комплекс программ нового поколения Xchanger Suite Ultra); новые версии программ Exchanger Optimizer (оптимальное конструирование теплообменных аппаратов) и SmartPM (для моделирования сетей теплообменников и формирования графика очистки теплообменного оборудования в процессе его эксплуатации).

Еще одно решение в области теплообмена, представленное на выставке, – программа пинч-анализа PinCH, разработанная командой Университета прикладных наук и искусств города Люцерн (Швейцария). Это один из весьма популярных в мире программных инструментов такого анализа, притом активно развивающийся – на выставке демонстрировалась недавно вышедшая 3-я версия программы.

Весьма интересна также программа TrayHeart от компании WelChem, позволяющая выполнять детальный гидравлический (а также базовый прочностной) расчет тарелок колонных аппаратов. Программу можно использовать в том числе как дополнение к системам моделирования технологических процессов.

Программы подбора насосного оборудования были представлены семейством программ Intelliquip – одним из наиболее популярных в мире решений в этой области (наряду с программными решениями Spaix и PUMP-FLO). Интересно, что все ПО Intelliquip предлагается только в «облачном» варианте.

Что касается специализированного ПО для прочностного расчета трубопроводов и оборудования, то его на выставке (по не вполне понятным нам причинам) было сравнительно немного. Кроме программ НТП Трубопровод, присутствовали программа AutoPIPE расчета трубопроводов и AutoPIPE Vessel для расчета аппаратов от Bentley Systems, а также система NEXTGEN для расчета на прочность аппаратов итальянской фирмы Sant’Ambrogio.

Интегрированные Plant 3D CAD системы – пусть расцветают 100 цветов!

На выставке были представлены почти все наиболее популярные в мире системы трехмерного интегрированного проектирования технологических установок (за исключением SmartPlant и PDS от Hexagon PPM).

Это, в первую очередь, конечно же, фирма AVEVA (теперь часть бизнеса Schneider Electric в сфере САПР), которая не нуждается в представлении российским специалистам. Теперь решения САПР от Schneider Electric охватывают практически все стадии жизненного цикла технологических установок – от моделирования технологических процессов (системы PRO/II и DYNSIM) и разработки технологических схем (AVEVA Diagrams) до трехмерного проектирования (AVEVA PDMS, Everything3D и BOCAD), обработки и интеграции результатов наземного лазерного сканирования (AVEVA LFM), моделирования и управления процессом строительства (AVEVA Construction Management) и, наконец, создания информационных порталов действующих предприятий и управления всеми корпоративными ресурсами (AVEVA NET и AVEVA ERP). На огромном стенде AVEVA были представлены все эти программные решения.

Буквально только что состоялось еще одно приобретение – к своей 4D системе визуализации и планирования строительства ContructSim Bentley Systems «прикупила» популярную систему Synchro (разработка которой, между прочим, в значительной мере заслуга команды российских программистов!).

Располагая столь широким спектром зачастую довольно разнородных программ, компания Bentley Systems, естественно, уделяет большое внимание интеграции ПО, поддерживая практически все общепринятые форматы обмена инженерными данными и разрабатывая собственные весьма интересные передовые подходы. Это в первую очередь технология i-model для обмена инженерными информационными моделями, доступная не только для продуктов Bentley System, но и для популярного ПО других вендоров (Hexagon PPM, AVEVA, Autodesk и др.) благодаря разработанным plug-in’ам и доступному SDK. Новым, недавно объявленным шагом в ее развитии стала версия iModel 2.0 c с облачной платформой iModelHub для хранения моделей. Еще одна интересная разработка – система Integrated Structural Modeling (ISM) – позволяет обмениваться инженерными моделями и совместно работать программам проектирования и расчета строительных конструкций (и опять-таки не только программам фирмы Bentley Systems, но и таким популярным, как семейства Revit, Tekla и др.). В последней 6-й версии версии ISM добавлена поддержка работы с инженерными моделями трубопроводов, что открывает весьма соблазнительные возможности совместного проектирования и расчета трубопроводов и строительных конструкций.

Autodesk в этом году имел большой стенд совместно с партнерами. Среди партнеров приятно было обнаружить старого знакомого – руководителя известной компания 3DS, разработчика программы Orthogen для автоматической генерации монтажных чертежей из трехмерных моделей технологических установок. До сих пор Orthogen работал с 3D системами компаний Hexagon PPM и AVEVA . Теперь же 3DS презентовала версию OrthoGen для Autodesk Plant3D.

Первое решение – Smap 3D компании CAD Partner GmbH – уже, что называется, «хорошо известно в узких кругах». Оно удачно дополнялось на стенде приложением SolidSteel компании Klitsch GmbH для проектирования металлоконструкций.

Достаточно любопытным показалось решение CADfix PPS от компании ITI – International TechneGroup. Оно представляет собой систему, которая упрощает геометрию больших MCAD-моделей, делает их легковесными. На тестовых примерах на стенде демонстрировались результаты сжатия до 70%. Кстати, об этом решении уже рассказывалось на isicad.

Хочется отметить, что по сравнению с ACHEMA-2015, количество стендов, где предлагалось окунуться в виртуальный мир, выросло на порядок. Все CAD-компании уже обзавелись решениями по VR и AR.

Бум BIMа в Plant Design

И конечно, все большее внимание уделяется системам управления инженерной информацией по технологическим производствам и их интеграции с различными системами САПР (своего рода аналогу новомодного BIM, но в области Plant Design – некоторые специалисты используют аббревиатуру PIM – Plant Information Modelling). В этом отношении показателен успех компании Aucotec, собиравшей на своем стенде буквально толпы посетителей! Предлагаемая компанией платформа Engineering Base позволяет интегрировать инженерные данные на всех стадиях жизненного цикла предприятия – включая импорт результатов из систем моделирования технологических процессов Aspen Technology и аналогичных, собственные инструменты создания интеллектуальных принципиальных и монтажно-технологических схем, интерфейсы с системами проектирования КИПиА и электрики, с системами трехмерного проектирования (AutoCAD Plant3D, Revit, Inventor), c Navisworks, c TeamCenter от Siemens PLM Software – и вплоть до средств планирования ремонта и обслуживания предприятий.

CAXperts – вендоры софта, основным презентуемым на Achema-2018 решением был Universal Plant Viewer. Решение представляет собой информационную систему, взаимоувязывающую традиционный для проектирования набор данных: монтажно-технологические схемы, 3D-модели, а также документацию – чертежи, изометрические схемы трубопроводов, ссылочные документы. Система произвела хорошее впечатление, показавшись весьма шустрой в плане обработки графики, а также дружественной пользователю в плане визуальных интерфейсов.

И немного о себе любимых…

На ACHEMA 2018 НТП Трубопровод представлял весь спектр своих программ расчета трубопроводов и оборудования (СТАРТ, Гидросистема, Изоляция, Предклапан, ПАССАТ, Штуцер-МКЭ), давно уже ставших стандартом де-факто в России. На мировом рынке они продвигаются под брендом PASS и с использованием нового веб-сайта PASSUITE. В настоящее время мы активно ищем партнеров во всем мире (так что милости просим всех заинтересованных!). Уже активно работают дистрибьюторы в Китае, Индии и Европе. В частности, наш европейский партнер – компания EnginSoft – показывала на нашем совместном стенде систему расчета строительных конструкций Straus7, систему компьютерной гидродинамики Particleworks, а также систему многокритериальной оптимизации modeFRONTIER – программное обеспечение, которое удачно дополняло возможности нашего ПО.

Спасибо за все, ACHEMA, – и до новых встреч!