¬аше окно в мир —јѕ–
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

23 августа 2023

“ехнологии создани€ информационных моделей объектов с непрерывным производством

ћарина  ириллова, јлексей –ындин, јлександр “учков, »горь ‘ертман, јлексей ’абаров

 ириллова –ындин јлександр “учков ‘ертман ’абаров

јвторы Ч сотрудники компании Ѕюро ESG:
ћарина  ириллова, начальник отдела внедрени€ —јѕ– в ѕ√—; јлексей –ындин, заместитель директора; јлександр “учков, технический директор; »горь ‘ертман, коммерческий директор; јлексей ’абаров, заместитель директора по корпоративным проектам.
ќглавление

¬ступление
 ратко об инструментах информационного моделировани€
ќсновна€ задача информационного моделировани€
ќ разнородности »ƒ дл€ моделировани€
ќ различных представлени€х »ƒ в »ћ
ќ тегировании информации »ћ
»спользование в »ћ »ƒ, содержащихс€ в справочниках, классификаторах ѕредпри€тий, в структурированных и неструктурированных файлах различных форматов
–абота с интеллектуальными схемами
 омплексное технологическое моделирование
»нформационное моделирование местности
»мпортозамещающа€ схема комплексного технологического моделировани€
“ехнологии верификации »ƒ и загрузки их в целевую среду (—”»ƒ)
«аключение
—писок литературы

¬ступление

ћы неоднократно писали о средствах моделировани€ производственных объектов с непрерывным технологическим циклом. Ќами была довольно подробно описана разработка компании ЂѕлантЋинкерї (входит вместе с компанией Ѕюро ESG в группу компаний Ђ—јѕ–-ѕетербургї) Ч —јѕ– технологических установок PlantLinker.  роме того, мы писали о средствах работы с трехмерной и двумерной графикой разработки этой же компании Ч PlantViewer 2D и PlantViewer 3D. ћы говорили также и о средствах консолидации инженерных данных (далее »ƒ) дл€ управлени€ ими в единой среде Ч системе управлени€ инженерными данными (далее —”»ƒ) Ђѕлант-Ќавигаторї (разработка компании Ѕюро ESG) (isicad.ru: см. ссылки в конце статьи).

ѕодчеркнем, что технологи€ —”»ƒ наиболее востребована на стадии эксплуатации объекта с непрерывным производством. »менно на этой стадии возможны наиболее существенные экономические потери, например в результате остановки оборудовани€. ќсновна€ задача технологии —”»ƒ Ч максимальное сокращение времени плановых и внеплановых простоев.

 ратко об инструментах информационного моделировани€

ћы неоднократно развернуто описывали в своих публикаци€х инструментарий, примен€емый Ѕюро ESG дл€ информационного моделировани€. Ќапомним лишь основные отечественные средства информационного моделировани€ объектов с непрерывным технологическим циклом, их назначение и основные функции.

—редства первой группы Ч средства моделировани€ Ч специализированные —јѕ– технологических объектов, которые, в свою очередь, дел€тс€ на:

  • средства работы с облаками точек Ч результатами лазерного сканировани€;
  • средства 3D-моделировани€;
  • средства моделировани€ схем:
    • технологических схем P&ID,
    • электрических схем;
    •  »ѕиј-схем;
  • средства создани€ изометрических чертежей.
—редства второй группы Ч набор функционала, предназначенного дл€ консолидации »ƒ в единой информационной среде Ч —”»ƒ.

“радиционно инструментами информационного моделировани€ еще недавно €вл€лись программные пакеты зарубежной разработки. ¬ процессе импортозамещени€ ситуаци€ изменилась. ѕри описании вопросов комплексного технологического моделировани€ мы более подробно остановимс€ на использовании следующих импортозамещающих средств:

  • —јѕ– PlantLinker предназначена дл€ проектировани€ сложных технологических установок, вплоть до выпуска проектной и рабочей документации.  роме того, —јѕ– PlantLinker позвол€ет восстанавливать модели существующих технологических установок на основе сканированных облаков точек.
  • “ехнологи€ создани€ —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї на платформе IPS Search обеспечивает переход на импортозамещающее программное обеспечение, миграцию данных из существующих —”»ƒ и разработку новых —”»ƒ технологических установок.
  • ¬ьювер PlantViewer 3D обеспечивает визуализацию и навигацию по огромным модел€м технологических установок в формате IFC, сравнение версий моделей, сравнение с облаками точек и тесно интегрирован с IPS Search.
  • ¬ьювер PlantViewer 2D обеспечивает визуализацию интеллектуальных схем (технологических, электрических, схем  »ѕ и изометрических чертежей), навигацию по ним и также тесно интегрирован с IPS Search.

¬ наших предыдущих публикаци€х, описыва€ перечисленные средства, мы делали акцент на их функционале. √овор€ же о результатах работы Ч »ћ и о технологи€х ее создани€, мы утверждали, что это отдельна€ и больша€ тема. јспектам создани€ »ћ, в том числе с использованием перечисленных инструментов, и посв€щен данный материал. Ѕолее подробно вопросы технологии моделировани€ с использованием этих средств рассмотрены ниже.

ќсновна€ задача информационного моделировани€

ѕостараемс€ сформулировать основную задачу информационного моделировани€, во вс€ком случае, в рассматриваемой нами области.

ќсновна€ задача информационного моделировани€ Ч создание из существующих источников »ƒ контента —”»ƒ Ц »ћ с применением оптимальных технологий, в представлени€х и форматах, наиболее удобных дл€ пользователей с учетом целесообразности применени€ тех или иных технологий информационного моделировани€ в конкретном случае.

—овершенно не значит, что »ћ должна быть построена только с применением одной технологии и быть представлена, например, в виде трехмерной модели. Ѕолее того, наоборот, наш опыт показывает, что 3D-центричные модели дл€ объектов с непрерывным технологическим циклом в подавл€емом большинстве случаев не применимы. Ёто св€зано с тем, что объем »ƒ велик и далеко не всеми ими целесообразно Ђобв€зыватьї 3D-модель, став€ ее Ђв центрї всей »ћ.  ак правило, необходима Ђвнешн€€ї дл€ 3D-модели среда, котора€ объедин€ет »ƒ из различных источников в разных, далеко не только 3D-представлени€х. »ными словами, повтор€€ тезис предыдущих публикаций, отметим, что »ћ дл€ объекта с непрерывным технологическим циклом с учетом реальностей датацентрична.

ќ разнородности »ƒ дл€ моделировани€

¬ наших публикаци€х мы довольно подробно освещали вопрос разнородности »ƒ дл€ моделировани€. —ейчас лишь кратко напомним, какие основные »ƒ и из каких источников используютс€ при создании »ћ:

  • геометри€ и координаты, содержащиес€ в 3D-модел€х объектов, систем, оборудовани€, коммуникаций;
  • »ƒ из технологических, электрических,  »ѕиј схем Ч результатов работы в соответствующих —јѕ–;
  • »ƒ, содержащиес€ в проектной, рабочей и исполнительной документации на объект;
  • »ƒ, содержащиес€ в паспортах оборудовани€, регламентах обслуживани€ и эксплуатации;
  • »ƒ, содержащиес€ в электронном генплане в части, касающейс€ эксплуатации объекта, прежде всего, св€занные с подземными коммуникаци€ми;
  • »ƒ, содержащиес€ в прочей документации по объекту;
  • геометрические размеры, прив€зки к координатам, получаемые в процессе обработки облаков точек Ц результатов лазерного сканировани€;
  • »ƒ, получаемые из прочих источников и вли€ющие на решение основной задачи —”»ƒ Ч исключение риска несени€ убытков в результате внепланового просто€ (выхода из стро€) той или иной составл€ющей объекта с непрерывным производственным циклом.

ќ различных представлени€х »ƒ в »ћ

ќпыт показывает, что важным и востребованным (но далеко не единственным) представлением »ƒ Ч срезом информации дл€ объектов с непрерывной технологией, в том числе и в датацентричной —”»ƒ Ч €вл€етс€ их представление в виде 3D-моделей. ƒовольно часто, когда кто-то говорит об информационной модели, у большого количества слушателей возникает ассоциаци€ именно с 3D-представлением. ѕовторим, что в датацентричной модели такое представление далеко не единственное и не всегда ключевое. ¬ статье мы постараемс€ описать основные технологии информационного моделировани€, которые примен€ютс€ нами на практике. Ёти технологии включают далеко не только создание 3D-моделей. ¬ датацентричной »ћ используетс€ представление информации в виде интеллектуальных технологических (P&ID), электрических,  »ѕиј схем, изометрических чертежей, документов, информационна€ часть которых может содержатьс€ как в структурированных, так и в неструктурированных форматах. »ƒ могут содержать справочники, например оборудовани€, логические структуры-графы (иерархии и паутины, каждый узел которых содержит »ƒ).

ќтметим, что дл€ создани€ »ћ недостаточно подготовить »ƒ и загрузить их в —”»ƒ дл€ создани€ того или иного представлени€. ѕеред тем как говорить о технологии создани€ различных представлений »ƒ в »ћ, стоит более подробно остановитьс€ на технологии разметки »ћ Ч тегировании, позвол€ющей св€зать »ƒ датацентричной модели, представленные с использованием различных технологий.

ќ тегировании информации »ћ

ћы уже сказали о том, что »ƒ в »ћ представлены разными способами и в различных срезах. ¬се срезы и представлени€ »ƒ в единой »ћ должны иметь св€зи. Ёто необходимо дл€ работы различных категорий пользователей, выполн€ющих различные задачи. Ќапример, при обслуживании или замене единицы оборудовани€ в процессе эксплуатации дл€ одной категории пользователей »ћ важно расположение оборудовани€ на технологической P&ID схеме, дл€ другой Ч его геометрические размеры и положение в пространстве, дл€ третьей Ч схемы электропитани€, дл€ четвертой Ч подключение  »ѕиј, дл€ п€той Ч подключение межцеховых коммуникаций, отображенных на генпланеЕ ƒл€ создани€ единого информационного пространства одна и та же информационна€ единица »ћ (например оборудование), отображенна€ в различных представлени€х, должна содержать уникальный идентификатор.

—”»ƒ же должна позвол€ть переходить между различными срезами »ƒ. ƒл€ этого информаци€ различных срезов »ћ должна быть размечена, тегирована. Ёто решаетс€ путем использовани€ уникального идентификатора, который как раз и позвол€ет, во-первых, представить, например, единицу оборудовани€ в различных информационных срезах, а во-вторых, осуществл€ть переход между такими срезами, получа€ весь набор »ƒ. —уть такого перехода в том, что, при входе в »ћ через одно представление »ƒ, например 3D-модель, при необходимости перехода к другому представлению делаетс€ запрос по уникальному идентификатору. –езультат Ч та же единица оборудовани€, но уже в другом представлении: например, карточка того же оборудовани€ в структуре технологической установки или ”√ќ оборудовани€ на технологической P&ID схеме.

¬о всех отрасл€х функционировани€ предпри€тий с непрерывным технологическим циклом при создании —”»ƒ используетс€ тегирование. Ќапример, дл€ нефтеперерабатывающих предпри€тий уникальный идентификатор, выполн€ющий описанную задачу, так и называетс€ Ч тег. ¬ области же атомной энергетики в роли такого идентификатора выступает код KKS (Kraftwerk Kennzeichen System Ц нем.) Ч код —истемы маркировки дл€ электростанций.

–ис. 1 иллюстрирует web-интерфейс —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї со справочником оборудовани€ объекта энергетики.  ажда€ запись имеет набор атрибутов, один из которых Ч код   S.

Ѕюро ESG

–ис. 1. —правочник оборудовани€ (элементы трубопроводов) объекта энергетики

ѕроцесс тегировани€ при создании »ћ весьма и весьма зависит от состава и форматов исходных данных. ¬ идеальном случае, когда исходные »ƒ содержатс€ в электронном виде и унаследованы на стадии эксплуатации от предыдущих стадий жизненного цикла объекта, задача тегировани€ несколько упрощаетс€. –ешение может быть максимально автоматизировано. ¬ этом случае уникальные коды, примен€емые при проектировании, строительстве и обслуживании, содержат результаты работы в —јѕ–, а также ERP и прочие информационные системы, электронные ведомости, спецификации, схемы, Ѕƒ и файлы структурированных форматов.

Ќеобходимо лишь подготовить данные того или иного среза информации дл€ вывода их в »ћ, верифицировать их, загрузить в единую среду и установить св€зи в »ћ. ¬ последнее врем€ у ведущих в области информационного моделировани€ отечественных компаний вопросы тегировани€ »ƒ дл€ построени€ »ћ, даже дл€ стадии эксплуатации, проработаны еще на этапе проектировани€. “акие компании разрабатывают регламенты-требовани€ к результатам проектировани€, которые об€зан выполн€ть проектант. Ёти требовани€ включают в себ€ не просто описание вида и формата результатов проектировани€, но и наличие тегировани€ информации. ¬ыполнение регламента провер€етс€ в процессе приемки результатов проектировани€ от проектанта.

Ќами описан идеальный случай. ¬озможны и прочие решени€ дл€ проведени€ тегировани€. “ак, например, если исходными данными дл€ 3D-среза »ƒ в »ћ €вл€ютс€ облака точек, то при комплексном технологическом моделировании, описанном ниже, часть работ по разметке 3D-модели наименее автоматизирована. ≈сть и друга€ крайность. Ќапример, при использовании средств и технологии PlantLinker, если на ее входе 3D модели, компоненты которых содержат уникальные коды-тэги, возможно следующее:

  • данные 3D-моделей из разнородных —јѕ– компонентами PlantLinker преобразуютс€ в структурированный формат XML и формат IFC;
  • после верификации выходных дл€ PlantLinker форматов производитс€ их загрузка в —”»ƒ с автоматизированным построением св€зей в рамках »ћ по уникальному идентификатору.

»ными словами, устанавливаютс€ св€зи между компонентами в 3D-представлении »ћ и теми же компонентами в других представлени€х.

ƒл€ тегировани€ используетс€ р€д технологий, реализующих поиск тегов в контенте файлов Ч информационных частей электронных документов форматов DWG, DOC, PDF. “еги обнаруживаютс€ в тексте документа, загружаемого в среду —”»ƒ, с последующим построением св€зей по найденным тегам, например единиц оборудовани€ с документами и чертежами. ќтметим, что подобные технологии наиболее удобно применимы дл€ форматов файлов, чей контент структурирован. ƒл€ неструктурированных форматов также существуют инструменты и подходы, но они требуют более сложных механизмов реализации. ¬ качестве примера одного из таких механизмов приведем функционал распознавани€ растров дл€ поиска тегов.

ѕримером наиболее эффективно реализованной технологии тегировани€ можно привести технологию SDX компании Intergraph (Hexagon). ќна представл€ет унифицированное средство поиска тегов и расстановки св€зей. „то же касаетс€ отечественного продукта такого уровн€ Ч универсальное программное средство отсутствует. Ѕюро ESG обладает навыками решени€ задачи автоматизации тегировани€ дл€ конкретных случаев с использованием программировани€, API средств разработки документов и API —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї.

»спользование в »ћ »ƒ, содержащихс€ в справочниках, классификаторах ѕредпри€тий, в структурированных и неструктурированных файлах различных форматов

јкцентируем внимание на следующих классах »ƒ:

  1. »ƒ справочников и классификаторов, например оборудовани€, типов и разделов, составл€ющих технологических объектов, проектных документов (ѕƒ), рабочей (–ƒ), исполнительной (»ƒ) и эксплуатационной (Ёƒ) документации;
  2. »ƒ, содержащиес€ в структурированных файлах (например в табличных форматах Ч ведомост€х и спецификаци€х);
  3. »ƒ, содержащиес€ в неструктурированных файлах (например полученных при сканировании бумажной документации).


–ассмотрим все три группы »ƒ. ѕерва€ из них Ч »ƒ справочников Ч важна дл€ включени€ »ћ в единую информационную среду ѕредпри€ти€/ орпорации. ќпыт нашей компании показывает:

  • —оздание справочников и классификаторов не только возможно, но и необходимо. „аще всего в —”»ƒ справочники импортируютс€ из внешних Ѕƒ или промежуточных табличных форматов. ƒл€ этого используютс€ механизмы —”»ƒ. Ќапример, встроенные в —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї разработки Ѕюро ESG и/или доработанные с использованием API программы-загрузчики. ¬ любом случае алгоритм работы механизма загрузки одинаков: из —”»ƒ осуществл€етс€ подключение к источнику (Ѕƒ, табличному формату, корпоративному справочникуЕ) и в соответствующем разделе Ѕƒ —”»ƒ в пакетном режиме создаетс€ набор карточек, например единиц оборудовани€ с набором параметров-»ƒ. ѕример справочника в пользовательском интерфейсе —”»ƒ ѕлант-Ќавигатор приведен на рис. 1;
  •  ак правило, разовой загрузки корпоративных справочников и классификаторов недостаточно. ¬ едином информационном пространстве требуетс€ дальнейша€ синхронизаци€ загруженных »ƒ с мастер-системой Ч источником »ƒ. ƒл€ этого в —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї, например, используетс€ интерфейс, синхронизирующий в необходимом объеме по необходимым алгоритмам корпоративные справочники ≈—” Ќ—» со справочниками —”»ƒ.


ќстановимс€ на второй группе »ƒ, получаемых в процессе информационного моделировани€ из файлов структурированных форматов Ч ведомостей, спецификаций, экспликаций. ѕримером использовани€ таких »ƒ €вл€етс€ построение сложных иерархических и паутинообразных структур »ƒ дл€ объектов с непрерывным технологическим циклом в датацентричных »ћ. Ќапример, в —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї дл€ построени€ узлов таких структур часто достаточно функционала встроенных средств загрузки и существующих программных интерфейсов.

“акие модули позвол€ют Ђизвлекатьї необходимые »ƒ из структурированных форматов, например из ведомостей, спецификаций, экспликаций в форматах XML, XLS и других с последующей их загрузкой »ƒ в »ћ. »ногда стандартных средств загрузки узлов иерархий и Ђпаутинї недостаточно, необходимо, например, построение сложных св€зей между этими узлами. ¬ таких случа€х требуетс€ дополнительна€ алгоритмизаци€. ¬ —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї задача решена Ч разработаны специальные плагины, позвол€ющие осуществл€ть построение сложных структур технологических объектов в автоматизированном режиме. ѕри такой работе осуществл€етс€ построение иерархий объекта с точки зрени€ строительства и эксплуатации (они разные!) и построение Ђпаутинныхї св€зей между узлами этих иерархий.

 роме того, часть атрибутики и часть узлов беретс€ из справочников, например оборудовани€. ј само наличие справочников позвол€ет исключить ошибки при вводе, например, атрибутов или единиц оборудовани€ и проводить верификацию при загрузке »ƒ в —”»ƒ. –ис. 2 иллюстрирует импортированную пакетно в —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї структуру установки в разрезе узлов и систем.  аждый узел структуры содержит »ƒ Ч параметры, а также св€зи со справочниками, документами, интеллектуальными схемами, трехмерными модел€ми Ч контентом »ћ.

Ѕюро ESG

–ис. 2. —труктуры установки в разрезах узлов и систем

“еперь поговорим о третьей группе »ƒ, используемых при построении »ћ Ч об »ƒ, содержащихс€ в неструктурированных форматах. „асть »ƒ содержитс€, например, в образах документов, полученных в процессе сканировани€. Ќаш опыт показывает, что в подавл€ющем большинстве случаев процесс Ђизвлечени€ї »ƒ из сканированного образа нецелесообразен и экономически не оправдан. ¬ св€зи с этим содержательна€ часть электронного документа в —”»ƒ, полученного в процессе сканировани€, может рассматриватьс€ как единый и неделимый Ђконтейнерї, содержащий набор »ƒ. ѕри необходимости доступа к контенту такого Ђконтейнераї достаточно открыть сканированный образ в средстве просмотра. Ђ»звлечениеї отдельных »ƒ целесообразно автоматизировать в далеко не всех случа€х. ≈сли така€ необходимость все же возникает, то это ведет к усложнению механизмов формировани€ »ћ.

ƒл€ подготовки к загрузке и загрузки »ƒ описываемой группы используетс€ р€д механизмов. Ќапример, довольно часто мы сталкиваемс€ с тем, что на подавл€ющем большинстве предпри€тий при сканировании бумажных документо, в файловой системе серверов, как правило, формировались массивы, повтор€ющие по структуре и наименовани€м структуру документации. “ак, например, довольно часто мы видим, что дл€ рабочей документации в файловых хранилищах имена каталогов файловой системы содержат названи€ проектов и марок, а имена файлов Ч основное обозначение документов. »спользу€ такие структуры и наименовани€ каталогов и файлов, при импорте документов в —”»ƒ из файловой системы можно создавать иерархические структуры, карточки проектов, комплектов и документов.

ѕри этом, использу€ наименовани€ каталогов и файлов, а также сравнительно несложные алгоритмы их разбора, можно заполн€ть атрибуты, а сами файлы записывать в Ѕƒ —”»ƒ Ђпод карточкуї.   сожалению, в большинстве случаев обойтись стандартным средством невозможно, и часто приходитс€ писать дополнительное приложение-загрузчик, учитывающее необходимую алгоритмизацию разбора структур и имен их узлов, а также проведение проверок и формирование отчетов при работе загрузчика.

ƒругим путем наполнени€ »ћ инженерными данными, содержащимис€ в документах, €вл€етс€ использование загрузочных листов, описей, трансмиттелов, передаваемых, например, проектантом предпри€тию-заказчику. ¬ этом случае в —”»ƒ автоматизированно, в пакетном режиме, создаютс€ структуры данных, электронные карточки, заполн€етс€ атрибутивна€ часть электронных документов (котора€ содержитс€ в контенте описей, загрузочных листов), и в Ѕƒ записываютс€ файлы. ƒл€ реализации такого способа наполнени€ »ћ в р€де случаев хватает стандартных средств —”»ƒ. ¬ других случа€х требуетс€ сравнительно несложна€ алгоритмизаци€ и написание программного кода дл€ программы-загрузчика. –ис. 3 иллюстрирует пользовательский интерфейс —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї при просмотре загруженного пакетно в Ѕƒ массива документов.

Ѕюро ESG

–ис. 3. ћассив загруженных с —”»ƒ документов

–абота с интеллектуальными схемами

ќстановимс€ на вопросе использовани€ так называемых Ђ»нтеллектуальных схемї в —”»ƒ. ѕрежде всего по€сним, что такое интеллектуальные схемы и чем они отличаютс€ от прочих. »звестно, что дл€ объектов с непрерывным технологическим циклом существует отдельный тип документов. Ёто Ч схемы, где в виде условных графических обозначений (”√ќ) объект или его часть представлена с точки зрени€ технологии работы оборудовани€, элементов электрики или контрольно-измерительных приборов. “акими схемами могут быть технологические P&ID, электрические,  »ѕиј схемы.  аждое ”√ќ на схеме св€зано с конкретной единицей технологического, электрического или  »ѕиј оборудовани€. ќсновное свойство таких схем, делающее их Ђ»нтеллектуальнымиї, заключаетс€ не в том, что в Ѕƒ —”»ƒ может быть записан файл схемы, имеющий карточку с параметрами. √лавна€ особенность интеллектуальной схемы в том, что каждое ”√ќ в контенте имеет св€зь с Ѕƒ —”»ƒ.

“акой св€зью может быть св€зь ”√ќ, например, с единицей оборудовани€ из справочника Ч скажем, с насосом, клапаном, электрическим автоматом, щитом, или контрольно-измерительным прибором. „асто необходима св€зь составных структур контента интеллектуальной схемы с набором электронных карточек, содержащих параметры-»ƒ всех вход€щих в структуру элементов, например св€зь трубопровода или его участка на схеме с набором карточек всех вход€щих клапанов, вентилей и прочих составл€ющих. ≈диница оборудовани€, в свою очередь, имеет набор »ƒ-параметров, св€зи с документами, прочими »ƒ и св€зи с трехмерным представлением этого оборудовани€ в 3D-модели. »ными словами, если мы говорим об интеллектуальной схеме, речь не идет вовсе о Ђнеделимом контейнереї, содержащем »ƒ, подобно, например, документу, полученному при сканировании бумаги.  онтент интеллектуальной схемы разбит на области, например ”√ќ, каждое из которых имеет св€зь с Ѕƒ —”»ƒ.

¬ качестве примера приведем работу с интеллектуальными схемами, полученными из исходных данных проектировани€ в соответствующих пакетах компании Hexagon (Intergraph). ѕо€сним актуальность вопроса. — одной стороны, несмотр€ на процесс импортозамещени€, огромное количество современных эксплуатируемых объектов с непрерывным технологическим циклом проектировались именно с использованием —јѕ– Hexagon (Intergraph). — другой стороны, в наших публикаци€х мы неоднократно подчеркивали, что акцент использовани€ технологии —”»ƒ делаетс€ на стадию эксплуатации, где возможны наибольшие экономические потери, св€занные с просто€ми производства. ¬ св€зи со всем этим, как правило, дл€ построени€ —”»ƒ эксплуатируемых предпри€тий неизбежно представление исходных данных в форматах —јѕ– Hexagon (Intergraph).

 омпани€ Ѕюро ESG обладает набором технологий, позвол€ющим:

  • получить Ђразмеченныеї интеллектуальные схемы из исходных данных —јѕ–, например Hexagon (Intergraph);
  • произвести автоматизированную запись файлов интеллектуальных схем (формат SVG) в Ѕƒ —”»ƒ, например, Ђѕлант-Ќавигаторї с формированием карточки и заполнением атрибутивных параметров. ѕри этом используютс€ описанные выше механизмы записи документов;
  • автоматизированно создать в Ѕƒ —”»ƒ св€зь с элементами контента схем и структурами (например св€зь ”√ќ оборудовани€ с его карточкой из справочника). “ака€ св€зь формируетс€, как правило, по уникальному атрибуту, содержащемус€ в интеллектуальной схеме и в справочнике. Ќапример, в области создани€ —”»ƒ технологических установок нефтепереработки таким атрибутом €вл€етс€ уникальный тег оборудовани€, в области же атомной энергетики Ч уникальный код KKS.

¬се перечисленные функции максимально автоматизированы и используют как встроенные модули —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї, так и специально разработанные приложени€. –ис. 4 иллюстрирует интеллектуальную технологическую P&ID-схему в среде —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї.  аждый элемент имеет св€зь с Ѕƒ. ƒл€ просмотра интеллектуальной схемы примен€етс€ ѕќ PlantViewer, который, кроме просмотра графики, позвол€ет осуществить переход от элемента интеллектуальной схемы к его карточке с »ƒ, хран€щимис€ в Ѕƒ ѕќ IPS Search. ќба средства, PlantViewer и IPS Search, €вл€ютс€ составл€ющими —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї, неоднократно описанной в наших публикаци€х.

Ѕюро ESG

–ис. 4. —в€зь контента интеллектуальной технологической P&ID-схемы (атмосферна€ колонна C-101) с информационным объектом Ѕƒ —”»ƒ ѕлант-Ќавигатор

ќтметим, что подобный механизм перехода от элемента графики к его »ƒ, хран€щимс€ в Ѕƒ, реализован и при работе с трехмерными модел€ми. ќ моделировании 3D и технологических схем P&ID поговорим в следующем разделе статьи.

 омплексное технологическое моделирование

¬ этой части статьи поговорим о комплексном технологическом моделировании объекта с непрерывным производством. ќсновными задачами такого моделировани€ €вл€ютс€:

  • 3D-моделирование строительных конструкций;
  • 3D-моделирование технологической части;
  • ћоделирование технологических схем P&ID;
  • —оздание электронного генплана установки.

ѕри выполнении задач 3D-моделировани€ строительных конструкций (здани€ и сооружени€) при условии сдачи «аказчику итогового результата в Intergraph Smart 3D нами примен€ютс€ несколько комплексных технологий.

ѕроцесс моделировани€ строительных конструкций с учетом различных технологий иллюстрирует рис. 5.

Ѕюро ESG

–ис. 5. ћоделирование строительных конструкций

ѕрименение каждого из подходов обусловлено сложностью и масштабностью объекта, наличием необходимого количества лицензий ѕќ и обученных специалистов. »сходными данными дл€ этих подходов €вл€ютс€ облака точек, полученные в процессе лазерного сканировани€.

ќбщим дл€ всех рассматриваемых вариантов €вл€етс€ процесс фрагментировани€ исходных облаков точек и подготовка их с применением ѕќ Leica Cyclone.

ќсновной процесс моделировани€ отличен дл€ каждого из вариантов.

ѕервый вариант включает применение специализированной дл€ моделировани€ строительных конструкций среды Tekla Stuctures. Ќа практике Ч это самый производительный метод. –езультат моделировани€ попадает в Smart 3D через обменный формат .STP.

¬торой вариант €вл€етс€ расширением первого. ќн дает возможность дополнительно задействовать в процессах специалистов, работающих в ѕќ Autodesk Revit. ѕри работе по этому варианту требуетс€ выполнение некоторых правил моделировани€ и отдельный этап доработки результатов моделировани€ в ѕќ Tekla Stuctures.

“ретий вариант предполагает применение дл€ моделировани€ —јѕ– технологических объектов PlantLinker. ƒанный вариант предполагает последующий перенос результата моделировани€ в среду Intergraph Smart 3D через разработанные компоненты PlantLinker дл€ Smart 3D.

» наконец, четвертый вариант Ч моделирование строительных конструкций непосредственно в среде Intergraph Smart 3D. Ќа практике этот подход самый медленный.


“еперь остановимс€ на моделировании технологической части объекта. Ќашими специалистами оно выполн€етс€ комплексно и включает в себ€ моделирование и 3D представлени€ объекта, и технологических схем (P&ID). ќба эти среза информационной модели должны коррелировать между собой по различным признакам, прежде всего по технологическим позици€м (тегам) и атрибутивному составу.

—уществует два основных подхода при получении 3D-моделей:

  • моделирование в родной целевой среде с применением технологий доступа к облакам точек Jet Stream Ч самый производительный вариант.
  • альтернативный путь доступен благодар€ применению отечественной разработки PlantLinker. ѕодход дает возможность часть работ выполнить в другой, более доступной среде моделировани€ без ущерба дл€ конечного результата.

–ис. 6 иллюстрирует эти два подхода с вход€щими этапами.

Ѕюро ESG

–ис. 6. ѕодходы при 3D-моделировании технологической части

» в завершение нашего краткого описани€ технологий комплексного моделировани€ остановимс€ на информационном моделировании технологических схем. ¬ыше мы уже говорили о технологии создани€ интеллектуальных схем. ¬ этой части материала скажем, что все технологические схемы P&ID нами выполн€ютс€ в ѕќ Intergraph Smart P&ID в оптимальной среде дл€ моделировани€ технологии с учетом определенной «аказчиком целевой среды. ƒл€ выполнени€ работы в общем случае (дл€ создани€ эксплуатационных моделей) используютс€ данные из многих источников: документаци€, данные из 3D-модели объекта, фотографии и облака точек. –ис. 7 иллюстрирует технологию моделировани€ дл€ технологического P&ID среза »ћ.

Ѕюро ESG

–ис. 7. “ехнологическое P&ID моделирование

»нформационное моделирование местности

¬ажной составл€ющей »ћ предпри€ти€ €вл€етс€ информационна€ модель местности Ч генплан. ќн содержит пользовательские представлени€ и »ƒ, которые невозможно или нецелесообразно представл€ть в единой »ћ в видах, описанных в статье выше.

»ћ модель √енплан моделируетс€ по следующим разделам:

  • “опооснова;
  • »ћ —итуаци€;
  • »ћ —уществующий рельеф;
  • »ћ √еологическое строение;
  • »ћ Ќаружные и подземные инженерные сети.


 ратко опишем каждый из них.

“опооснова Ч основной файл, который получен по данным инженерно-геодезических изысканий и/или исполнительной топосъемки. явл€етс€ основой дл€ создани€ составных частей сводной модели.

»ћ —итуаци€ Ч 2D, содержит выделенные цветом (слоем) здани€, сооружени€, покрыти€ (бетон, газон и пр.), проезды. ѕрисутствует семантика (дополнительные свойства) Ч параметры здани€/сооружени€, например инвентарный номер, наименование, площадь застройки, этажность, год постройки и т. п. “акже есть гиперссылки на файлы формата PDF (например паспорт здани€/сооружени€).

»ћ —уществующий рельеф Ч 3D, создаетс€ на основе данных топогеодезических изысканий Ч точек координатной геометрии, характерных линий существующего рельефа (проезды, площадки, канавы, отвалы, обваловка и пр.). ¬ыдел€ютс€ в отдельные поверхности здани€, сооружени€, покрыти€ (бетон, газон и пр.), проезды.

»ћ √еологическое строение Ч 3D, создаетс€ на основе данных инженерно-геологических изысканий. ќтображает плановое и высотное положение геологических скважин (выработок) и линий геологических разрезов. —кважины отображаютс€ с помощью точек координатной геометрии, к которым присоединена гиперссылка на исходный файл формата DWG, отображающий геологическую колонку с характеристиками грунтов в текущей скважине (выработке). Ћинии геологических разрезов создаютс€ по геологическим разрезам исходной документации.   ним также присоединены гиперссылки на файлы формата DWG, содержащие данные о грунтах по выбранному разрезу. ѕрисутствует модель грунтов, созданна€ на основе геологических колонок и разрезов.

»ћ Ќаружные и подземные инженерные сети Ч 3D, отображает наружные подземные инженерные сети. —одержит информацию о свойствах сетей, свойствах вершин и участков. ѕо выбранному участку сети можно вывести продольный профиль.


ћоделирование выполн€етс€ с применением программного комплекса NanoCAD GeoniCS. ѕри создании »ћ √енплан используютс€ специальные инструменты базовой платформы nanoCAD и модулей программного комплекса GeoniCS: “опоплан, √енплан, —ети. ‘ормат файлов, составл€ющих »ћ √енплан, Ч DWG.

¬се перечисленные разделы свод€тс€ в единую »ћ √енплан Ч используетс€ инструмент платформы nanoCAD Ђ¬нешн€€ ссылкаї.

–ис. 8 иллюстрирует сводную »ћ √енплан.

Ѕюро ESG

–ис. 8. —водна€ »ћ √енплан

»мпортозамещающа€ схема комплексного технологического моделировани€

¬ предыдущих разделах статьи приведены схемы комплексного технологического информационного моделировани€ с учетом:

  • целевых систем, определ€емых «аказчиками, которые построены на импортном ѕќ и пока не переведены на отечественные платформы;
  • практического опыта проведени€ работ по информационному моделированию Ѕюро ESG;
  • реального состо€ни€ и наличи€ импортозамещающих средств информационного моделировани€.

Ќа рис. 9 приведена схема комплексного технологического моделировани€, примен€ема€ Ѕюро ESG. ¬ схеме максимально использованы отечественные программные средства с учетом их реальной эффективности.

Ѕюро ESG

–ис. 9. »мпортозамещающа€ схема комплексного технологического проектировани€

Ќа этапе моделировани€ дл€ работы с облаками точек, трехмерного моделировани€ технологической части, трехмерного моделировани€ строительных конструкций примен€етс€ отечественное ѕќ PlantLinker. ƒл€ создани€ электронного генплана установки и его просмотра примен€етс€ отечественное ѕќ nanoCAD GeoniCS. ƒл€ просмотра моделей технологической части и строительных конструкций используетс€ отечественное ѕќ PlantViewer 3D. Ёто средство интегрировано с —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї и обеспечивает св€зь контента 3D-графики с »ƒ, содержащимис€ в Ѕƒ. ¬озможен переход из 3D-пространства от его области (например единицы оборудовани€) к карточке оборудовани€ с параметрами. ќт карточки с параметрами с использованием результатов тегировани€ осуществл€етс€ переход к документам, интеллектуальным схемам и прочим св€занным информационным объектам Ѕƒ.

–ис. 10 иллюстрирует работу в интегрированном с —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї ѕќ PlantViewer 3D с результатами информационного моделировани€ установки переработки нефти.

Ѕюро ESG

–ис. 10. —в€зь контента 3D-модели установки переработки нефти (атмосферна€ колонна C-101, выделена в PlantViewer 3D) с информационным объектом Ѕƒ —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї (узел дерева с атрибутами, св€занный с другими узлами и »ƒ в Ѕƒ —”»ƒ)

Ќа наш взгл€д, на сегодн€ схема, приведенна€ на рис. 9, иллюстрирует максимальные возможности использовани€ отечественного ѕќ дл€ информационного моделировани€ предпри€тий с непрерывным технологическим циклом. ќсобой частью этого процесса €вл€етс€ работа с технологическими схемами P&ID.

ќтметим, что сегодн€ отсутствует эффективное отечественное средство создани€ интеллектуальных схем (о них мы писали выше). ¬ св€зи с этим рис. 9 содержит один компонент Ч ѕќ импортного производства SmartPlant P&ID. —оздаваемые с его применением интеллектуальные схемы просматриваютс€ средством PlantViewer 2D, интегрированным с —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї (см. рис. 4). –езервным средством создани€ технологических схем P&ID €вл€етс€ отечественное ѕќ nanoCAD. ќтметим, что схемы, созданные с его использованием, не €вл€ютс€ интеллектуальными.

“ехнологии верификации »ƒ и загрузки их в целевую среду (—”»ƒ)

¬ завершение нашего описани€ технологий информационного моделировани€ кратко остановимс€ на важных аспектах де€тельности Ч процессах верификации »ƒ и загрузки их в —”»ƒ дл€ окончательного создани€ ее контента Ч »ћ объекта.

—читаем, что нет смысла обосновывать важность верификации »ƒ при загрузке их в —”»ƒ. ќстановимс€ лишь на технологии, котора€ в любом случае св€зана с алгоритмизированными проверками »ƒ, например значений атрибутов, наличием необходимых св€зей. ѕрактическа€ реализаци€ системы верификации при вводе в любую —”»ƒ Ч набор программных модулей, выполн€ющих необходимые проверки наличи€ и формата файлов, значени€ атрибутов и прочие действи€ по верификации »ƒ.

¬ажным процессом при верификации »ƒ €вл€етс€ проверка атрибутов. ќна осуществл€ютс€ по определенным алгоритмам, учитывающим возможные их значени€, алгоритмы формировани€ атрибутов, их разр€дность, формат данных. ¬ажно, что при верификации необходимо учитывать и то, что источники »ƒ могут быть разнородными. «начение одного и того же атрибута, полученного из разных источников, может €вл€тьс€ заведомо верным, но отличатьс€, например, при использовании различных единиц измерени€ (KW или KWA, или ¬атт, метры или дюймыЕ). ѕодсистема верификации должна иметь механизмы указани€ мастер-источника »ƒ и приведени€ разнородных единиц измерени€ к нему. ћодули верификации могут €вл€тьс€ как отдельными приложени€ми, так и составной частью —”»ƒ. Ќапример, —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї имеет как встроенные подсистемы, обеспечивающие верификацию »ƒ, так и специально созданные программы-плагины.

ќтметим, что при проведении верификации часто используютс€ эталонные значени€ параметров »ƒ, хран€щихс€ в справочниках —”»ƒ. “акими значени€ми, например, €вл€ютс€ уникальные коды оборудовани€ Ч теги (нефтепереработка) или KKS (атомна€ энергетика). Ёто далеко не единственные эталонные данные справочников. ¬ случае вы€влени€ несоответствий у вводимых в —”»ƒ и эталонных значений включаютс€ алгоритмы дальнейшей работы. ѕовторим, что справочники —”»ƒ должны быть синхронизированы с данными мастер-систем, например ≈—” Ќ—».

„то касаетс€ загрузки Ч в зависимости от представлени€ »ƒ в »ћ используютс€ специальные подпрограммы-загрузчики —”»ƒ, которые осуществл€ют загрузку »ƒ в единую среду. ќтметим, что дл€ р€да »ƒ целесообразно проводить загрузку их в —”»ƒ после проведени€ верификации, дл€ р€да же Ч верификаци€ вполне эффективна в процессе загрузки.

«аключение

¬ довольно сжатой форме мы попытались в нашей статье описать основные технологии информационного моделировани€, примен€емые компанией Ѕюро ESG при создании информационных моделей предпри€тий с непрерывным технологическим циклом.

ѕо состо€нию на сегодн€ востребованы две основных группы технологий, использующих:

  • большей частью импортное ѕќ. Ёто обусловлено целевыми системами «аказчика, его требовани€ми к используемому ѕќ и результатам моделировани€, например, при работе в сравнительно давно внедренных зарубежных —”»ƒ;
  • большей частью отечественное ѕќ, что обусловлено процессами импортозамещени€ и наличием приведенных в статье отечественных средств и технологий, а именно отечественной —јѕ– дл€ работы со сложными технологическими установками PlantLinker (разработка компании Ђѕлант Ћинкерї), отечественной —”»ƒ Ђѕлант-Ќавигаторї (разработка компании Ѕюро ESG) и интегрированными с ней средством работы с интеллектуальными схемами PlantVewer 2D и средством работы с 3D-модел€ми PlantViewer 3D (разработки компании ЂѕлантЋинкерї).  роме того, дл€ моделировани€ генплана успешно примен€етс€ отечественное ѕќ nanoCAD GeoniCS производства компании ЂЌанософтї.

Ќа наш взгл€д, некоторые средства, их функционал и технологии, необходимые дл€ информационного моделировани€, пока не замещены в необходимом объеме. Ќапример, в отечественных —”»ƒ отсутствует подсистема автоматизированного тегировани€ »ƒ уровн€ современных зарубежных программных решений. ƒругой пример: пока что отсутствует отечественна€ —јѕ– дл€ полноценной работы с интеллектуальными технологическими P&ID схемами.

√руппа компаний —јѕ–-ѕетербург (Ѕюро ESG, InterCAD и ЂѕлантЋинкерї) с 2013 года принимает участие в создании —”»ƒ (—”пр»ƒ) крупной нефт€ной компании, участвовала в разработке концепции, выборе платформы, пилотном проекте и насыщении контентом эксплуатируемой —”пр»ƒ.

¬ насто€щее врем€ разработано более 30 моделей и технологических схем сложных технологических и промышленных объектов в интересах ѕјќ Ђ√азпром-нефтьї, ѕјќ Ђ√азпромї, јќ Ђќ— ї и р€да других предпри€тий.

Ќекоторые аспекты, св€занные с отдельными средствами информационного моделировани€ (специализированными —јѕ–, ѕќ —”»ƒ и прочим), были подробно изложены в других наших публикаци€х, список которых приведен. Ѕудем рады ответить на все возникшие вопросы.

—писок литературы
  1. “учков ј.ј. »нструменты информационного моделировани€ сложных технологических установок Ч —јѕ– PlantLinker, —”»ƒ PlantNavigator // Isicad, июль 2023.
  2. ѕопов  .¬., “учков ј.ј., ‘ертман ».Ѕ. —јѕ– технологических установок PlantLinker // —јѕ– и графика. 2023. є 4.
  3. –ындин ј.ј., “учков ј.ј., ‘ертман ».Ѕ., ’абаров ј.¬. ќб опыте построени€ систем управлени€ инженерными данными дл€ объектов с непрерывным технологическим циклом // —јѕ– и графика. 2022. є 6, є 7.
  4. –ындин ј.ј., „иковска€ ».Ќ.,  ириллова ћ.√., √олованов ƒ.¬. »нформационное моделирование предпри€тий с дискретным типом производства // —јѕ– и графика. 2023. є 7.
  5. ћакеев —.ћ. –ындин ј.ј., “учков ј.ј., »нформационное моделирование производственной инфраструктуры судостроительного предпри€ти€ // REM. 2019. є 3.
  6. —ередохо ¬.ј., ћакеев —.ћ. ѕроект Ђ÷ифрова€ верфьї. —оздание экосистемы дл€ цифрового производства // »нновации є 9 (251). 2019.
  7. –ындин ј.ј., “учков ј.ј., —истемы управлени€ проектными данными в области промышленного и гражданского строительства: наш опыт и понимание // —јѕ– и графика. 2013. є 2.
  8. „иковска€ ».Ќ. ¬недрение BIM Ч опыт, сценарии, ошибки, выводы // —јѕ– и графика. 2013. є 8.
  9. “учков ј.ј., –ындин ј.ј. ќ пут€х создани€ систем управлени€ инженерными данными, // —јѕ– и √рафика, ‘евраль, 2014 г.
  10. ‘ертман ».Ѕ., ’абаров ј.¬. ”правление инженерными данными объектов нефтегазопереработки в јвстралии. ќпыт и технологии // —јѕ– и √рафика, —ент€брь, 2015 г.
  11. –.  омаров, ј. —мирнов, ћ. ћихайлов,  . ўукин, ј. ’абаров. –еализаци€ информационной модели объекта нефтепереработки на платформе Intergraph // —јѕ– и √рафика, јвгуст, 2017 г.
  12. ј. Ѕелевцев. Ђ√азпром нефтьї защитила патентом собственную систему управлени€ инженерными данными // —айт Ќационально ассоциации нефтегазового сервиса
  13. Ђ√азпром нефтьї оснастила Ќѕ« собственной системой управлени€ инженерными даннымиї // —айт CNews.



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: «вЄзды импортозамещени€, запрет изображени€ €блока и другое
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2023 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.