Информационная модель
Дата: 01/04/2013
Тема: Сооружение атомных объектов



Инновационные разработки и перспективы их дальнейшего применения в проектах сооружения АЭС Одна из приоритетных задач Проекта «ВВЭР-ТОИ» – разработка инновационных технологий, обеспечивающих выполнение проекта в современной информационной среде с обеспечением возможности управления информацией на протяжении всего жизненного цикла энергоблока. О решении данной задачи в рамках реализации проекта рассказывает заместитель директора по перспективному проектированию ОАО «Атомэнергопроект» Сергей Ергопуло.


Для решения поставленной задачи разработчиками проекта был проведен серьезный сравнительный анализ опыта крупнейших мировых проектных и инжиниринговых компаний в части применения различных систем автоматизированного проектирования и управления информацией. Данный анализ показал, что сегодня отсутствует готовое комплексное решение, позволяющее объединить в единое целое и организовать эффективное управление данными из различных САПР, а также систем управления информацией по энергоблоку на стадиях проектирования и сооружения. Тогда перед командой разработчиков, отвечающих за ИТ-часть проекта, была поставлена амбициозная задача создания такой комплексной системы, которая стала бы одним из конкурентных преимуществ нового российского проекта.

Прошло три года с начала работ по проекту, и сегодня мы готовы подвести итоги проделанной работы. Комплексная информационная система прошла весь необходимый набор тестовых испытаний и сдана в промышленную эксплуатацию, включая полный набор регламентов и процедур, позволяющих работать в этой системе.


Разработанная информационная система позволяет не только выполнять проектирование и конструирование объекта с использованием современнейших информационных технологий, но и осуществлять комплексное управление информацией по всем составляющим энергоблока АЭС (от непосредственно проекта энергоблока в формате 3D, закупки и поставки реального оборудования, управления сроками, ресурсами, стоимостью при сооружении АЭС до верификации данных и управления требованиями к проекту).

Центральным компонентом данной информационной системы является система управления инженерными данными, позволяющая аккумулировать всю накопленную информацию по проекту и передавать ее без потерь и повторного ввода данных на всем жизненном цикле энергоблока, от проектных основ до вывода объекта из эксплуатации. Фактически был создан центр коллективного пользования информацией по проекту, физически располагающийся у Генерального проектировщика, но посредством современных каналов связи и регламентов была обеспечена удаленная работа всем участникам проекта.

Сегодня я хочу рассказать о всех этапах разработки данной системы. Для реализации Проекта «ВВЭР-ТОИ» в 2010 году на базе ОАО «Атомэнергопроект» создано обособленное подразделение – Московский проектно-конструкторский филиал – Дизайн-центр ВВЭР, одной из основных функций которого стала разработка информационной системы проекта. В команду специалистов Дизайн- центра вошли лучшие ИТ-специалисты отрасли.

Принципиально сложным было решить две задачи:

1. Из-за крайне сжатых сроков реализации проекта пришлось одновременно проводить настройку новой системы проектирования и разворачивать работы по разработке самого Проекта «ВВЭР-ТОИ».

2. Изменить стереотип проектирования, сложившийся в обществе, от «бумаги» к 3D-проектированию, гармонизировать современные информационные технологии с действующими нормативными документами и буквально переучить проектировщиков и конструкторов работать в новой информационной среде.

Настройка информационной системы проекта началась с выбора ИТ-платформы, которая позволила бы обеспечить комплексное управление информацией по проекту на всех стадиях жизненного цикла проектируемого объекта.

В качестве такой платформы была выбрана базовая интеграционная система SmartPlant Enterprise, разработка компании Intergraph, являющаяся интеграционным решением, объединяющим в себе следующие программные модули:

• SmartPlant P&ID (SP P&ID) – создание функционально-технологических схем;

• SmartPlant 3D (SP 3D) – комплексная система трехмерного проектирования;

• SmartPlant Electrical (SPE)– проектирование систем электроснабжения;

• SmartPlant Instrumentation (SPI)– проектирование систем автоматизации;

• SmartPlant Materials (SPM) – система управления материально-техническим снабжением;

• SmartPlant Review (SPR) – визуализация комплексной трехмерной модели, включая связь с календарно-сетевым планированием и разработку сложных ППР;

• SmartPlant ReferenceDataBase (SPRD) – система создания и управления проектными каталогами;

• SmartPlant Foundation (SPF) – система управления инженерными данными и документами, центральный модуль программного комплекса SmartPlant Enterprise.

После определения ИТ-платформы была разработана архитектура и концепция настраиваемой комплексной информационной системы и развернуты работы по ее созданию.


Центральным ядром созданной информационной системы является система управления инженерными данными проекта, обеспечивающая средства сбора, структурированного хранения и представления пользователю инженерно-технической информации, а также передачу инженерной информации между модулями системы, что позволяет:

• формировать информационную модель АЭС в виде иерархически организованной системы объектов с применением принятой в проекте структуры декомпозиции энергоблока;

• обеспечить интеллектуальную взаимосвязь инженерных данных различных дисциплин проекта;

• обеспечить возможность привязки объектов модели к различным видам документации;

• сохранять историю изменений данных об объектах модели;

• обеспечить предоставление навигационной среды для быстрого и удобного поиска технической информации и документов на основе принятых систем кодирования и классификации;

• автоматизировать бизнес-процессы;

• управлять изменениями;

• обеспечить визуальную (без программирования) разработку маршрутных карт, описывающих жизненные циклы и процедуры обработки, для различных типов документов.

В рамках настройки системы управления инженерными данными проекта была проведена не только техническая работа по ее непосредственной настройке, но и большая организационная и методологическая работа:

– разработаны стандарты применения в рамках проекта систем классификации и кодирования оборудования, компонентов и места их расположения на основе системы KKS, а также кодирования материалов на основе системы кодирования MCS;

– разработана уникальная система кодирования документации проекта на основе международного стандарта МЭК 61355-1 «Классификация и обозначение документов для станций, систем и оборудования. Часть 1: Правила и классификационные таблицы»;

– сформированы и стандартизированы принципы формирования проектной документации, получаемой из информационной модели. На основе данных принципов разработан механизм формирования и управления комплектами проектной документации, получаемой из информационной модели;

– разработана серия стандартов по оформлению документации проекта, получаемой из информационной модели (с учетом особенностей всех программных комплексов, используемых при создании информационной модели и получении из нее документации);

– разработан комплект методологических документов по настройке всех модулей комплексной информационной системы проекта, а также детальные инструкции и руководства по работе пользователей с данными модулями (более сотни регламентирующих документов);

– организовано обучение и постоянная информационная поддержка участников проекта по проектированию в созданной информационной среде проекта. Сломать психологические барьеры опытных проектировщиков при переходе от бумаги к 3D-проектированию удалось за счет их объединения в пары с молодыми специалистами. Таким образом, была успешно решена задача перехода на новые технологии и передачи лучших практик от опытного специалиста к специалисту, только начинающему свою профессиональную карьеру, а также сформирована уникальная проектная команда, успешно реализовавшая поставленные перед ней задачи.


Базисом для построения 3D модели энергоблока стали схемные решения, включая технологическую, электротехническую части проекта и КИПиА. В современной информационной среде схемные решения представлены в виде интеллектуальных документов, содержащих базу данных, описывающую проектные решения, с возможностью передачи необходимой информации в модуль управления инженерными данными.

Модуль построения схем P&ID обеспечивает проектирование и отображение функционально-технологических схем систем, включая оборудование, трубопроводные линии, арматуру, точки включения КИПиА, а также реализует связь технологических схем с трехмерной моделью объекта – для обеспечения соответствия схемного и пространственного проектирования.

Настроена централизованная база знаний – правила передачи и сравнения необходимых значений атрибутов элементов P&I-диаграммы для проверки правильности внесения данных и избавления от рутинных операций, т. е. внесения одного значения на несколько элементов. Правила обеспечивают валидацию данных на протяжении всего проектирования и при изменении одного элемента позволяют делать автоматические обновления, что значительно экономит время разработчиков и повышает качество проектирования.

Разработка компоновочных решений Проекта «ВВЭР-ТОИ» проводилась в модуле 3D-проектирования – SmartPlant 3D. В рамках разработки проекта базовый функционал данного модуля был значительно расширен и дополнен, в итоге получился уникальный программный продукт, позволяющий выполнять комплексное 3D-проектирование по всем дисциплинам проекта и получать рабочую документацию непосредственно из 3D-модели.

Отдельно хочу отметить, что для повышения качества 3D проектирования был разработан организационный и технический механизм управления коллизиями в 3D проекте, позволивший осуществлять проверку на коллизии не только физических элементов, но и различных пространств, таких как пути эвакуации, пути перемещения транспортного оборудования, пространств для обслуживания различного оборудования, изоляции трубопроводов и венткоробов. Был разработан механизм получения регулярных отчетов по имеющимся в модели коллизиям и регламент работы проектировщиков по их устранению.

Еще одной важной доработкой стандартного функционала модуля трехмерного проектирования стал настроенный механизм управления помещениями проекта. Данный функционал позволил промаркировать помещения всех зданий неизменяемой части проекта и создать полный перечень свойств данных помещений (маркировка помещения, наименование, уровень ионизирующего излучения, категория по взрывопожарной и пожарной опасности, категория обслуживания, теплопоступления и т. д.), получаемый из различных проектных модулей, а также установить связи помещения со всеми проектными позициями, размещенными в его объеме. Данная информация необходима на протяжении всего жизненного цикла энергоблока как для управления помещениями и их обслуживания, так и для управления и обслуживания оборудования и механизмов, расположенных в конкретных помещениях энергоблока.

В рамках разработки архитектурно-строительной части проекта было принято решение о применении программного комплекса Tekla Structures.

Одной из причин выбора данного программного обеспечения для использования в рамках реализации Проекта «ВВЭР-ТОИ» явилась возможность интеграции проектной 3D-модели, разрабатываемой на базе программного комплекса SmartPlant 3D,и модели Tekla Structures. Таким образом, стало реальным выполнение ряда задач, решение которых не предусмотрено средствами проектирования в среде SmartPlant 3D, в частности: выполнение армирования строительных конструкций, детализация металлоконструкций и получение рабочей документации, соответствующей стандартам организации, что существенно ускоряет процесс разработки конкретных узлов и деталей.

Функциональные возможности программного комплекса Tekla Structures обеспечивают в случае изменения 3D-модели объекта автоматическое внесение изменений в чертежи и спецификации, что позволяет актуализировать и синхронизировать данные 3D-модели и рабочей документации по строительной части проекта.

Для целей проектирования электротехнической части проекта и КИПиА были произведены настройки модулей SmartPlant Electrical и SmartPlant Instrumentation. Описаны основные принципы работы с ними, подготовлены руководства для пользователей, разработаны стандарты по выполнению документации, получаемой из информационной модели, созданы проектные каталоги комплектующих, используемые

при проектировании и конструировании электротехнической части проекта, разработан механизм передачи кабелей в SmartPlant 3D для раскладки и возвращения результатов кабельной раскладки в SmartPlant Electrical с целью формирования кабельного журнала.

Одной из задач, решенных в рамках реализации проекта, стало обеспечение взаимодействия между применяемыми в проекте САПР и отечественными программами для прочностных расчетов трубопроводов АСТРА-НОВА и dPIPE. Схема взаимодействия реализована через программный интерфейс SmartPlant Foundation и позволяет получать входные данные для прочностных расчетов на основании цифровой модели трубопровода, содержащейся в системе управления инженерными данными, без необходимости ручного ввода данных в программы для прочностных расчетов.

Если более подробно говорить об интеграционных решениях, разработанных в рамках проекта, отдельно нужно остановиться на организации взаимодействия с разработчиками реакторной установки проекта – ОАО ОКБ «Гидропресс».

Еще на стадии разработки концепции комплексной информационной системы было принято принципиальное решение об использовании для системы конструирования ПО Siemens Teamcenter-NX. Специалистами ОАО «Атомэнергопроект» и ОАО ОКБ «Гидропресс» была разработана схема интеграции двух систем, описанная в соответствующем регламенте, включающая в себя:

– получение упрощенной габаритной 3D-модели РУ из системы управления конструированием и передачи ее в СУИД генпроектировщика (с дополнительной возможностью выгрузки атрибутов оборудования, патрубков и упрощенных моделей);

– передачу моделей строительной и технологической части энергоблока АЭС из SmartPlant в Siemens Teamcenter-NX.

Также в рамках решения данной задачи разработан модуль, позволяющий автоматически загружать полученную упрощенную модель оборудования в информационную модель проекта с автоматическим выбором соответствующих трубопроводных патрубков и установкой их в модели.

Отдельно хочу остановиться на разработанном функционале централизованного управления проектными позициями на базе SPO TAG Manager.

В рамках реализации настройки модуля управления проектными позициями был проведен анализ оборудования, входящего в состав проекта, разработана классификация проектных позиций и моделей оборудования, сформирована номенклатура характеристик по каждому из типов оборудования, а также произведена настройка и наполнение базы  данных по оборудованию, ранее использовавшемуся при разработке проектов АЭС.

Это позволило перейти на новый принцип формирования исходных технических требований (ИТТ) на основе опросного листа проектной потребности, в котором содержится вся необходимая информация по оборудованию, автоматически формируемому из СУИД.

После проведения конкурсных процедур опросный лист заполняется поставщиком оборудования, и информация передается в СУИД с подтвержденным набором характеристик и установленной связью на конкретную проектную позицию.

Решение всех вышеописанных задач было бы невозможно без создания единого информационного пространства для работы всех распределенных участников проекта.

В рамках проекта был разработан единый web-портал. Функционал портала обеспечил информационный обмен между территориально распределенными участниками проекта, включая обеспечение процессов проектного управления, доступа к информационной модели энергоблока и ведения архива отчетной документации по проекту. Портал стал особенно эффективным инструментом в части взаимодействия заказчика с участниками проекта.

Подводя итоги, хочется отметить следующее: в рамках реализации поставленных задач по созданию информационной модели Проекта «ВВЭР-ТОИ» ОАО «Атомэнергопроект» совместно с другими участниками проекта проделана огромная работа по созданию уникальной комплексной информационной системы управления информацией по энергоблоку, не имеющей аналогов в мировой практике и ставшей одним из конкурентных преимуществ проекта. Аккумуляция всей информации по проекту в единой среде позволила значительно повысить качество проектных работ, разработать типовые технические и компоновочные решения и создать комплексную информационную модель неизменяемой части проекта, готовую к тиражированию на различных площадках сооружения АЭС.

Журнал РОСЭНЕРГОАТОМ №12-2012
www.rosenergoatom.info
 






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4422