Информационные технологии проектирования

24.11.2010

«Нефтепереработка и нефтехимия»/Науч.-инф. сб. №10. 2010 г.

Автор статьи - начальник отдела автоматизации проектирования и информационных технологий ЛГНХ, Д.В.Павленко.

В XXI веке нас повсюду окружают информационные технологии — это компьютеры, сотовые телефоны, интернет, без которых невозможно представить повседневную жизнь.

Но до сих пор у многих инженер-проектировщик ассоциируется с человеком, стоящим у кульмана с линейкой в руках, что совсем не соответствует действительности. Современный инженер-проектировщик всегда на острие прогресса, и как только стали развиваться информационные технологии, появились первые компьютеры, они сразу были оценены с точки зрения инструмента, ускоряющего и повышающего качество проектных работ. Сначала на больших ЭВМ решались расчетные задачи, затем с появлением персональных компьютеров и программного обеспечения AutoCAD были забыты и кульман, и линейка. Но прогресс на то и прогресс, чтобы не стоять на месте, а особенно прогресс в информационных технологиях — появились системы автоматизированного проектирования (САПР), основанные на принципе создания трехмерной модели проектируемого объекта с последующим получением из неё двухмерных чертежей. И Ленгипронефтехим одним из первых институтов начал освоение этих систем. Была освоена САПР Autoplant 3D компании Bentley, с помощью которой было выпущено несколько проектов. Но опыт показал, что система Autoplant 3D не годится для проектирования очень крупных объектов, да и заказчики стали более требовательны и желают получить полную трехмерную модель, созданную с применением других САПР, чтобы в дальнейшем использовать её для последующей эксплуатации объекта.

Поэтому руководством института было принято решение о внедрении новой САПР, удовлетворяющей требованию заказчика и повышающей конкурентные преимущества института, включающие в себя: оптимизацию процесса проектирования (сокращение сроков, повышение производительности) и повышение качества проектной продукции.

После принятия этого решения отделу автоматизации проектирования и информационных технологий было поручено разработать ИТ-стратегию развития института на два года. Были сформированы концептуальные решения стратегии и проделана серьёзная работа: необходимо было не только обосновать бюджет, доказать целесообразность и критичность многих шагов, но и спланировать работы по внедрению в условиях жестких требований. Основное требование руководства института к процессу внедрения заключалось в недопущении никаких срывов работ по текущим проектам.

Были выстроены приоритеты по стратегии, начав, конечно, с внедрения 3D САПР. Руководством было принято решение начать внедрение не на пилотном, а на текущем рабочем проекте (комбинированная установка № 4 Туапсинского НПЗ). Учитывая все риски этого шага, на проект был приглашен партнер — ООО «АйБиКон» (IT-компания IBCON). Основная компетенция компании «АйБиКон» — сервисные услуги в области оптимизации и автоматизации бизнес-процессов в капитальном строительстве и проектировании. Укрупненный перечень предстоящих работ состоял из пяти пунктов:

1) выбор платформы;

2) создание команды;

3) подготовка аппаратного окружения;

4) проведение первоначального обучения;

5) формирование рабочего процесса.

Платформа для автоматизации проектирования выбиралась по следующим параметрам:

• комплексность решения — возможность объединения всех проектных специализаций;
• решение, позволяющее работать с крупными проектами по текущим заказам;
• наличие успешного опыта внедрения и эксплуатации решения в российских проектных институтах аналогичного профиля деятельности;
• стоимость решения;
• локальный сервис технической поддержки в авторизованном представительстве компании-вендора.

В результате остановились на двух производителях Intergraph и Avevа. После детального рассмотрения обеих систем, проведения переговоров с потенциальными поставщиками, посещения профильных компаний с внедренными решениями, выбор был сделан на решении компании AVEVA, которое по общему мнению было наиболее приемлемо для решения поставленных задач.

Для организации комплексного проектирования были приобретены следующие модули (рис. 1):

• Модуль Diagrams — для разработки технологических схем P&ID, схем кабелей, воздуховодов. Технологические данные модуля доступны для использования в модуле Design, что позволяет обеспечить интегрированный процесс «схема-модель».
• Модуль Instrumentation — для проектирования раздела КИП. Данный модуль также предполагает возможность автоматической интеграции с моделью и со схемами.

Эти два модуля — совершенно новые, впервые внедряемые при проектировании, и в частности по Diagrams достигнуты очень серьезные успехи в освоении.

Модуль Cable Design для разработки электротехнической части проекта — прокладки кабелей по лоткам с автоматическим указанием определенного назначения кабеля. Также модуль позволяет определить длины и процент наполненности лотков и в итоге получить кабельные журналы.

Модуль Design предназначен собственно для разработки 3D-модели.

Модуль Draft служит для печати выходной документации и модуль Isodraft — для печати изометрических чертежей. Модуль Review используется для создания презентационных роликов и рассмотрения 3D-модели на совещаниях.

Поскольку все модули тесно интегрированы друг с другом, это позволяет учитывать все произведенные изменения 3D-модели в процессе проектирования.

Основываясь на принципах матричной структуры управления, команда проекта была организована следующим образом (рис. 2): лучшие специалисты отделов из числа ведущих инженеров стали главными специалистами проекта внедрения и руководителями секторов. Команда специалистов отдела ОАП института обеспечивала при этом процессе бесперебойную функциональность программно-аппаратного комплекса и была сразу же подключена к решению всего комплекса задач по внедрению — наполнению каталогов, администрированию системы, разработке дополнительной функциональности. Поставленные задачи решали совместно со специалистами ООО «АйБиКон» (IBCON), обеспечив тем самым преемственность опыта и знаний.

Но для того чтобы реализовать все задуманное необходимо было позаботиться о надежной ИТ-инфраструктуре (IT-инфраструктура предприятия или  информационная инфраструктура предприятия — это комплекс из СКС или просто локальной вычислительной сети (ЛВС), системы хранения данных, системы резервного копирования, серверов приложений, ПО корпоративной информационной системы). Поэтому в самые короткие сроки был реализован проект по созданию современной структурированной кабельной системы (СКС) — основы информационной инфраструктуры предприятия, позволяющей свести в единую систему множество информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д. Трудность заключалась в том, что все работы по созданию СКС велись параллельно с работающей старой локальной вычислительной сетью без прекращения рабочего процесса в институте с сегментным включением новой сети по мере её готовности. Для обеспечения комфортной инженерной среды было создано помещение, в котором по ходу работы собирались все необходимые участники проекта (рис. 3).

Такой подход позволил в очень короткие сроки освоить технологию проектирования, так как, находясь рядом, и проектировщики, и ИТ-специалисты быстро реагируют на возникающие проблемы, вырабатывая совместные решения. Главный инженер проекта также находится в этом помещении за стеклянной перегородкой (в «аквариуме») и непосредственно руководит процессом проектирования.

Рабочие места проектировщиков (рис. 4) было решено оснастить высокопроизводительными малошумными графическими станциями компании НР с двумя профессиональными мониторами. Использование двух мониторов доказало свою эффективность наглядностью и удобством работы со схемами и моделью, а малошумность работы системных блоков обеспечила рабочий комфорт. Нетрудно представить, какой шумовой фон может возникнуть от сорока одновременно работающих рабочих станций, а именно столько их было в рабочем помещении.

Приобретя твердую «почву» под ногами, началось развертывание программного обеспечения и обучение.

Процесс обучения был произведен со всей тщательностью: лучшие специалисты из производственных отделов прошли обучение с отрывом от производства, чтобы с максимальной вовлеченностью они смогли пройти процесс обучения.

Далее эти сотрудники взяли на себя функции педагогов для специалистов своих подразделений. По результатам обучения в отделах, была проведена аттестация знаний и намечен план мероприятий по дальнейшему обучению.

Последнее, что было сделано для успешного старта проекта — это формирование рабочих процессов, таких как:

• оказание технической и консультационной поддержки;
• заполнение каталога и формирование спецификаций;
• выполнение задач по разработке.

Рабочие процессы сделаны простыми и понятными, чтобы проектировщик не отвлекался от основной своей деятельности и в тоже время знал, как действовать при возникающих рабочих проблемах.

Сейчас проект идет полным ходом, выпускается проектная документация в полном соответствии с требованиями заказчика с применением новых технологий проектирования. Также в работе используется и большое количество других программ, позволяющих повышать качество и сокращать сроки выпуска проектной документации. Ниже приведен краткий список некоторых из них:

• HYSYS — технологические расчеты, исследования и оптимизация процессов нефтепереработки, газопереработки, нефтехимии и химии;
• FIHR, Acol+, Tasc+ — проектные и поверочные расчеты (тепловые и гидравлические) кожухотрубчатых теплообменников, воздушных холодильников;
• SCAD, Starcon, Robot, NormCAD, Фундамент, ФОК, ЛИРА, Strak ES — расчёты строительных конструкций;
• Гидросистема — технологический расчёт трубопроводных систем;
• ПАССАТ, РАМПА, СТАРТ, PVP-Design — расчёт конструкции сосудов и аппаратов на прочность и устойчивость, расчёт врезки штуцеров, расчёт трубопроводов;
• РАСХОД, КЛАПАН — программная система по расчёту и выбору исполнительных устройств регулирующих клапанов и сужающих устройств;
• ElectriCS Storm, ElectriCS Light — расчёт грозозащиты и освещённости;
• Civil 3D — проектирование генплана, проектирование линейных сооружений, землеустройство;
• АВС — программный комплекс для выпуска сметной и ресурсной документации;
• АИСТ, КОДЕКС, СтройКонсультант, Гарант — информационно-правовые системы.

На сегодняшний день разработаны большие планы на дальнейшее развитие, так как внедрение САПР — это только часть корпоративной информационной системы (КИС) (рис. 5), которая строится в рамках принятой ИТ-стратегии.

Сейчас ведется активная работа по созданию системы управления проектным документооборотом по следующим направлениям:

• согласование документов;
• оперативный архив;
• учет товарной документации;
• пакетные выгрузки документов в структуру, требуемую заказчиками, а также её интеграция с существующим общераспорядительным документооборотом на платформе Эффект Офис.

Также завершается очень сложная и важная работа по оптимизации работы в составе КИС системы управления проектами Primavera, используемой в институте. Охвачены следующие направления:

• управление проектами;
• нормирование трудозатрат;
• управление портфелем проектов;
• интеграция с проектным документооборотом.

Намечены работы по интеграции со смежным САПРом Bentley Autoplant 3D, который также используется в отделах, с расчетными программами и сметной системой.

Развертывается инженерный портал, который позволит организовать оперативное согласование 3D-модели с заказчиком по стандартным каналам связи через сеть Internet, размещение результатов лазерного сканирования, формирование архива проектной документации для заказчика с привязкой к 3D-модели.

Таков краткий обзор проведенной работы, достигнутых достижений и планов на дальнейшее развитие. Конечно же, все это было бы невозможно без общего коллективного труда всех без исключения сотрудников института, финансовой и административной поддержки руководства, слаженной профессиональной работы инженеров проектировщиков, самоотверженной работы главных инженеров проектов и, несомненно, без профессионализма и стремления к развитию сотрудников отдела автоматизации проектирования и информационных технологий.

Рис. 1. Архитектура системы.

 Рис. 2. Структура управления.

 Рис. 3. Зал комплексной рабочей группы по трехмерному моделированию.

 Рис. 4. Рабочее место проектировщика.

Рис. 5. Основные блоки корпоративной информационной системы.