Тема 3.2. Использование систем автоматизированного проектирования в

нефтегазовой отрасли

Направления применения САПР в нефтегазовой отрасли. Задачи, решаемые САПР

Ни одна из множества прикладных задач, связанных с разведкой и освоением месторождений, добычей, транспортом, переработкой, хранением и реализацией нефти и газа, не может

быть решена без тщательного планирования, подготовки и контроля выполняемых работ, которым предшествует проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских (НИОКР) и проектно-изыскательских (ПИР) работ.

В табл. 1 приведены основные составляющие комплекса НИОКР и ПИР на примере типичного вертикально интегрированного предприятия нефтегазовой отрасли. Из таблицы 1 видно, что деятельность вертикально интегрированного предприятия связана со значительным объемом технической документации. Большая часть работы касается потенциально опасных промышленных объектов и требования контролирующих государственных органов к соответствующей документации очень высоки.

Таблица 1 – Основные составляющие НИОКР и ПИР на примере ВИНК Задачи Основные Исполнитель Техническая инженерные работы документация Разведка и освоение Изыскания, научные Научно- Проектно-сметная доместорождений исследования исследовательский кументация, отчеты проектный институт ПИР и научноисследовательских работ (НИР), технологические регламенты Проектирование тех- Проектный институт Проектно-сметная донологии добычи и кументация обустройства месторождения Проектирование спе- Конструкторское бю- Конструкторская доциализированного ро машиностроитель- кументация оборудования ного предприятия, проектноконструкторский институт Подготовка производ- Технологические бю- Техническая докуменства специализиро- ро машиностроитель- тация ванного оборудования ного предприятия Транспорт и перера- Проектирование неф- Проектный институт Проектно-сметная доботка продукта те- и газопроводов, кументация компрессорных станций, технологии переработки и соответствующих предприятий Проектирование спе- Конструкторское бю- Конструкторская доциализированного ро машиностроитель- кументация оборудования ного предприятия, проектноконструкторский институт Подготовка производ- Технологические бю- Техническая докуменства специализиро- ро машиностроитель- тация ванного оборудования ного предприятия Таблица 1 – продолжение Строительство, ре- Обеспечение строи- Проектно- Проектно-сметная домонт и эксплуатация тельно-монтажных и конструкторские под- кументация, руковообъектов инфраструк- производственных разделения производ- дящие документы туры служб рабочей и экс- ственных объектов плуатационной документацией Инженерное сопро- Разработчики ПСД, Все виды документавождение строитель- поставщики оборудо- ции ства, монтажа, ремон- вания, технические тов отделы Обеспечение произ- Инженерные центры Техническая докуменводственных служб специализированных тация на ремонтные ремонтной докумен- ремонтных подразде- операции, Конструктацией лений торская документация на специализированную оснастку, ТУ на ремонт Таким образом, главным условием успешного и эффективного выполнения инженерных работ на нефтегазовом предприятии является наличие специализированных инструментов, позволяющих сократить срок выполнения инженерных работ, повысить их качество, а также качество выходной документации, что и осуществляется посредством САПР.

В таблице 2 приведен перечень классов систем, автоматизирующих основные виды работ проектных подразделений.

Таблица 2 Классы систем, автоматизирующих основные виды работ проектных подразделений Предприятие Системы автоматизации Системы автоматизации проектных работ инженерного документооборота Научно-исследовательский Геоинформационные системы Управление техническими проектный институт (ГИС) и системы автоматиза- данными (Technical Data ции проектных работ (САПР) Management TDM) инженера-проектировщика Проектный институт ГИС и САПР инженера- TDM проектировщика Конструкторское бюро маши- САПР инженера-конструктора Система управления данными ностроительного предприятия, об изделии (Product Data проектно-конструкторский ин- Management PDM) ститут Технологические бюро маши- САПР технологических про- PDM ностроительного предприятия цессов инженера-технолога Проектно-конструкторские САПР инженера- TDM подразделения производствен- проектировщика и инженераных объектов конструктора Инженерные центры специа- САПР инженера-конструктора PDM лизированных ремонтных и САПР ТП инженераподразделений технолога ремонтных операций Таким образом, можно выделить несколько направлений применения САПР в нефтегазовой отрасли:

проектирование технологического оборудования месторождений и процессов переработки нефтепродуктов (технологическое проектирование, проектирование АСУТП);

проектирование объектов инфраструктуры и обустройство месторождений (дорожное, электротехническое, архитектурно-строительное проектирование);

подготовка производства технологического оборудования;

проектирование трубопроводного транспорта и вспомогательного оборудования (компрессорные, дожимные станции);

обеспечение строительно-монтажных и производственных служб рабочей и эксплуатационной документацией;

обеспечение производственных служб ремонтной документацией;

инженерное сопровождение строительно-монтажных и ремонтных работ;

поддержка научно-изыскательных и исследовательских работ (анализ, моделирование, прогнозирование).

Задачи, решаемые комплексной САПР в нефтегазовой отрасли, показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Задачи, решаемые в нефтегазовой отрасли комплексной САПР Проще говоря, проектные подразделения идут по пути внедрения и использования САПР, единой для всех частей проекта, включающей в себя расчет потоков, построение PFD- и P&IDдиаграмм, создание трехмерной модели, получение монтажно-компоновочных чертежей, расчет трубопроводов на прочность, а также части КИПиА и электрическую часть. Однако вопрос о выборе такой комплексной САПР и удовлетворении ею всем условиям всегда остается открытым.

Поэтому часто идут по другому пути использованию системы, позволяющей создать единую информационную модель проекта, с которой работали бы различные специализированные САПР.

Причем такая система должна не только обеспечивать передачу инженерной информации, но и быть хранилищем данных с возможностью организации документооборота проектной, конструкторской, эксплуатационной и исполнительной документации. Это позволит сопровождать объект проектирования на протяжении всего жизненного цикла, начиная со стадии проекта и заканчивая эксплуатацией.

Рассмотрим основные САПР, применяемые в нефтегазовой отрасли, и решаемые ими при этом задачи. Лидерами в этой области информационных технологий, применяемых в нефтегазовой промышленности Росии, являются компании Autodesk (AutoCAD, PlanCAD), Bentley Systems (Microstation) и Integraph. Несомненный интерес представляют разработки и российской компании «Аскон», постепенно отвоевывающей позиции у своих матерых конкурентов.

Ниже будут рассмотрены первые две из этих компаний (как лидеры рынка) с краткой характеристикой наиболее популярных приложений, применяемых в нефтегазовой отрасли. Каждая из флагманских САПР (в данном случае, это CAD/CAM системы) этих производителей «обросла» огромным количеством дополнительных приложений и модулей, позволяющих решать любые задачи проектирования и моделирования. В силу ограниченности объема здесь будут рассмотрены только некоторые из них, наиболее интересные (с точки зрения автора) и не совсем стандартные в применении.

Кроме того, ниже дан обзор некоторых систем трехмерного проектирования и сопровождения проекта, с успехом применяемых в нефтегазовой отрасли: PLANT 4D, Aveva PDMS и Lotsia PDM PLUS. Рассмотрен порядок создания проекта на примере комплекса SmartPlant Enterprise от компании Integraph.

Предварительно отметим, что рассматриваемые далее САПР относят к системам с трехмерным проектированием (моделированием), однако это не совсем верно. Фактически следует говорить об информационном моделировании объектов (BIM Building Information Modeling).

При информационном моделировании в объект закладывается не только его геометрия, но и все остальные параметры, которые относятся к реальной конструкции, такие как материал, покрытие, стандарт, номер позиции и отправочной марки, название марки КМ и КМД, информация о том, с какими объектами произведено соединение, тип этого соединения и прочие. После того, как модель получена, все эти данные обрабатываются компьютером и в автоматическом режиме отражаются на чертежах, ведомостях, передаются в другие отделы предприятия. Тем самым конструктор избавляется от огромного количества рутинной работы и может сосредоточиться на главном – на конструкции, на принятии технических решений, оперируя удобным визуальным представлением будущего сооружения.

AUTODESK

Компания Autodesk (США) была основана в 1982 году. Сегодня это один из крупнейших в мире производителей программного обеспечения систем автоматизированного проектирования для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, дизайна, визуализации, анимации, геоинформатики, цифровых средств передачи информации и беспроводной связи.

Autodesk является разработчиком популярной САПР AutoCAD.

Autodesk предлагает полнофункциональный комплекс решений для автоматизированного проектирования от систем для черчения и двухмерного конструирования до трехмерных САПР с поддержкой цифровых прототипов. Компания активно развивает передовые 2D- и 3Dтехнологии для визуализации, моделирования и анализа поведения разрабатываемых конструкций на ранних стадиях проектирования.

Autodesk это примерно 6 тыс. сотрудников, работающих в 106 странах мира. Программными продуктами компании пользуются более 8 млн. человек.

AutoCAD двух- и трехмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Имеет облегченную версию AUTOCAD LT с рядом ограничений.

Текущая версия программы (AutoCAD 2012) включает в себя полный набор инструментов для комплексного трехмерного моделирования (поддерживается твердотельное, поверхностное и полигональное моделирование). AutoCAD позволяет получить высококачественную визуализацию моделей с помощью системы рендеринга mental ray. Также в программе реализовано управление трехмерной печатью (результат моделирования можно отправить на 3D-принтер) и поддержка облаков точек (позволяет работать с результатами 3D-сканирования). Тем не менее, следует отметить, что отсутствие трехмерной параметризации не позволяет AutoCAD напрямую конкурировать с машиностроительными САПР среднего класса, такими как Inventor, SolidWorks и другими.

Основным форматом файла AutoCAD является DWG закрытый формат, изначально разрабатываемый Autodesk. Для обмена данными с пользователями других САПР предлагается использовать открытый формат DXF. Следует отметить, что файлы с расширениями DWG и DXF может читать большинство современных САПР, поскольку данные форматы являются стандартом де-факто в области двумерного проектирования. Для публикации чертежей и 3D-моделей (без возможности редактирования) используется формат DWF, также созданный компанией Autodesk.

Кроме этого, программа поддерживает запись и чтение (посредством процедур импорта/экспорта) файлов формата 3DS, DGN, SAT и некоторых других.

В состав AutoCAD 2012 включена программа Inventor Fusion, которая позволяет преобразовывать файлы, полученные из трехмерных САПР (таких как Inventor, SolidWorks, CATIA, NX и т. п.) в формат DWG.

Компания Autodesk имеет полную линейку продуктов для осуществления всех стадий проектирования в нефтегазовой отрасли. Некоторые из них приведены в таблице 3 в контексте связи с разделами проектирования.

Таблица 3 – Соответствие разделов проектирования и продуктов Autodesk Изыскания Автодороги Технологические решения Отопление, вентиляция и кондиционирование Водоснабжение и канализация Архитектурные решения Конструкции железобетонные Конструкции металлические AutoCAD Structural Detailing Конструкторское проектирование Autodesk Inventor Визуализация и проверки на коллизии Autodesk Navisworks Manage AutoCAD Civil 3D – это решение для проектирования объектов инфраструктуры и выпуска документации по ним, основанное на технологии информационного моделирования зданий (BIM). Пользователи получают возможность координировать проекты, исследовать проектные альтернативы, моделировать процесс эксплуатации объектов и выпускать высококачественную документацию.

AutoCAD Architecture – это AutoCAD для архитекторов. Специализированные функции для архитектурного проектирования и черчения повышают эффективность выпуска проектов и рабочей документации. Обладает собственными средствами построения трехмерных моделей и получения всей необходимой выходной документации.

AutoCAD P&ID это программа для разработки технологических и принципиальных схем, функциональных схем автоматизации. AutoCAD P&ID оптимизирует и автоматизирует выполнение рутинных операций проектирования. AutoCAD P&ID входит в состав программных комплексов Autodesk Plant Design Suites.

AutoCAD Plant 3D (см. далее) применяется для проектирования и моделирования промышленных предприятий, а также для создания технической документации. В распоряжении технических дизайнеров и конструкторов – возможность создания самых современных 3Dпроектов. Возможности проектирования на основе технических требований и библиотеки стандартных компонентов позволяют оптимизировать процесс проектирования и компоновки трубопроводов, оборудования и опорных элементов. Встроенные функции AutoCAD P&ID позволяют формировать и редактировать схемы трубопроводов и КИП, а затем согласовывать данные с 3Dмоделью. На основе 3D-модели можно создавать на чертежах изометрические и ортогональные виды. AutoCAD Plant 3D входит в состав программных комплексов Autodesk Plant Design Suites.

AutoCAD Structural Detailing – это AutoCAD, обладающий специализированными функциями для выпуска чертежей строительных конструкций. Продукт позволяет выполнять деталировку арматуры и создавать рабочие чертежи для изготовления стальных и железобетонных конструкций. В нем обеспечена поддержка технологии информационного моделирования зданий.

Семейство 3D САПР Autodesk Inventor содержит набор гибких инструментов для машиностроительного 3D-проектирования, анализа изделий, создания инструментальной оснастки и обмена проектными данными. Inventor – это технология цифровых прототипов, основанная на обладающей высокой точностью 3D-модели, которая позволяет осуществлять проектирование, визуализацию и анализ изделий еще до того, как будет изготовлен первый образец. Технология цифровых прототипов, реализованная в Inventor, помогает повысить качество изделий, снизить расходы на их разработку и ускорить их вывод на рынок.

AutoCAD MEP – это AutoCAD для проектирования отопительных, вентиляционных, электрических и санитарно-технических систем зданий. Автоматизация чертежных операций и функция выявления коллизий помогают повысить производительность и уменьшить количество ошибок.

Autodesk Navisworks – это комплексное решение для проверки архитектурностроительных проектов, позволяющее полностью контролировать результаты. В нем осуществляются интеграция и проверка 3D-моделей, фрагменты которых хранятся в разнородных форматах и поступают от всех участников процесса проектирования. Набор инструментов интеграции, расчетов и обмена данными помогает наладить координацию между различными отраслями проектирования, разрешить возникающие противоречия и планировать реализацию проекта еще до начала строительных работ. Navisworks поддерживает технологию информационного моделирования зданий и объектов инфраструктуры, а также 3D-модели промышленных предприятий и электростанций.

Широкое распространение AutoCAD в мире обусловлено также развитыми средствами разработки и адаптации, которые позволяют настроить систему под нужды конкретных пользователей и значительно расширить функционал базовой системы. Большой набор инструментальных средств для разработки приложений делает базовую версию AutoCAD универсальной платформой для разработки приложений. На базе AutoCAD самой компанией Autodesk и сторонними производителями создано большое количество специализированных прикладных приложений, таких как AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical, AutoCAD Architecture, GeoniCS, Promis-e, PLANT-4D, PLANT 3D, СПДС GraphiCS, MechaniCS и других.

Bentley Systems – американская компания, на рынке более 20-ти лет. Занимает достойное место на рынке САПР в США. В России известна больше в сегменте нефтегазового комплекса.

Наиболее популярные продукты в России: MX, InRoads, AutoPLANT, AutoPIPE, STAAD.

В качестве базовых графических продуктов использует собственное ядро MicroStation (на основе Siemens Parasolid), а так же AutoCAD компании Autodesk.

Bentley MicroStation представляет собой базовое графическое ядро. Отличается высокой производительностью, особенно при 3D моделировании. В новой версии, под маркой MicroStation 8i (не переведена на русский), имеет отличный встроенный визуализатор.

Имеет непривычный интерфейс и логику работы, что серьезно затрудняет работу тех, кто привык к AutoCAD. Поддерживает работу в двух форматах – DGN и DWG. Лучше всех, из альтернатив AutoCAD, понимает DWG-файлы, проксиграфику «на лету» преобразует в блоки с атрибутами и позволяет редактировать (этого не может даже AutoCAD 2009). Стоимость Microstation составляет 5650 долл. США.

Также, как и в случае AUTOCAD, имеется «облегченная версия» MicroStation PowerDraft, которая имеет, примерно, те же ограничения, что и AutoCAD LT (2D, программирование и т.п.). Однако, как графическая подоснова входит в часть вертикальных решений Bentley Systems. Кроме того, для просмотра файлов с расширением DGN и DWG можно использовать бесплатную Bentley View.

Для MicroStation имеются различные надстройки: MicroStation TriForma, позволяющая выполнять архитектурное проектирование; MicroStation Schematics, служащая для разработки схем любого назначения – технологических, принципиальных и т.д., а также другие надстройки.

Программное обеспечение от Bentley Systems во многом ориентировано на нефтегазовую отрасль. Компания предлагает полный пакет программных решений для нефтегазовой промышленности Digital Plant, охватывающий операции от топографической разработки местности, подготовки новой буровой площадки, проведения опытно-конструкторских работ и добычи сырья до разработки, строительства, технической эксплуатации и обслуживания комплексного нефте- или газоперерабатывающего предприятия. Программное решение Digital Plant это инженерно-техническая система, формирующая цифровую модель реального промышленного объекта и обеспечивающая управление данными на стадиях разработки концепции и выбора варианта проекта, подготовки площадки и планирования, концептуального и детального проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания, картографических решений. Сама компания для данной отрасли представила следующее деление по сферам применения (таблица 4).

Таблица 4 – Применение ПО Bentley Systems для нефтегазовой отрасли Землеустройство, генплан, транспорт, инфра- Bentley Power Civil Проектирование и строительство AutoPLANT P&ID Эксплуатация и техобслуживание ProjectWise Navigator Архитектура решений для нефтегазовой отрасли на основе ПО Bentley Systems показана на рисунке 2. Вкратце поясним назначение наиболее распространенных в нефтегазовой отрасли программных продуктов Bentley Systems (помимо Microstation), упомянутых выше.

Bentley PlantWise осуществляет предварительные расчеты расположения оборудования, массы и затрат и позволяет быстро выполнить трассировку трубопроводов в 3D-модели. Автоматическая трассировка трубопроводов обеспечивает возможность уже на ранней стадии проектирования быстро моделировать варианты размещения оборудования и прокладки трубопроводов с последующей оценкой затрат и весовым анализом с целью принять оптимальное решение при проектировании технологических объектов, а значит сократить сроки проектных работ.

AXSYS. Engine представляет собой единую (интегрированную) базу данных по всем проектным дисциплинам предприятия. База содержит в себе все фазы: от проектирования до эксплуатации и ремонта.

Bentley AXSYS.Process открытая система разработки технологических схем и функциональных схем автоматизации как на стадии проект, так и на стадии выпуска рабочей документации. Предназначенный для быстрой проработки и оценки множества вариантов, он помогает в выборе оптимального концептуального решения, что уменьшает затраты на этапе предпроектного анализа (FEED). Bentley AXSYS.Process имеет интерфейсы со всеми основными системами моделирования технологических процессов: HYSYS, AspenPlus, UniSim и Pro/II и другими. Управляя данными, полученными из этих систем, и сопоставляя информацию, Bentley AXSYS.Process дает возможность инженерам-технологам быстро подготовить и проанализировать альтернативные варианты проектных решений, а также сопоставлять данные, полученные при моделировании технологического процесса и технических расчетах, в единой среде для обеспечения целостности базы данных. AXSYS.Process позволяет автоматически получать схемы технологических процессов (PFDs) и предварительные принципиальные технологические схемы (P&IDs).

Рисунок 2. Архитектура решений для нефтегазовой отрасли на основе ПО Bentley Systems Bentley Structural предназначен для проектирования металлических конструкций.

Для проектирования промышленных объектов используется другой продукт под Bentley MicroStation Bentley PlantSpace. Однако на российском рынке хорошо известен другой продукт компании c тем же назначением – Bentley AutoPLANT (Piping 3D, Equipment, Raceways) который использует платформу AutoCAD (см. далее). Программное решение на базе AutoCAD используется для подготовки технологических схем, схем размещения контрольно-измерительных приборов, ведомостей и спецификаций, трехмерных моделей трубопроводов и строительных конструкций, оборудования, кабельных лотков и опор трубопроводов. Обнаружение пересечений приводит к уменьшению проблем при строительстве, а полное описание материалов обеспечивает их своевременную закупку.

Решение Bentley PlantSpace отличается от Bentley AutoPLANT в более выгодную сторону, т.к. MicroStation более адаптирован к работе с параметрическими 3D-объектами (3D организовано на ядре Siemens Parasolid). Функционал Bentley PlantSpace такой же, как и у Bentley AutoPLANT.

Bentley PowerCivil for Russia представляет собой программное решение, предназначенное для проектирования генпланов, дорог и подземных коммуникаций, т.е. для создания и поддержания транспортной инфраструктуры (не требует наличия Microstation). По сути, представляет собой программу для 3D-проектирования. Работает с с графическими форматами DWG и DGN.

Для планирования проектов по дорожному проектированию и строительству подземных сооружений используется также Bentley InRoads Suite.

WaterCAD служит для проектирования и анализа систем водоснабжения от моделирования работы системы при пожаротушении и проверки качества воды, до учета энергопотребления и управления капитальными затратами.

Bentley ProjectWise система документооборота и электронного архива. Она позволяет решать задачи управления процессом разработки и хранения проектной документации, сопровождения жизненного цикла объектов промышленного и гражданского назначений, объединения специалистов в территориально-распределенных организациях в рамках единой информационной среды, создания электронного архива. Автоматически интегрируется с Bentley Lifecycle Server.

ProjectWise Navigator средство визуализации для совместной работы территориально распределенных групп, дающее возможность графической навигации по трехмерным моделям и связанной с ними документации, а также для отображения графиков проектных работ и моделирования процесса строительства.

Bentley OnSite приложение для осуществления авторского надзора.

Для проектирования электрики, АСУТП, КИПиА, релейной защиты, телемеханики и т.д.

применяется программное обеспечение Bentley promis•e. С помощью promis•e, можно проектировать различные типы схем, монтажные панели, автоматически получать различные отчетные формы и многое другое за минимальное время. promis•e упрощает процесс проектирования, автоматически выполняя множество трудоемких операций: присвоение позиционных обозначений, маркировку проводников, создание перекрестных ссылок, что позволяет избежать большого количества ошибок и сэкономить большое количество времени. Promis•e в качестве платформы может устанавливаться на AutoCAD или MicroStation. Доступна также автономная версия.

Bentley ProConcrete специализированное решение на базе AutoCAD для моделирования и проектирования железобетонных конструкций. Приложение используется для создания моделей и получения рабочей документации по конструкциям зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве, а также в мостостроении. Проектировщики могут создать трехмерные модели армирования железобетонных конструкций с последующим формированием чертежей планов и разрезов.

Bentley ProSteel мощное специализированное решение на базе AutoCAD для моделирования и проектирования металлических конструкций зданий и сооружений любой степени сложности. ProSteel позволяет разрабатывать проект на всех стадиях: от моделирования и выпуска чертежей до монтажа металлоконструкций. Программа интегрирована с другими архитектурностроительными решениями Bentley (например, Speedikon, ProConcrete, STAAD.Pro) и представляет собой единое взаимоувязанное решение. ProSteel обеспечивает пользователя удобными и простыми в использовании инструментальными средствами для создания и редактирования металлических конструкций. Программа также содержит множество команд для автоматического решения задач проектирования, обычно отнимающих много времени (создание стандартных соединений, формирование 2D-чертежей, создание спецификаций, передача данных на станки с ЧПУ и т.д.).

Bentley speedikon Industrial предназначено для 3D-моделирования гражданских и промышленных сооружений (BIM-технология). Включает полные функциональные возможности по архитектурным решениям (Bentley speedikon Architectural) содержащее отраслевые модули, дополнения, адаптация и интерфейсы. Доступны версии на AutoCAD или MicroStation. Пользователь получает возможность решать задачи по моделированию зданий любого размера, сложности и функционального назначения. В программе, располагающей встроенными средствами документирования и визуализации, реализованы все фазы архитектурного проектирования: от концепции к разработке модели, а затем к чертежам и чертежным видам.

Bentley STAAD.Pro программный комплекс для расчета методом конечных элементов и проектирования стальных, бетонных, деревянных и алюминиевых конструкций по различным нормам проектирования, в т.ч. СНиП.

Программный комплекс Bentley AutoPIPE является многофункциональным решением, предназначенным для анализа и расчета напряженно-деформированного состояния трубопроводов и элементов несущих конструкций в статических и динамических условиях.

ProjectWise Lifecycle Server обеспечивает масштабируемую, основанную на поддержке стандартов, функцию хранения данных для рабочих групп, проектов или организаций. В его основу заложен механизм хранения и извлечения данных, который сочетает средства объединения данных из разных источников и создания централизованного хранилища. Предоставляет интерфейсы взаимодействия с разнообразными приложениями, в том числе системами обслуживания (Maximo), планирования ресурсов предприятия (SAP, JDE) и др., дает заказчикам и эксплуатирующим организациям быстрый доступ к актуальной технической документации и данным по объекту. Включает в себя систему управления изменениями на всех стадиях существования объекта (от выбора концепции до ликвидации).

Следует отметить, что большинство из приложений Bentley требует наличия Microstation (или AUTOCAD) в качестве графического ядра и других компонентов (в зависимости от ПО) для своей работы.

AutoCAD Plant 3D – инструмент для технологического проектирования и создания цифровых прототипов (цифрового моделирования промышленных объектов), а также создания технической документации. Данный продукт построен на самой распространенной в России платформе AutoCAD, файлы имеют формат DWG, поэтому специалисты могут с легкостью освоить функционал программы и обмениваться проектной информацией со смежными группами разработчиков.

Линейка Plant Design-решений Autodesk объединяет в себе AutoCAD P&ID, AutoCAD Plant 3D и семейство продуктов Navisworks. В AutoCAD Plant 3D полностью интегрирован функционал AutoCAD P&ID – приложения для выполнения технологических, монтажнотехнологических схем и схем КИПиА, – что позволяет согласовывать данные схем и трехмерной модели. Autodesk Navisworks в данном решении предназначен для обнаружения коллизий и для получения более качественной визуализации проекта. Хотя сокращение возможностей подразумевает отсутствие встроенных расчетных модулей, в AutoCAD Plant 3D реализована функция сохранения данных в формат PCF для дальнейшего импорта в приложения анализа напряжений.

Благодаря гибким инструментам 3D-моделирования, возможности быстрой генерации двухмерных и изометрических чертежей и различных отчетов пользователи AutoCAD Plant 3D могут заметно увеличить производительность, а наличие инструмента проверки согласованности данных и динамическая связь трехмерной модели с получаемой документацией позволяют повысить точность проектирования.

Рисунок 3. 3D-модель площадки насосов, полученная в AutoCAD Plant 3D Рисунок 4. 3D-модель узла учета нефти, полученная в AutoCAD Plant 3D AutoCAD Plant 3D уже содержит стандартный функционал и AutoCAD, и AutoCAD P&ID, поэтому не нужно приобретать данные продукты дополнительно. Русская версия AutoCAD Plant 3D включает в себя полностью переведенные на русский язык: меню, ленту, диалоговые окна, руководство пользователя, справочник команд, пошаговое руководство. Стоимость AutoCAD Plant 3D составляет 6490€ (для сравнения AutoCAD – мощный инструмент для 3D проектирования – 3068€, а AutoCAD P&ID – программа для создания и редактирования схем трубопроводов и КИП, а также для управления ими – 3894€).

Естественно, AutoCAD Plant 3D является не единственным продуктом в данном сегменте.

В нефтяной, газовой, химической и пищевой промышленности России успешно используется программное обеспечение Bentley PLANT.

Система Bentley Plant включает модули разработки схем, 3D-моделирования, расчеты, генерацию чертежей, спецификаций и изометрических схем. Она интегрирована с системой управления инженерным документооборотом и архивом Bentley ProjectWise. В линейке Bentley Plant представлены 2 семейства продуктов – AutoPLANT, использующее в качестве графической платформы AutoCAD, и PlantSpace на платформе MicroStation. Эти продукты являются взаимозаменяемыми. Компания взяла курс на объединение двух линеек на основе AutoPLANT. В свою очередь, в состав линейки AutoPLANT входят также решения для разнообразных расчетов: НДСТ AutoPIPE, гидравлических расчетов – PlantFlow, расчет на прочность узлов врезки штуцеров/патрубков сосудов и аппаратов – WinNOZL, расчет пульсаций потоков в трубопроводах – PULS. Продукты AutoPIPE и AutoPLANT имеют двунаправленный интерфейс передачи данных, что ускоряет итерационный процесс «проектирование – расчет».

Линейка AutoPlant включает несколько программных продуктов (см. некоторые из них пред. абзац). Они имеют русифицированный интерфейс и документацию. Стоимость различных продуктов рознится от, например, 360$ для Bentley AutoPLANT Isometrics до 4800$ для AutoPLANT ISOGEN Server. В Bentley Plant может использоваться MSDE (ядро системы MS SQL Server), что не требует оплаты дополнительных лицензий для СУБД.

Крупным заказчиком систем Bentley Plant в России является ОАО «ГАЗПРОМ».

Помимо линейки Bentley Plant Bentley Systems Inc. предлагает решения для всех задач проектирования в промышленном и гражданском строительстве – архитектурных, задач изысканий и генплана, проектирования инженерных сетей и т. д., а также задач проектного документооборота – с помощью системы управления проектными данными и инженерным документооборотом ProjectWise. Модуль Bentley ProjectWise обеспечивает возможность распределять проекты и выполнять их администрирование.

И Bentley AutoPLANT, и AutoCAD Plant 3D позволяют выполнять следующие функции:

управление проектными документами;

создание технологических, функциональных схем процессов;

моделирование и размещение оборудования;

трассировка трубопроводов;

расстановка трубопроводных опор;

создание модели металлоконструкций;

получение изометрических схем;

формирование 2D-чертежей;

получение отчетов и ведомостей;

организация совместной работы сотрудников проектных подразделений.

Учитывая, что основной функционал наиболее передовых САПР схож, а отличаются они в основном стоимостью, технической реализацией и наличием дополнительных возможностей (программ в пакете), более подробно рассмотрим реализацию данных функций на примере PLANT-4D – это система трехмерного проектирования объектов с разветвленной трубопроводной системой с успехом применяемая в том числе и в нефтегазовой отрасли (рисунок 5).

Основное назначение этой системы от голландского разработчика CEA Technology создание принципиальных технологических схем с КИПиА, пространственная разводка трубопроводов и кабельных трасс, проектирование систем отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции и кондиционирования, получение рабочей документации, создание и ведение баз данных оборудования, трубопроводной арматуры, деталей трубопроводов. Функции программы значительно расширяются, если она становится частью комплексной системы САПР к ним добавляются подготовка и выдача заданий смежным отделам, получение от них исходных уточненных данных и многое другое.

PLANT-4D, по сути, не является графической системой это база данных. На сегодняшний день это самое передовое направление, применяемое всеми ведущими разработчиками трубопроводных САПР. Использование СУБД позволяет проектировать объекты любой степени насыщенности, не оглядываясь на ресурсы CAD-системы, которая в случае PLANT-4D является визуализатором и средством редактирования базы данных проекта. Для пользователя же работа с моделью PLANT-4D мало отличается от работы в AutoCAD. В этом отличие голландской системы от других СУБД-ориентированных программных разработок: последние, как правило, используют графическое ядро, изначально встроенное в программу, тогда как PLANT-4D способен работать на нескольких версиях AutoCAD и MicroStation одновременно, в одном и том же проекте и без конвертирования.

Благодаря такому подходу PLANT-4D может успешно применяться для решения задач нефтегазовой отрасли как самостоятельная система или в рамках комплексной САПР, интегрируясь с другими системами, как на уровне данных, так и на графическом уровне.

Программа обладает широкой базой данных изделий и материалов. Помимо огромной элементной базы PLANT-4D предлагает удобный механизм создания и редактирования параметрических компонентов, а сама база полностью открыта и представляет собой набор таблиц. В базе собраны все основные нормативные документы, арматура ведущих производителей, параметрическое оборудование, элементы систем вентиляции, канализации, металлопрокат и многое другое.

Отдельно следует сказать о модуле получения спецификаций, ведомостей и других табличных документов. Благодаря архитектуре программы возможности настройки выходной документации ограничены только уровнем квалификации специалиста, осуществляющего техническую поддержку. Российская поставка включает настроенные формы вывода основных гостированных документов, а также некоторые негостированные формы, примеры документов, примеры заданий смежным отделам и другие документы. Все шаблоны и процедуры полностью открыты и доступны для редактирования.

PLANT-4D относится к модульным масштабируемым системам. В зависимости от решаемых задач можно подобрать оптимальную комплектацию, а в случае необходимости расширить ее, докупив дополнительные лицензии. Существует механизм плавающих лицензий, который еще больше упрощает расширение системы.

В состав Plant 4D входят модули:

Управление проектом (4D Explorer) – модуль, который является «ядром» системы PLANT-4D, осуществляет контроль доступа пользователей, управляет работой модулей и потоками данных, производит поддержку «сквозных» технологий проектирования, контролирует выполнение проекта и увязывает изменения при коллективной работе (рисунок 6);

Схемы (P&ID) – модуль, предназначенный для составления схем: технологических, принципиальных и любых других (рисунок 7). Используются технологии «умных»

объектов и объектно-ориентированных данных, осуществляется контроль ошибок;

Трубопроводы (Pipe) – модуль (рисунок 8), предназначенный для трехмерного моделирования систем трубопроводов и генерации чертежей (планов, разрезов и т.д.) Изоген (Isogen) модуль, предназначенный для генерации монтажных изометрических чертежей на основании соответствующей трехмерной модели, выполненной в PLANT-4D Трубопроводы (рисунок 9);

Конструктор компонентов (Component Builder) предназначен для создания и редактирования трехмерных параметрических компонентов;

Конструктор оборудования (Equipment) предназначен для интерактивного конструирования технологического оборудования (насосы, сосуды и т.д.) и размещения его в модели (расстановка на площадке);

Пакетный генератор чертежей (2D Deliverable) – модуль, позволяющий на основании правил и шаблонов автоматически генерировать чертежи с уже нанесенными основными надписями, размерами и прочей текстовой информацией;

Конструкции металлические;

Конструкции металлические деталированные;

Виртуальная реальность (VR) – модуль, которые предназначен для динамического отображения в реальном времени трехмерных моделей, выполненных в PLANT-4D Контроль коллизий (Clashing) – модуль контроля коллизий позволяет отследить нарушения предельно допустимых расстояний или пересечения (рисунок 10);

КИПиА (Electrical&Instrumentation) – модуль проектирования КИПиА. Имеет специальные функции обмена данными с PLANT-4D Схемы (рисунок 11);

Генератор миникаталогов (Specification Generator) – это модуль для отбора миникаталогов (классов) из общей (универсальной) базы данных компонентов;

Отопление и вентиляция (HVAC) – содержит параметрические библиотеки элементов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

Cable Raceway – содержит параметрические библиотеки элементов для прокладки Российские каталоги – библиотека элементов трубопровода, выполненных по российским государственным, отраслевым стандартам и техническим условиям Интерфейсы – модули для обмена информацией с различными расчетными модулями и системами проектирования высокого уровня: СТАРТ (НТП «Трубопровод»), CAESAR II, ADL PIPE, PDS, PDMS и другими программами и др.

Стоимость АРМ технолога Plant 4D составляет 225 тыс. руб., АРМ монтажника – тыс. руб. Plant 4D полностью русифицирован.

PLANT-4D активно используется предприятиями нефтехимической отрасли. Среди наиболее известных «Гипровостокнефть», «ВНИПИгаздобыча», «Гипрогазцентр», «СлавнефтьЯНОС», «НижневартовскНИПИнефть» и другие. Благодаря API-интерфейсу PLANT-4D может быть дополнен подключаемыми модулями, написанными на языках высокого уровня типа С++.

Это открывает практически неограниченные возможности развития системы под требования конкретного предприятия. Наличие API-интерфейса и СУБД-ориентированность системы устраняют барьеры при обмене данными с другими программами, например с решениями для прочностного расчета, системами проектирования металлоконструкций и любыми другими, которые, в свою очередь, поддерживают интеграцию.

Система PLANT-4D имеет сертификат соответствия № РОСС RU.СП11.Н00144 ГОССТРОЯ России № 0312928.

Базы данных для PLANT-4D предусматривают работу по российским государственным, отраслевым и корпоративным стандартам. Эти базы составлены специалистами в области проектирования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств, а также людьми, имеющими богатый опыт работы с системами автоматизированного проектирования и адаптации таких систем.

«Библиотека ГОСТов» охватывает широкий ассортимент труб, отводов, переходов, тройников, заглушек, арматуры, фланцев, шпилек, прокладок, крепежных деталей, задвижки, задвижек с электроприводом, клапанов обратных, клапанов обратных бесфланцевых, клапанов запорных, клапанов проходных, клапанов угловых, клапанов проходных со смещением оси, клапанов трехходовых, клапанов отсечных, клапанов предохранительных, клапанов регулирующих, штуцеров оборудования и других. В базе данных PLANT-4D заложены более 70 нормативных документов (ГОСТ, ОСТ, ТУ, АТМ и т. д.) и каталоги отечественных производителей (178 производителей).

Созданная для PLANT-4D библиотека является наиболее полной из всех существующих на сегодняшний день.

Рисунок 9. Автоматическое построение изометрических чертежей в ISOGEN Благодаря своей архитектуре, функциональности, возможностям коллективной работы над проектом, даже если в проекте заняты несколько организаций, PLANT-4D является хорошим выбором для компаний, связанных с проектированием и эксплуатацией объектов нефтегазовой отрасли. Еще одним подтверждением этому является выбор, сделанный в пользу PLANT-4D мировыми гигантами, такими как «Роснефть», Shell, BP, PETRODESIGN, «Славнефть», Harris Group, Inc., Linde, Gaz de France, Total и многими другими компаниями по всему миру.

Когда приходится решать классы задач, включающих поддержку всего цикла от строительства через эксплуатацию до реконструкции проектируемого объекта, нужно рассматривать системы, изначально ориентированные не только на комплексную поддержку разделов проектирования, но и на создание и использование единой модели данных всего объекта.

К таким системам на сегодняшний день можно отнести PDMS (AVEVA) и PDS (Intergraph), а также не так давно появившийся комплекс SmartPlant Enterprise компании Intergraph. Эти два производителя предлагают полный комплекс решений для проектирования промышленных предприятий.

AVEVA PDMS (Plant Design Management System) является частью (одним из интегрированных приложений) пакета AVEVA Plant, позволяющего поддерживать объект проектирования на протяжении всего жизненного цикла от создания первоначального проекта до вывода объекта из эксплуатации.

AVEVA PDMS – это среда проектирования для всех проектных дисциплин c централизованным хранением данных на основе собственной объектно-ориентированной базы DABACON, предназначенная для трехмерного проектирования промышленных предприятий. Система включает в себя модули для проектирования:

трубопроводов (рисунок 13);

металлоконструкций, узлов металлоконструкций (рисунок 14);

лестниц, стремянок, площадок обслуживания оборудования (рисунок14);

архитектурной части: панелей и плит, стен и полов, окон, дверей, узлов;

системы отопления, вентиляции и кондиционирования (рисунок 15);

электрики и КИП, а также структуры и кабельных лотков.

Проектирование выполняется на основе каталога и спецификаций, стандартных изделий в трехмерной среде с помощью инструментов, которые обеспечивают отсутствие коллизий. Из модели можно автоматически получить полный набор чертежей, в том числе изометрические чертежи трубопроводов.

Основа системы проектирования – интегрированная цифровая модель предприятия, которая включает в себя интеллектуальные схемы – технологические, электрические и КИПиА, трехмерную модель объекта и рабочую документацию.

Проектная документация выдается автоматически непосредственно по данным 3D модели в соответствии с российскими нормами оформления. Встроенная функция контроля ревизий позволяет отслеживать все изменения между выпусками чертежей.

Система поставляется c базами данных по деталям трубопроводов, металлоконструкциям, элементам зданий, отопления и вентиляции, опор и подвесок, выполненных по ГОСТ, а так же по международным стандартам, что позволяет выполнять как российские, так и международные проекты. Базы данных могут создаваться и редактироваться с помощью удобного графического интерфейса, использование которого не требует навыков программирования.

Все специалисты-проектировщики работают над проектом в едином информационном пространстве, что в разы сокращает затраты на согласование проектных решений. У каждой из этих групп имеется собственная специализированная трехмерная полноцветная среда проектирования, но каждая группа имеет возможность отслеживать процесс всего проектирования объекта в целом. Добавление в базу модели происходит в виде сессий. Изменения видны всем участникам проекта и их (сессии целиком или отдельные изменения) всегда можно откатить за счет сохранения истории изменений в базе данных. Кроме того, в процессе проектирования возможно отслеживать коллизии (несоответствия) благодаря AVEVA Clash Manager и создавать подробные отчеты по ним.

Рисунок 12. Типичная модель оборудования, выполненная с помощью AVEVA PDMS При проектировании в PDMS создается база данных предприятия, из которой можно получать предварительные и детальные чертежи, ведомости материалов (MTO) и спецификации, а также различные отчеты по проекту, например ведомости трубопроводов или экспликации оборудования.

Рисунок 13. Изометрические чертежи трубопровода и ведомости выдачи материала (слева) и PDMS позволяет осуществлять разнообразные проверки всех аспектов проектирования, что способствует повышению качества выполнения проекта. Правила проектирования, созданные для управления поведением элементов объекта (например, связь трубопроводов с отверстиями через которые они проходят в стенах или обеспечение правильного расположения оборудования на опорных балках) могут автоматически перепроверяться в любое время при проектировании.

Чертежи и отчеты генерируются непосредственно из базы данных модели, что позволяет обеспечить согласованность исходных данных и конечных результатов.

Возможности системы позволяют не только значительно сократить сроки проектирования, выполнять одновременно несколько проектов, но при этом и повысить качество проектной и рабочей документации, что значительно снижает возможные дальнейшие издержки и риски заказчика.

Рисунок 14. Проектирование лестниц и площадок (слева) и сложных металлоконструкций (справа) Рисунок 15. Моделирование воздуховодов и выпуск чертежей блоков воздуховодов Возможности системы уже продемонстрированы на таких крупных объектах, как ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез, Московский НПЗ, Ачинский НПЗ, ТАТНЕФТЬ, ТАНЕКО и других (рисунок 16).

Рисунок 16. Различные проекты нефтегазовой отрасли, выполненные в Aveva PDMS AVEVA PDMS не имеет поддержки русского языка, хотя это направление и планируется внедрять (с 2007 года компания AVEVA открыла представительство в России). За богатые возможности проектирования приходится расплачиваться высокой ценой – свыше 1,5 млн. руб. (зависит от варианта поставки).

Комплексное решение SmartPlant Enterprise от компании Integraph включает в себя две основные составляющие:

1) набор специализированных средств проектирования (собственно, САПР):

SmartPlant P&ID (создание функционально-технологических схем трубопроводов SmartPlant Instrumentation (проектирование приборов автоматизации и контуров SmartPlant 3 D (система трехмерного проектирования);

Aspen ZyQAD (система проектирования диаграмм потоков);

SmartPlant Review (система комплексной визуализации трехмерных моделей);

Marian (система управления материально-техническим снабжением).

2) SmartPlant Foundation единая система управления всей технической информацией на протяжении всего жизненного цикла объекта. Эта система управляет как документами, так и технической информацией и в то же время является платформой, интегрирующей различные САПР и системы класса ERP.

Кратко рассмотрим процесс проектирования с использованием SmartPlant Enterprise.

Первый этап – создание в системе HYSYS расчетной модели процесса и ее передача в Aspen ZyQAD для публикации полученных документов и инженерных данных в системе управления технической информацией SmartPlant Foundation. На этом этапе формируется отдельный общий перечень потоков с технологическими характеристиками для всего объекта.

Полученные в ZyQAD потоки передаются из SmartPlant Foundation в SmartPlant P&ID для создания технологических схем трубопроводов и приборов КИП (PID). На основе диаграмм потоков формируются подробные технологические схемы по установкам либо отдельно по каждой позиции оборудования. В технологических схемах происходит разделение потоков на трубопроводы и трубопроводов на участки. Расставляются точки контроля и управления, определяется их тип. Специалисты КИПиА группируют представленные технологами точки контроля по контурам управления и создают проектные позиции приборов на технологической схеме. Все заведенные в модель инженерные данные публикуются в SmartPlant Foundation для их последующего использования в SmartPlant Instrumentation, SmartPlant Electrical и SmartPlant 3D.

В SmartPlant Instrumentation на основе технологических схем, выполненных в P&ID и опубликованных в SmartPlant Foundation, создаются приборы КИПиА, контуры управления и сигналы в контуре управления. Затем данные снова передаются в P&ID для создания функциональной схемы. Помимо этого проектируются кабели, клеммники и шкафы с их подключениями – с учетом сигналов, а также шкафы управления, платы, слоты и каналы, осуществляются кроссировка в шкафах и ассоциация сигналов с каналами. Производятся генерация схем подключения и формирование документации.

В SmartPlant Electrical выполняется электрическая схема распределительных сетей.

Нагрузки, оборудование и приборы, которые необходимо запитывать, передаются из SmartPlant P&ID и SmartPlant Instrumentation. А полученный кабельный журнал в свою очередь публикуется в SmartPlant Foundation для использования в SmartPlant 3D и определения длины и трассы прокладки.

Из SmartPlant Foundation в SmartPlant 3D передается для формирования трехмерной модели созданная в P&ID схема со всеми параметрами технологического оборудования, трубопроводов, фитингов, приборов КИПиА, необходимыми для создания пространственной модели объекта.

Рассмотрим более детально саму технологию и преимущества ее использования на примере стыковки SmartPlant P&ID и SmartPlant 3D для создания технологической части пространственной модели.

Как уже сказано, технолог, работающий в SmartPlant 3D, получает из SmartPlant Foundation PID-схему, на которой прорисованы все элементы (с набором необходимых параметров), которые предстоит разместить в пространственной модели.

Проектирование начинается с создания и размещения оборудования. При этом достаточно создать только объемное пространственное отображение оборудования и указать связь с оборудованием на PID-схеме, все его необходимые атрибуты будут переданы в трехмерную модель. Остальные объекты пространственной модели, такие как трубопроводы, их детали и трубопроводная арматура, берутся уже непосредственно с PID-схемы простым выбором размещаемого элемента. То есть специалисту-проектировщику, создающему пространственную модель, нет необходимости ни заносить, ни даже знать какие-либо параметры размещаемого объекта. Все атрибуты, начиная от основных (условный диаметр, перекачиваемый продукт, давление и т.д.) и заканчивая параметрами, необходимыми для автоматического выбора конкретного элемента в SmartPlant 3D, берутся из PID-схемы (рисунок 17). Таким образом, работа над созданием трехмерной модели превращается в пространственную компоновку элементов, выбираемых из технологической схемы.

При осуществлении этой компоновки программный комплекс автоматически производит проверку. К примеру, при попытке разместить не на том участке арматуру или какую-либо деталь трубопровода SmartPlant 3D блокирует выбор и выдаст сообщение об ошибке.

Кроме того, при использовании данной технологии любой элемент, размещенный в пространственной модели, сохраняет связь с PID-схемой. Эта особенность дает целый ряд преимуществ. Объект, который уже был размещен в трехмерной модели, не может быть выбран и размещен снова, пока не удалены результаты первого размещения. При выборе любого объекта в технологической схеме выбираются соответствующие ему объекты в пространственной модели – и наоборот. Технология также позволяет отслеживать, какие элементы PID-схемы уже размещены в модели, а какие еще нет. Автоматически осуществляется цветовая индикация технологической схемы, полученной из SmartPlant Foundation. Неразмещенные элементы отображаются одним цветом. Элементы, которые уже размещены (в случае, если все отслеживаемые параметры соответствуют параметрам технологической схемы), подсвечиваются другим. Элементы, имеющие какие-либо несоответствия, отображаются третьим. Также можно настроить разную цветовую индикацию в зависимости от типа несоответствий: неправильная топология соединений или несовпадение какого-либо из технологических параметров.

Поскольку после размещения элементов в пространственной модели сохраняется связь с PID-схемой, программа отслеживает соответствие не только технологических параметров, но и топологии соединений. То есть, производится проверка правильности соединения трубопроводов со штуцерами, приборами и между собой, а также проверка последовательности расположения арматуры, деталей и врезок на участке трубопровода. Проверяется и наличие всех элементов на трубопроводе. Даже если участок трубопровода отрисован абсолютно верно, но при этом пропущена арматура или какая-либо деталь, такой участок будет отображаться как топологическая ошибка.

Любой элемент с предупреждающей цветовой индикацией можно выделить, а в его свойствах будет указано, по каким атрибутам система обнаружила нестыковки. Если произошла нестыковка тех или иных технологических параметров, то значения всех интересующих параметров можно взять из технологической схемы нажатием одной кнопки. Эта функция очень полезна при изменении PID-схемы, поскольку после обновления технологической схемы сразу же видно, какие из элементов изменились. Можно перебрать эти элементы, просмотреть список и значения изменившихся параметров. А можно просто выделить такие элементы и, нажав однуединственную кнопку, согласовать сразу все изменившиеся атрибуты для всех элементов модели.

Эта функция работает даже при изменении таких существенных параметров, как, например, условный диаметр трубопровода или давление. Все изменившиеся элементы перерисовываются автоматически.

Намного упрощается проверка пространственной модели: если все элементы размещены на модели и правильно скоррелированы, PID-схема отображается зеленым цветом. При проверке достаточно в этом убедиться, а в самой модели нет необходимости проверять правильность присвоения атрибутов (рисунок 18).

Результаты проектирования в SmartPlant Enterprise не ограничиваются одним лишь получением проектной документации. В ходе проектирования создается интеллектуальная информационная модель объекта (рисунок 19), которую можно использовать на протяжении всего жизненного цикла объекта: при проектировании, в процессе строительства и непосредственно при эксплуатации.

Таким образом, существует возможность, выбрав любую проектную позицию в цифровой модели, перейти к трехмерной модели или технологической схеме, причем данный элемент будет автоматически найден, выделен, на нем отцентрируется камера. В трехмерной модели можно не только получить полное представление о том, как выглядит этот элемент, где он размещается, увидеть топологию его связей и соединений, но также просмотреть все свойства и атрибуты, занесенные в трехмерную модель на этапе проектирования. Кроме того, разработаны инструменты перехода от пространственной модели и технологической схемы в цифровую модель.

SmartPlant Enterprise не русифицирован и имеет достаточно высокую стоимость – стоимость права пользования лицензией одного только SmartPlant 3D составляет свыше 48,5 тыс.

долл., однако, обладает самыми мощными функциональными способностями из рассмотренных САПР.

При определении границ использования той или иной САПР необходимо учитывать особенности объектов проектирования и ведения проектных работ на предприятии. Потребителями могут быть как проектные организации, так и ПКО (ПКБ) заводов. Проектные организации чаще заняты проектированием объектов «с нуля» и крупных промышленных объектов целиком, тогда как в рамках заводов ведутся, в основном, работы по реконструкции существующих систем или проектирование отдельных установок. Поэтому целевыми нишами продуктов высшего уровня PDMS, PDS и SmartPlant 3D в большей степени являются проектные институты.

Что касается выбора по техническим особенностям продуктов, удобству интерфейса, соответствию конкретным задачам предприятия и т. д., то такие вопросы решают технические специалисты организации после знакомства с работой продуктов.

Немаловажным критерием является стоимость программного продукта. Наиболее дорогостоящими являются системы компаний AVEVA и Intergraph, что компенсируется наибольшими функциональными возможностями.

Следует отметить, что помимо стоимости самого продукта, необходимо учитывать также стоимость необходимого программного обеспечения графической платформы, СУБД, а также затраты, входящие в стоимость владения продуктом обучение, обновление лицензий, техническая поддержка и т.д. Если продукт не имеет собственной графической платформы и встроенной СУБД, на их приобретение потребуются дополнительные затраты.

Отметим, что все системы среднего уровня Bentley Plant, CADWorx и Plant-4D используют стандартные СУБД Oracle, MS SQL Server, MS Access. Кроме того, в Bentley Plant может использоваться MSDE (ядро системы MS SQL Server), что не требует оплаты дополнительных лицензий для СУБД. SmartPlant 3D использует СУБД Oracle или MS SQL Server. А вот компания AVEVA пошла по пути разработки и использования собственной объектно-ориентированной базы данных DABACON.

Следует учесть, что у SmartPlant 3D и Aveva PDMS отсутствует русифицированный интерфейс. Также для качественного внедрения САПР важны обучение и техническая поддержка.

Все рассматриваемые продукты активно поддерживаются в России.

В такой крупной сфере, как нефтегазовая, используется (или предпринимаются попытки использовать) большое количество систем данного класса. Хотелось бы отметить в первую очередь российские системы PartY PLUS (Lotsia PDM PLUS) и Лоцман PLM от компании «АСКОН».

Исторически так сложилось, что прикладные системы на основе Lotsia PDM PLUS довольно широко распространены в нефтегазовой отрасли. Lotsia PDM PLUS является интегрированным решением, включающим средства управления составом изделия, защищенного электронного архива и автоматизации документооборота. Программный продукт ориентирован на групповое параллельное проектирование, производство и сопровождение сложных технических систем, каковыми являются системы нефтегазовой отрасли.

Система построена в архитектуре «клиент-сервер» и является системой масштаба предприятия или корпорации с территориально распределенными филиалами. Но может быть использована и на уровне подразделения (обычно так и бывает на этапе пилотного проекта). Поддерживаются наиболее распространенные операционные системы: MS Windows 95/98/2000/ME/XP/Vista, MS Windows 7, Novell NetWare для «толстого» клиента и любая, поддерживаемая СУБД, для сервера СУБД. Продукт соответствует требованиям отечественных (ЕСКД, СПДС и др.) и зарубежных (ISO 9000, STEP) стандартов.

В состав Lotsia PDM PLUS входят следующие модули: электронный архив, workflow (управление документооборотом), PDM, генератор отчетов, средства импорта данных из файлов и баз данных, интерфейсы к прикладным САПР (опционально – см. ниже), модуль репликации (опционально), средства просмотра и аннотирования (опционально), утилита пакетной печати документов (опционально), средство полнотекстового поиска (опционально), API-интерфейс, готовые примеры настроек для различных предметных областей.

Система поддерживает СУБД Sybase, MS SQL Server, Oracle.

Также на сегодняшний день имеются интерфейсы к ряду САПР: некоторым продуктам компании Bentley Systems (MicroStation и приложениям для него); Autodesk AutoCAD, Autodesk Inventor, Mechanical Desktop, SolidWorks, Компас-График и др. Также через ODMA поддерживается интеграция с большим числом офисных и графических приложений (Visio, CorelDraw, MS Office и др.).

В нефтегазовой отрасли Lotsia PDM PLUS в первую очередь используется как система учета и паспортизации оборудования и имущества (рисунок 17), АСУ ремонта и эксплуатации.

Данное решение позволяет не только вести учет единиц оборудования, но и обеспечить автоматизацию следующих процессов:

создание и ведение электронного паспорта оборудования и другого имущества предприятия на основании информации, имеющейся в базе данных;

привязка оборудования к объектам нефтедобычи, что позволяет определить, какое именно оборудование установлено на том или ином объекте нефтедобычи, и получить полные технические или экономические характеристики;

контроль наличия и состояния оборудования, ежедневное отслеживание его состояния, что позволяет достаточно оперативно управлять технологическим процессом;

контроль перемещения оборудования, с помощью которого можно определить, где и когда оно было установлено, по какой причине его демонтировали и куда направили;

контроль деятельности сервисных организаций, дающий возможность составлять задания на выполнение работ, контролировать их выполнение и качество;

статистическая обработка данных по отказам и авариям оборудования (по причинам, по времени и затратам на устранение последствий, по потерям);

формирование отчетов и паспортов в соответствии с требованиями Ростехнадзора;

оперативное получение информации по ценам поставки, монтажа, замены оборудования и т.д.

Также на предприятиях нефтегазовой отрасли Lotsia PDM PLUS используется как универсальное решение для организации электронного архива в масштабах предприятия (для хранения документов система использует защищенные библиотеки на файл-серверах под управлением MS Windows NT/2000 и Novell NetWare), электронного документооборота организационнораспорядительной документации и управления договорами (автоматизация таких типовых процедур, как регистрация, рассылка, утверждение документов, проведение изменений в документах, поддержка жизненного цикла документов, контроль формирования и исполнения мероприятий, регистрация и исполнение заявок клиентов и многих других), управления ресурсами и персоналом.

Рисунок 17. Пример решения на основе Lotsia PDM Plus для нефтегазовой отрасли Прикладные системы используются (в том числе, в территориально-распределенном режиме) в НК "Лукойл" и ряде других нефтяных компаний. Приложения на основе PartY для компаний нефтегазовой отрасли предлагает, в частности, компания ИВС (Пермь).