Pramoninių objektų projektavimo specifika
Jau nebereikia įrodinėti, kad statinių informacinis modeliavimas (angl. Building Information Modeling, BIM) ne tik leidžia tinkamai koordinuoti daugelio projektavimo disciplinų sąveiką ir atskirų projekto komandų bendradarbiavimą, bet ir padeda virtualiai suplanuoti statybos procesą, tinkamai organizuoti tiekimą, išvengti prastovų, montavimo klaidų, greičiau priduoti objektą. Skaitmeninis statinių modelis taip pat gali prisidėti prie efektyvesnės objekto eksploatacijos: organizuoti priežiūrą, planuoti remonto darbus, valdyti turtą.
Tačiau pramonės įmonių automatizuoto projektavimo sistemos tebėra labai specifinė projektuoti ir valdyti skirtos programinės įrangos sritis. Projektuojant energetinį kompleksą ar gamyklą, keliamas daugialypis uždavinys – sukurti technologinių procesų ir materialiosios dalies (vamzdynų, įrenginių, valdymo ir maitinimo bei aprūpinimo sistemų, taip pat statybinių konstrukcijų ir pastatų) kompleksinį projektą, pagal kurį būtu galima ne tik sukomplektuoti reikiamus komponentus, organizuoti statybą, sumontuoti konstrukcijas ir įrangą, inžinerinio aprūpinimo sistemas bei pradėti gamybą, bet ir toliau vykdyti veikiančios įmonės valdymo ir technologinių procesų priežiūros, dokumentų archyvo centralizuoto saugojimo ir tvarkymo, eksploatacinių apžiūrų ir remonto, rekonstrukcijos ar modernizacijos, o prireikus ir likvidavimo ar išmontavimo darbus.
Kai baigiasi skaitmeninė statyba ir prasideda skaitmeninė gamyba
Skaitmeninės statybos metodai leidžia parinkti teisingus techninius sprendimus, siekiant optimalaus projekto rezultato, užtikrinti projekto ir statybos proceso sąsajas, padidinti visų projekto dalyvių darbo našumą, efektyvų bendravimą. Šiuo aspektu skaitmeninės statybos ir skaitmeninės gamybos metodai bei principai turi daug bendrų bruožų.
Skirtumai atsiranda dėl to, kad tradiciškai skaitmeninėje statyboje (BIM) buvo pabrėžiama trimačio (3D) grafinio modelio reikšmė, kuriuo naudojantis išleidžiama standartinė statybinio projekto dokumentacija: brėžiniai, žiniaraščiai ir techninės specifikacijos. Ir tik dabar informacinio duomenų modelio vertė pradedama suvokti plačiau.
Skaitmeninėje gamykloje, atvirkščiai, pirmenybė visuomet buvo teikiama būtent informaciniam duomenų modeliui ir jo valdymui, pabrėžiant informacijos tęstinumą visose objekto gyvavimo ciklo stadijose, o grafinis modelis atlikdavo komponavimo ir koordinavimo vaidmenį projektuojant, kaip vaizdinė priemonė technologinei informacijai pateikti, atpažinti ir ieškoti naudojimo bei priežiūros fazėje (1 pav.).
Kaip skaitmeninė gamykla padeda efektyviau organizuoti gamybą
Gamybinių įmonių ūkyje egzistuoja daugybė komponentų, nebūdingų įprastų civilinių pastatų ir statinių administravimui. Tai technologinio proceso objektai: įrenginiai, vamzdynai, automatikos ir elektros bei kiti inžineriniai tinklai, proceso komponentai.
Pramonės įmonių inžinerinės informacijos valdymo sistemos leidžia sujungti modelius, dokumentus ir technologinius procesus į visumą, kad eksploatuojant būtų galima efektyviau valdyti turtą ir jo priklausinius. Be to, trimatis gamyklos modelis gali būti susiejimas su realiojo laiko priežiūros ir duomenų surinkimo (SCADA), saugumo užtikrinimo (HSE), apskaitos bei išteklių valdymo (ERP), turto ir jo priklausinių valdymo (AM/FM) sistemomis (2 pav.).
Pavyzdžiui, integruotoje inžinerinės informacijos valdymo sistemoje vartotojas ieško siurblio Nr. P-1409. Jis gali rasti šį siurblį dvimatėse (2D) procesų ir įrangos (P&ID) diagramose, iš čia pereiti prie jo pozicijos atvaizdavimo trimačiame gamyklos modelyje, per dokumentų sąsajas atverti montažinius brėžinius ir kitą su įrenginiu susijusią techninę dokumentaciją, suplanuoti priežiūros grafike eilinę siurblio apžiūrą ir remontą. Žyma apie apžiūrą arba remontą bus užfiksuota P&ID diagramose, užpildyta apklausos lapuose ir atvaizduota sutartiniu ženklu trimačiame modelyje.
Tai leidžia operatoriui kontroliuoti ir technologinį procesą, ir objekto fizinę būklę. Šios priemonės idealiai tinka eksploatuojančioms organizacijoms, nes peržiūrint galima pateikti užklausas ir gauti duomenų bazėje turimą informaciją apie kiekvieną objektą, tikrinti paleidimo ir derinimo, remonto, rekonstrukcijos, išmontavimo procesus. Modelio duomenys tampa prieinami visiems gamybos proceso dalyviams, todėl gerokai padidėja turimos informacijos vertė ir jos naudojimo efektyvumas (3 pav.).
Sumodeliuoti ar nuskenuoti?
Idealu, jei statybos rangovas užako projektuotojams trimatį gamyklos projektą kartu su visa atributinės bei technologinės informacijos duomenų baze ir gali perduoti šią žinių bazę pramoninio objekto valdytojui naudoti. Tačiau praktiškai visi šiuo metu eksploatuojami pramoniniai ir energetiniai objektai buvo perduoti į gamybą prieš skaitmeninės statybos erą be jokios duomenų bazės, juolab be trimačių objekto modelių, turinčių reikiamas sąsajas. Projektinė ir išpildomoji dokumentacija dažniausiai buvo perduodama popieriniais brėžiniais, schemomis, aiškinamaisiais raštais ir techninėmis specifikacijomis. Idealiu atveju tokia dvimatė ir tekstinė dokumentacija galėjo būti gauta CAD failų ir skaitmeninių dokumentų pavidalu. Ar, norint diegti efektyvias pramoninių objektų eksploatavimo sistemas, reikia suprojektuoti objektą iš naujo, atkuriant trimatį modelį su susijusia informacija?
Toks skaitmeninės gamyklos atkūrimo būdas galimas, tačiau jam gali prireikti daug laiko ir sąnaudų. Tai visai nėra būtina, nes, kaip minėta, trimatis modelis nėra esminė informacija, reikalinga efektyviai pramoninio objekto eksploatacijai. Technologinius elementus rasti ir peržiūrėti erdvėje galima ir naudojant šiuolaikines skenavimo technologijas. Gamyklos, katilinės, elektrinės ar kito energetinio komplekso erdvę galima inventorizuoti trimačio lazerinio skenavimo priemonėmis, gaunant taškų debesį, o popieriniuose brėžiniuose ir ataskaitose pateiktus duomenis atpažinti taikant jau seniai žinomas optinio ženklų atpažinimo (angl. Optical Character Recognition, OCR) priemones. CAD failų ir skaitmeninių dokumentų versijų turinys moderniose gamybos inžinerinės informacijos valdymo sistemose yra indeksuojamas automatiškai.
Taigi pramoninio objekto informaciją galima santykinai nebrangiai ir per gana trumpą laiką skaitmeninti net iš esamos lauko situacijos ir popierinės dokumentacijos.
Skenuota informacija automatiškai susiejama tarpusavyje pagal atpažintas žymes (angl. tag). Taip pasiekiama, kad duomenų bazėje registruotas kiekvienas technologinis elementas (siurblys, sklendė, talpykla, vamzdyno linija ir t. t.) įgytų sąsajas su gamintojo specifikacija, valdymo, bandymo ar saugumo procedūrų instrukcijomis, elemento simboliais brėžiniuose, schemose.
Trimačiame taškų debesyje visi technologiniai elementai atpažįstami vizualiai ir vaizde įvedamas žymeklis su tuo pačiu elemento kodu, kurio jis yra registruotas duomenų bazėje (4 pav.). Taip užbaigiama spartaus skaitmeninės gamyklos sukūrimo grandinė ir toks virtualus pramoninis objektas yra paruoštas efektyviai eksploatuoti.
Informacinio modelio nauda kaupiasi per visą gamyklos gyvavimo ciklą
Pasaulinė praktika rodo, kad skaitmeninis gamyklos modelis padeda sumažinti kapitalines statybos išlaidas, anksčiau priduoti objektą ir pradėti gamybą. Statybų industrijos instituto (Construction Industry Institute, JAV) tyrimų duomenimis, pramoninio objekto skaitmeninio modelio sudarymas leidžia apie 20 % sumažinti projektavimo išlaidas, iki 39 % padidinti statybos ir montavimo tempus ir 15 % efektyviau išnaudoti gamybos pajėgumą.
Skaitmeninis projektavimas atspindi skaitmeninės statybos technologijų naudą – sumažinti kapitalines objekto statybos ar renovacijos, modernizacijos išlaidas. Spartesni statybos ir montavimo tempai leidžia greičiau pradėti gamybą pramoniniame komplekse, vadinasi, anksčiau patenkinti užsakovo poreikius, pradėti kurti pajamas ir paspartinti investicijų atsiperkamumą (5 pav.).
Nors prognozuojamas efektyvumo padidinimas eksploatacijos metu yra santykinai mažesnis, nei galimas pasiekti projektuojant ar statant, būtent šis efektyvumo koeficientas duoda daugiausia naudos, nes objektas bus eksploatuojamas daug metų ir netgi dešimtmečių. Taip nauda auga ir nuolat atsikartoja, efektyvesnis energetinio ar gamybinio komplekso valdymas didina jo pelningumą, leidžia atpiginti produkcijos kainą ar didinti gamybos apimtis, žiūrint, kokie yra keliami tikslai.
Skaitmeninės statybos ir skaitmeninės gamybos principai bei metodai yra panašūs, susišaukiantys. Galima sakyti, kad skaitmeninė statyba yra sudedamoji skaitmeninės gamybos dalis, bet skaitmeninėje gamyboje daugiausia dėmesio skiriama pramoninio objekto darniai eksploatacijai, spartesnei investicijų grąžai ir pelningumui didinti.
KOMPIUTERINIO PROJEKTAVIMO SISTEMOS IR PASLAUGOS WWW.INRE.LT
