Синергия новых инженерных решений и BIM-технологий дает фантастический эффект

Картинки по запросу BIMПроектирование умных современных заводов начинается с умного проекта здания. Компании используют новейшие технологии, которые в комплексе дают синергетический эффект – рост эффективности деятельности во всех процессах жизненного цикла. Перед нашим интервью журналистам дали возможность ощутить себя в роли проектировщиков (или заказчиков) строящегося нашей компанией огромного завода. В очках для виртуальной реальности мы смогли пройти по еще не существующим цехам, заглянуть в техническое запотолочное пространство, заблудиться среди коллекторов и коммуникаций, выйти на крышу и посмотреть с высоты птичьего полета на вполне реальный подмосковный город, где строится этот завод.

Картинки по запросу BIM

По словам основателя и технического директора компании, сейчас проектировщики часами «ходят» таким образом по зданию, проверяя его в почти реальных условиях на предмет всех возможных недочетов. С обсуждения этой темы и началась наша беседа.

– Андрей, такая цифровизация – это новый этап развития проектирования?
– Безусловно, процесс перехода проектирования на цифровые технологии необратим. Как 20 лет назад все от кульманов перешли к компьютерному проектированию на «Автокаде», так и сейчас происходит неизбежный переход от двухмерного к трехмерному проектированию. Мы пользуемся BIM, то есть Building information modeling, когда идет не просто 3D-проектирование, а это 3D насыщено информационной составляющей.

Также смотрите другие примеры инжиниринга и BIM-технологий

Понятно, что дорога тут тернистая, технология новая не только для нас, но и за рубежом. Есть много и программных продуктов, и внутри этих программных продуктов много нюансов, поднюансов и так далее. Поэтому, чтобы даже внутри компании организовать вот такое цифровое проектирование, появилась новая должность, специальность «BIM- менеджер». Это человек, де-факто создающий стандарты проектирования либо для организации, либо для конкретного проекта. Я бы даже сказал, больше для конкретного проекта. Потому что проект жилого комплекса на 100 тысяч квадратных метров с очень красивыми архитектурными решениями – это совсем не то, что даже 10 тысяч квадратных метров производственного здания.

– В чем отличие жилищного и промышленного проектирования зданий?
– Современное производственное здание полностью нашпиговано инженерией и технологиями, там каждая трубочка, каждый воздуховод могут нести какую-то опасность для человека, опасность с точки зрения промышленной техники безопасности.

Для жилых зданий и промышленных нужны разные подходы, разные стандарты. В промышленных зданиях тоже важна и нужна красивая архитектура – малые архитектурные формы, элементы фасадов, вплоть до деталей. Можно показать, как здание выглядит днем, ночью, на восходе солнца, когда пойдет дождь и так далее. Для каждого вида и структуры камня, дерева, покрытия этих материалов дополнительными слоями можно просчитать цветопередачу, даже если здание имеет несколько тысяч квадратных метров фасадов и оно сложной формы, со сложными элементами.

Но важнее другое. Проектирование промышленных сложных зданий, насыщенных инженерией, диктует совсем иные требования. Там может не быть столько красоты в фасаде (хотя она тоже будет), но необходима детальнейшая проработка всех коммуникаций. И в этом тоже есть своя сложность.

Очень нелегко найти баланс между детализацией и оперативностью. Приведу простой пример: можно на проекте на каждом воздуховоде легко показать фланец до винтика, до гаечки, у любой двери показать полотно, форму наличника, рукоятку, петельку, на любом санприборе – краны и так далее. Все это будет замечательно, вот только такой объем информации будет ощутимо тормозить систему, что, согласитесь, неудобно ни для проектировщика, ни для технического заказчика.

Если мы не задаем разумную, оптимальную величину представления элемента, то система захлебнется. Как бы мы ни хотели создать супербольшую модель, возможности серверов имеют определенные ограничения с точки зрения не только вычислительной, но и с точки зрения организации работы многих сотен проектировщиков единовременно.

Кроме того, для наших проектов исключены облачные хранения данных, «помощь» от зарубежных партнеров нам не нужна. То есть то, что можно применить в гражданской архитектуре, неприемлемо для промышленности.
– Мы знаем много примеров того, как современные технологии, используемые вместе, усиливают друг друга. А ваша технология проектирования позволяет в дальнейшем эффективнее эксплуатировать здание?

– BIM-проектирование очень важно на последующих жизненных этапах здания после создания проекта. Оно облегчает управление строительством – видно, например, за какой трубопровод кто из подрядчиков отвечает, можно задать цвета индикации, и деталь будет либо зеленеть, когда все хорошо и сроки выполняются, или краснеть – когда все плохо.

А еще больший эффект бывает на этапе эксплуатации. Этот эффект уже просчитан в ряде объектов, даже не нами, а западными компаниями, у них еще больше опыта.

Промышленное здание – сложнейшая система, там сотни фильтровентиляционных установок, у каждой свои клапаны, то есть тысячи квадратных метров заполнены инженерией, и ее всю надо держать в голове. Когда проектировщик или строитель в течение нескольких месяцев погружен в процесс ее создания, он помнит детали этой системы. Но его же через два года спроси про те детали – и он ничего не вспомнит.

При эксплуатации такое 3D-погружение позволяет очень быстро получить сигнал о выходе из строя того или иного узла, дает возможность пройти маршрутом вплоть до того места, где он находится, отключить то, что нужно, получить справку, какой инструмент или какие запчасти надо взять для ремонта, чтобы не ходить десять раз. То есть экономятся время, силы.

Плюс к тому современная система контроля за техническим персоналом позволяет видеть, что исполнитель дошел до места в соответствии с регламентом, выполнил необходимые работы. Это все фиксирует система: а) он находится на месте, б) занимается ремонтом. И то, что он там сделал, тут же загружается в базу данных. Соответственно, сроки работ сокращаются, люди становятся более подготовленными.

– А что это дает с точки зрения проектировщика?
– Проектировщику это обеспечивает исключение ошибок. Конечно, их можно избежать и путем классического наложения, сверки сводного плана сетей, то есть при внимательном отношении к делу проблема решается и традиционным методом. Но новая методика – более наглядная, более современная. Я не сказал бы, чтобы она экономила время, она просто дает более внятный результат для исполнителя. Ошибки будут обнаружены быстро и неизбежно.

– Эта модель затем передается заказчику? И что он с ней делает?
– Да, если контракт это подразумевает. Сначала, на этапе строительства, она передается техническому заказчику. Потом тот, кто управляет строительством, либо техническая служба заказчика привлекает нас, мы выступаем в качестве операторов системы. На этапе строительства система показывает разделения между подрядными организациями, позволяет наложить план производства работ (ППР) – когда какой организации что делать, а также общий график строительства, частный график строительства и посмотреть, что на какую дату должно быть построено. Это в начале работ, когда обычно все хорошо. Потом начинаются рабочие моменты, объективные сложности, соответственно, система позволяет соотносить то, что планировалось с тем, что есть сегодня.

BIM – это не программа, это совокупность специальных программ, которые в процессе жизненного цикла позволяют использовать вот эту цифровую модель в тех или иных применениях. И второе применение после проектирования – это управление процессом строительства.

Чем заканчивается строительство? В модели появляется та конфигурация (на классическом языке – исполнительная документация), которая соответствует де-факто построенному зданию, не тому, которое задумывалось, а со всеми изменениями, но она уже точно ему соответствует. Можно быстро погрузиться из виртуальной в настоящую реальность  и сравнить визуально, насколько точно выполнено. Тут не надо в чертежи вчитываться.

Мы переходим к третьей группе программного обеспечения, которая загружает уже информацию для служб эксплуатации, в аббревиатуре BIM выделяем i – information. Например, когда мы обслуживаем вот этот насос, туда мы вносим данные о том, кто его обслуживает, какой у него должен быть гарантийный срок.

– Вы с самого начала закладываете такие возможности?
– В принципе, да. Понятно, что это не входит в объем стандартного проектирования. Но это делает оператор информационной модели, может быть создана служба заказчика, к которой подключатся BIM-менеджеры.

– Вам же проще это сделать, потому что вы находитесь в самом начале.
– Нам проще, потому что делать все сразу гораздо проще. Если же нас попросят создать такую схему, скажем, через год, вероятно, нам будет гораздо сложнее.

– Получается, что изменяется сама суть проектной организации: раньше проект здания нарисовали и передали строителям, а теперь вы прямо прописываете технологию эксплуатации.
– Мы же лучше понимаем, какой срок жизни у того или иного материала или оборудования, потому что мы его подбирали, нам известна его степень износоустойчивости. Все эти данные у нас есть, мы их можем перенести в систему.

– А уже построенные здания можно также «оцифровать»?
– Сейчас самый большой спрос на BIM-проектирование на построенных объектах. Заказывают модели не вновь строящихся зданий, гораздо больше заказывают модели готовых заводов, просят перевести документацию в «цифру» для эксплуатации, чтобы получить технологию эксплуатации, более ясную картину.

Представьте себе типичное предприятие химической отрасли, где огромное количество трубопроводов, задвижек, и надо точно знать, что и куда подается по каждой из этих труб, как давно ремонтировалась каждая задвижка, а также, например, каким путем эвакуировать персонал в случае аварии. Здание построено десять лет назад, вся соответствующая бумажная документация в наличии,  но эти бумаги надо сделать ясными, понятными.

И если систему видеть целиком, затраты на эксплуатацию могут значительно отличаться от тех, что обычно бывают до «оцифровки».

– В чем сложности внедрения новых технологий проектирования?
– Большие объекты, из какого бы источника – хоть федерального, хоть частного – они ни финансировались, большие корпорации все равно требуют сметных обоснований на любой вид деятельности. И вот сегодняшние расценки на проектирование, конечно, подразумевают традиционный объем работ. Цифровизация пока ничем не обосновывается, и сейчас основное направление, которое должен Минстрой возглавить, – это формирование единых правил, расценок, сметных нормативов, коэффициентов, на которые заказчики, имеющие федеральный бюджет, или само государство могли бы опираться, заказывая эту работу.

Такая же проблема с технадзором, затраты на который закладывались в смету с 2005 по 2013 год как определенный процент от стоимости возводимого объекта, то есть четко был прописан, а потом, когда были созданы нормативные документы по объему выполняемой работы, его взяли и исключили. Сейчас заказчики и хотели бы привлечь профессиональных управленцев, но часто не могут это сделать.

– На днях в Государственной думе РФ состоялся круглый стол на тему «Снятие законодательных и нормативных барьеров технологического инжиниринга и проектирования при строительстве и проектировании объектов промышленности и транспортной инфраструктуры». Это ответ на стоящие перед вами вопросы?
– Это ответ на требования рынка. К сожалению, количество инженеров только сокращается. Сокращается и количество вузов, готовящих специалистов именно инженерного профиля. И без применения перехода на современный уровень оплаты хорошие кадры будут уходить в экономисты и юристы.

Вектор менять надо быстро. Мы говорим о том, что есть «Индустрия  1.0», 2.0, 3.0, 4.0. Де-факто наши сегодняшние промышленные реалии – это большей частью «Индустрия 2.0». Например, нормативы по проектированию соответствуют 1930-м годам, когда на заводах появлялись поточные линии, конвейеры. То есть, тогдашний состав требований применяется к современным производствам. Надо срочно переходить к «Индустрии 4.0»!

– Ваши новые разработки касаются самого главного на производстве – людей. Вы показали разработку отечественных электронщиков, уже зарекомендовавшую себя на подводных лодках: это браслеты, позволяющие определить точное месторасположение каждого члена экипажа в режиме онлайн и отследить его самочувствие. Современный завод можно уподобить современному же подводному крейсеру. Мне кажется, в первый раз в сфере промышленного проектирования заговорили о людях, которые будут работать в этих зданиях, о том, что людей этих надо контролировать, в том числе следить за их здоровьем.
– В первую очередь работников надо беречь и помогать им. То, что предлагаем мы и наши партнеры, – это прежде всего помощь специалистам современными системами, которые оберегают их жизнь и здоровье.

Давайте прямо говорить: все, что можно было бы сделать легко и просто технологически, было сделано еще 150 лет назад. Дальше все развитие промышленности двигалось в сторону применения вредных элементов, вредных технологий, которые, так или иначе, опасны для жизни человека. Все современное производство, вся химия, вся фармацевтика, углеродные материалы – все это базируется на вредных компонентах, которые либо горят, либо отравляют. К сожалению, только с их использованием сегодня можно создать что-то новое, то, чего не было 20, 30, 50, 100 лет назад. Это закон развития техники, и мы от этого не уйдем.

Но в производстве заняты люди, которые могут попасть под то или иное негативное воздействие. Кроме того, в современном тонком производстве очень важно, когда оператор работает на станке стоимостью 100 миллионов рублей или выпускает продукцию, где каждый элемент стоит десятки миллионов, состояние здоровья этого оператора. Оно тоже влияет на качество продукции: к примеру, может быть, он начинает себя плохо чувствовать, но даже не хочет переодеваться, выходить в медицинский центр, ведь из промышленного помещения, где предъявляются особые требования к чистоте, просто и быстро не выйти и туда так просто не зайти – надо проходить специальные барьеры.

Современные системы диагностики для персонала, которые мы в последнее время стали применять в проектах, позволяют беречь сотрудников, контролировать их самочувствие в момент работы, определять пульс, уровень кислорода в крови, место нахождения, а также положение – горизонтальное или вертикальное. Это все позволяет следить за здоровьем ответственных людей, стоящих на сложных участках. А также понимать с точки зрения трудовой дисциплины, где человек реально находился, например, в случае, если произошла авария. В помещениях современного завода, как в подводной лодке, есть огромные запотолочные и подпольные пространства, канализационные коллекторы и так далее, где скапливаются всякие вредные газы. В экстренных случаях особенно важно знать, где находится работник, в каком он состоянии.

Вообще, цифровой контроль здоровья на производстве дает большие перспективы. Благодаря ему накапливаются большие данные, а искусственный интеллект, опираясь на них, может делать достаточно точные прогнозы относительно продления трудовой активности и просто жизни каждого конкретного сотрудника. У нас ведь люди очень не любят ходить к докторам, идут только когда что-то серьезно заболело. Системы анализа позволяют следить за здоровьем.

– Главное, чтобы датчики эти работали, это самое сложное.
– Мы в этом плане остановимся на технологиях, которые себя хорошо показали в нашей оборонной сфере, эксплуатируются не первый год, прошли обкатку в гораздо более тяжелых условиях, чем просто завод, даже с горячим производством, горячими цехами. Сейчас есть очень продвинутые системы российского производства.

Однако большинство руководителей не знают о таких системах, их использование не предусматривается техническим заданием, они не упоминаются в проектной документации. А когда о них узнают, чаще всего бывает, что уже или денег нет на их приобретение, или построенное здание требует значительных переделок, связанных с эксплуатацией таких систем. Например,  антенны нужно размещать определенным образом, чтобы обеспечить зону покрытия в сложнодоступных местах, где много металла, трубопроводов, коллекторов. В готовом здании это часто уже невозможно сделать.

– Вот этот проект, интерфейс производства с людьми, на мой взгляд, завершает разговор об умных производствах. Пока нет такого взаимодействия, это не умное производство.
– Человек должен быть хозяином электронного производства. Иначе, повторюсь, это действительно не умное производство, а просто много-много электроники. Человек управляет машиной, и мы можем человеку облегчить работу, оперативно указать на поломку. Современные системы, которые мы проектируем, производят анализ причин проблемных ситуаций: почему в цехе упала температура, почему выключилось то или это, откуда пошел теплый воздух. Система, проанализировав причины, выдаст определенные советы по их устранению.

Также смотрите другие примеры инжиниринга и BIM-технологий

Экспертная реакция системы – то, что называется системой управления зданиями (Building Management System), – позволяет отслеживать инженерные системы и обрабатывать довольно большие информационные потоки. У нас были проекты почти под 100 тысяч информационных точек, которые анализировала система. Сейчас, когда мы подключаем эти технологии, в систему вливаются данные от технологического оборудования, все это анализируется в комплексе. Например, что вызвало короткое замыкание: либо кабель, либо станок, либо какие-то внешние причины. Вся эта аналитика доходит до диспетчера, диспетчер это загружает в систему.

– Вы в проекте прямо закладываете название этого програм-много модуля?
– Да. Более того, скажу, у нас в проекте прописано, что мы выдаем некий алгоритм укрупненных действий. Три года мы применяем этот алгоритм в своих проектах. Вообще, 20 лет назад уже были программы, которые анализировали информацию, получаемую от инженерных систем, и могли рекомендовать то или иное инженерное решение. Просто многие об этом не знают, поэтому не происходит спецификация на оборудование, это не проходит оценку достоверности сметной стоимости, а потом найти необходимые деньги на эти программы практически невозможно. В лучшем случае они все же появятся, пока на объекте еще находятся наладчики, и они смогут подключить и наладить эту систему. Если же деньги и желание появились потом, даже через год, заказчику придется обращаться в наладочную организацию.

– Я всегда знал, что когда мы придем к этому моменту, когда производство начнет менять общество, то есть умное производство будет создавать умное общество.
– Человечество создало производство. Развитие пошло, когда начали создавать орудия труда, производства, вместо палки-копалки первый плуг.

– Ваша система контроля может спасти множество жизней. Работники начнут контролировать свое давление, пульс, возможно, они не захотят снимать эти датчики и за пределами завода.
– Вот смотрите, фактически мы используем одну и ту же вещь, которая и безопасность обеспечивает, и трудовую дисциплину – ведь у всех предприятий стоит система контроля доступа, и они тратят средства на карточки, чтобы контролировать, сколько человек вошло в корпус, а сколько вышло. А мы практически за те же деньги получаем помощь по контролю за состоянием здоровья работников, а также по управлению энергоресурсами. Представьте себе, у нас 3000 квадратных метров запотолочного пространства без присутствия людей – и вот там свет должен гореть или нет? Когда его выключать? Это не открытое пространство, там трубопроводы, и ничего не видно даже на десять метров. Получается, там свет всегда будет гореть. А при наличии системы контроля за человеком по этому датчику свет можно включать, когда диспетчер видит, что там есть люди. Экономия электроэнергии получается порядка 30%. Плюс обеспечивается оперативное реагирование на нештатные ситуации, например, если мы видим, что один из инженеров находится недалеко от места, где система зафиксировала что-то аномальное, то диспетчерская служба может быстро направить его туда, для того чтобы разобраться.

Происходит очевидная синергия технологий: развитие системы управления доступом позволяет решать множество других задач, включая социальные.

– Мне кажется, то, что вы сейчас рассказали, это бесспорный прорыв. Умное производство дополняется умным здравпунктом. Это будет делать ваша проектная организация или кто-то другой? 
– Наша задача – «поженить» технологии, быть интегратором. Кто такой проектировщик? Человек, который складывает из разных кубиков, известных или которые только появились, какую-то интересную новую вещь. Мы говорим заказчику: есть некая новая технология, у нас активно применяемая, разработанная в РФ, нашим уважаемым санкт-петербургским партнером, лидером российской электроники. И, заинтегрировав ее с цифровой моделью здания, можно получить новые свойства.

Проблема в том, что на стадии разработки часто закладываются импортные – шведские, финские, израильские и т.д. – технологии. Это создает определенную опасность. Нас уже спрашивают: можно ли построить такую модель на «цифре», чтобы она могла показывать риски, в случае если то или иное оборудование попадет под эмбарго, то есть санкционную программу? И мы даем ответ на этот вопрос: в цвете показываем для того или иного подрядчика, что вот так мы можем поменять ту или иную линейку оборудования, которое взаимосвязано, если где-то прошла замена. Например, исключить японское оборудование. Или оборудование какого-то европейского производителя. Это тоже можно учесть в BIM-модели.

– Откуда берется та или иная потребность, которой вы дополняете свои проекты?
– Из жизни. Все берется из практики. Каждая новая задача, встающая перед проектировщиками, находит отражение в нашей модели.

– Спасибо. Все это фантастически интересно.

Автор: Геннадий Климов
Источник: http://www.umpro.ru/

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!