Вестник цифровой трансформации CIO.RU

Multi-D IMS: как создается информационная модель атомной станции
Multi-D IMS: как создается информационная модель атомной станции

Ольга Толстунова: «Система IMS вовлекает всех участников проекта — заказчика, подрядчиков и поставщиков — в единое информационное поле»


10:23 17.02.2020  |  Наталья Дубова | 8040 просмотров



Ольга Толстунова, вице-президент по цифровизации АСЭ (инжинирингового дивизиона «Росатома») и номинант премии CDO Award, представляет созданную в компании систему управления информацией на проектах строительства АЭС.

Компания «Атомстройэкспорт» (АСЭ), инжиниринговый дивизион госкорпорации «Росатом», проектирует и строит атомные станции по всему миру и является одним из лидеров этого бизнеса в международном масштабе. Компании принадлежит более 30% глобального рынка сооружения АЭС, зарубежные заказы составляют 80% всего портфеля АСЭ.

В отечественной атомной энергетике «Росатом» является монополистом, но на глобальном рынке работает в условиях жесткой конкуренции и должен быть на гребне современных тенденций развития отрасли. В АСЭ подчеркивают, что цифровизация для «Росатома» и для его инжинирингового дивизиона — не модное веяние, а жизненная необходимость, реальное оружие конкурентной борьбы.

Ольга Толстунова, вице-президент АСЭ по цифровизации и номинант премии CDO Award, рассказывает об одной из ключевых инициатив в рамках стратегии цифровизации компании — системе управления информацией Multi-D IMS и первых результатах ее применения на проекте строительства АЭС «Пакш-2» в Венгрии.

— Расскажите о предпосылках появления системы Multi-D IMS.

После относительного спада в 90-е годы в новом тысячелетии произошел резкий рост портфеля заказов «Росатома». Сейчас одновременно сооружаются 34 энергоблока, и каждый такой объект включает в себя более 10 млн элементов.

При этом заказчиков АЭС как на внутреннем, так и в особенности на внешнем рынке перестало удовлетворять выполнение проектов с заранее оговоренными условиями. От нас стали требовать комплексного, динамичного подхода, подразумевающего цифровизацию работ на всех стадиях жизненного цикла. Вместе с физическим объектом теперь необходимо передавать заказчику информационную модель станции для использования на этапах эксплуатации и модернизации.

В этих условиях стала очевидна необходимость кардинальных изменений в организации проектов сооружения АЭС с применением передовых технологий. В компании разработана и постоянно развивается собственная методология управления проектами Multi-D, а на ее основе реализована цифровая платформа, обеспечивающая тотальную информационную поддержку проекта. Платформа позволяет не только создать 3D-модель, но и связать все этапы от проектирования до эксплуатации в одну информационную базу, которая активно влияет на весь проект.

Ядром цифровой платформы Multi-D является система управления информацией на проекте сооружения АЭС — IMS, которая относится к классу систем управления жизненным циклом объекта (PLM). В ее реализации мы переходим от документоцентричного подхода к управлению данными об объекте. Система IMS вовлекает всех участников проекта — заказчика, подрядчиков и поставщиков — в единое информационное поле, аккумулирует всю информацию об объекте и управляет ею, обеспечивает создание оптимальной конфигурации объекта, реализует процессы управления изменениями и требованиями, предоставляет единое пространство хранения и обмена данными, а также технической документацией на их основе.

В конце 2014 года было заключено соглашение между Россией и Венгрией о строительстве двух новых энергоблоков на АЭС «Пакш». Требовалось адаптировать проект «Пакш-2» с учетом норм безопасности Евросоюза, а также обеспечить его полную прозрачность с точки зрения соответствия требованиям заказчика и регулятивным нормам страны и ЕС. Для решения этих задач и была создана инновационная система управления информацией.

— Какие задачи решает IMS на проекте «Пакш-2»?

На венгерском проекте, как и на большинстве наших проектов, АСЭ выступает в качестве ЕРС-подрядчика, то есть берет на себя полную ответственность за процесс сооружения атомной станции, а по окончании проекта как минимум пару лет эту станцию сопровождает и только потом передает ее заказчику. Вся информация о проекте за эти годы собирается в нашей системе.

Основные этапы сооружения АЭС — это проектирование, закупка и поставка оборудования, строительство, пусконаладочные работы и сдача энергоблока. Проект «Пакш-2» находится на стадии проектирования: «зеленый свет» возведению этой атомной станции ЕС дал в марте 2019 года. Поэтому сейчас основные задачи, которые решает IMS на проекте, — это обеспечение прозрачности процессов проектирования и взаимодействие с заказчиком по сдаче ему проектной документации. Заказчик имеет веб-доступ к системе и постоянно с ней работает. Например, может проверить, в какой части проекта реализовано то или иное требование к станции.

На стадии закупок в IMS будут накапливаться все данные и сохраняться история изменений по закупкам для всех элементов станции, на стадии строительно-монтажных работ — собираться информация о выполненных физических объемах. Таким образом, в системе накапливаются полные данные о каждом элементе на всех этапах жизненного цикла, так что заказчик потом сможет проследить всю историю ее создания.

— С какими данными работает система?

С двумя основными классами данных. Первый — это параметрическая информация об оборудовании, элементах, материалах. Второй класс — объекты, которые рождаются из модели: чертежи, исполнительная документация и т. д.

Система идентифицирует каждый элемент данных, его атрибуты, управляет взаимоотношениями с другими элементами и отслеживает изменения каждого из них. Для контроля жизненного цикла каждого элемента формируется индивидуальная политика, и все изменения проходят ревизию и контроль. Причем система моделирует не только станцию и оборудование, но и людей, группы, роли в бизнесе, а также способ их организации.

— Почему платформа называется Multi-D?

Информационная модель станции не ограничивается трехмерной моделью. Помимо нее, заказчик может получить информацию об объекте по множеству других разрезов, таких как ресурсы (объемы работ), деньги (стоимость материалов) и пр. На проекте «Пакш-2» заказчик может просматривать модель в разрезе работ, в разрезе материалов, а также по каждой из дисциплин в отдельности (например, по вентиляции, по трубопроводам) и на их пересечении. Одно из преимуществ системы в том, что информация по всем аспектам объединяется. Проектировщики разработали разные системы: электротехническую, вентиляционную, трубопроводную, — а IMS сводит их вместе, позволяя увидеть коллизии. Например, труба проходит там, где должна находиться вентиляция, или дверной проем запланирован в месте, где идет важнейший трубопровод. Причем выявляются не только геометрические, но и параметрические коллизии — например, если соединяются трубопроводы в три и в шесть атмосфер.

Ключевая особенность системы IMS — это возможность увязывать требования заказчика и их исполнение с информационной и документационной моделями. Например, задано требование: выполнить перегородку толщиной не менее 10 м. В параметрической трехмерной модели перегородки указывается, что данное требование выполнено, и эта информация затем увязывается с документом, который формируется из модели и отправляется в закупку. На его основе создаются лоты, и на протяжении всего этапа закупочной процедуры отслеживается, выполнены ли требования, содержащиеся в информационной модели. Работая с такой моделью, мы всегда можем получить полную бумажную версию проектной документации, просто нажав на кнопку.

— Такой подход близок к созданию цифрового двойника атомной станции?

Нам часто говорят, что мы делаем цифрового двойника, но это не совсем корректно. Цифровой двойник — это модель работающей станции, позволяющая в реальном времени собирать данные с датчиков на оборудовании и имеющая инструменты моделирования критических ситуаций. Наша информационная модель может служить фундаментом цифрового двойника, но его создание — уже задача заказчика.

— На каких технологиях реализована IMS?

Есть два варианта: в первом в качестве ядра используется PLM-система Enovia от компании Dassault Systemes, а во втором — импортонезависимая платформа. В обоих случаях ядро дополняется огромным пластом собственной разработки.

На проекте «Пакш-2» реализуется первый вариант. Система включает несколько модулей, в том числе подсистемы электронного документооборота, календарно-сетевого планирования, управления требованиями, управления проектом, управления конфигурацией проекта, работы с 3D-моделью, а также базу данных и веб-портал.

— Можно ли сказать, что IMS работает с большими данными?

АЭС — это 10 млн элементов, и у каждого из них несколько тысяч параметров. Однако когда говорят о больших данных, подразумевают использование таких технологий, как автоматическая кластеризация, предиктивная аналитика, нейросети. В этом смысле наши данные нельзя отнести к большим, но такие технологии могут применяться уже на этапе эксплуатации. Нашим заказчиком в России является концерн «Росэнергоатом», электроэнергетический дивизион «Росатома». С ним сейчас налаживаются интеграционные потоки, которые позволят заказчику накапливать данные уже во время сооружения АЭС и применять их в своей работе.

— Какие возможности IMS важны для повышения эффективности сооружения АЭС?

Основная особенность IMS состоит в том, что система дает возможность вовлекать заказчика в процессы проектирования станции: он может выполнять согласование всех параметров и моделей непосредственно в системе. Изменения отражаются в виде ремарок, и мы видим, на основании чего они произведены. Автоматическое накопление изменений — одна из важных инноваций системы, которая помогает оптимизировать процессы сооружения станции.

Доступ к системе получают все участники проекта — не только мы и заказчик, но также субподрядчики и поставщики, как российские, так и зарубежные. Например, один из субподрядчиков проекта «Пакш-2», который занимается строительно-монтажными работами, предложил использовать технологию рефабов в металлических конструкциях, благодаря чему их можно будет привозить с завода в готовом виде, а не сваривать на месте, как предполагалось. Такая новация позволит сократить сроки строительства на 30%.

— Какие преимущества уже дало использование системы IMS на проекте «Пакш-2» и какие ожидаются?

Благодаря системе, мы передали техпроект заказчику точно в срок, для «Росатома» это важно. При таком огромном портфеле проектов проблемы со сроками неизбежны, но на внешнем рынке каждый день просрочки — это наши финансовые потери и репутационные издержки. В конкурсе на реализацию проекта «Пакш-2» сроки сооружения были нашим конкурентным преимуществом, и мы их выполняем. А если бы пришлось возить документацию традиционно («камазами»), то только передача проекта могла бы занять несколько месяцев.

В конце строительства мы, благодаря использованию системы, передаем заказчику цифровую станцию, и он сможет по ее любому элементу проследить всю историю. Это дорогостоящий нематериальный актив, наличие которого в разы повышает эффективность работы заказчика.

Система IMS обеспечивает накопление знаний по сооружению станции, и их наличие позволяет в следующий раз не проектировать все заново, а применить типовые решения. Это огромная экономия на ресурсах. С другой стороны, атомная отрасль очень консервативная, и заказчик не хочет никаких инноваций в атомной станции — ему нужны проверенные решения. В этих обстоятельствах система IMS, которая накапливает историю по проектам, становится гарантом того, что предложенные решения обеспечат заказчику необходимые безопасность и надежность объекта.

Резюмируя, могу сказать, что без информационной модели, создание которой обеспечивает IMS, мы были бы просто неконкурентоспособны на мировом рынке. Этот рынок очень жесткий и к тому же сильно политизированный, и репутационные издержки могут быть очень велики.

— Какая роль отводится IMS в стратегии цифровизации вашей компании?

Стратегия цифровизации АСЭ включает в себя несколько направлений. Это реализация классических ИТ-сервисов и обеспечение непрерывности бизнеса для критичных бизнес-процессов, управление данными как цифровым активом предприятия, цифровизация внутренних процессов управления проектами сооружения, архитектура предприятия, накопление знаний по проекту и внешняя цифровизация — формирование и передача информационной модели заказчику. Ключевая роль IMS — именно на этом последнем направлении. Система отвечает за консолидацию данных по проекту из всех источников (внутри дивизиона, из других дивизионов «Росатома», от заказчика, подрядчиков и поставщиков) и за формирование модели.

Подчеркну, что IMS является частью общей архитектуры управления данными предприятия, но охватывает только информацию, предназначенную для передачи заказчику. С помощью системы мы передаем заказчику информационную модель станции, но не завода по изготовлению станции. Наши ноу-хау по процессам сооружения АЭС являются достоянием Российской Федерации и не могут быть открыты вовне.

 


Теги: CDO Award