Информационное моделирование различных объектов все больше и больше внедряется в нашу жизнь, а методологии и инструменты для проектирования постоянно совершенствуются, появляется больше возможностей для повышения эффективности процессов проектирования, строительства и эксплуатации. Как и за счет чего при внедрении цифровой информационной модели (ЦИМ) происходит улучшение показателей работы технологических систем?

Всем привет! Я Екатерина - инженер нормативно-справочной информации Bimeister. Цель моей статьи – рассмотреть решение проблем, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией электроэнергетического оборудования при внедрении ЦИМ и то, как их решение влияет на показатели надежности работы электрооборудования.

Немного о ЦИМ…

Цифровая информационная модель (ЦИМ) – объектно-ориентированная параметрическая 3D-модель, представляющая в цифровом виде физические, функциональные и прочие характеристики объекта (или его отдельных частей) в виде совокупности информационно насыщенных элементов.

А теперь обо всем по порядку. ЦИМ – это отображение объекта «со всех сторон» с предоставлением всех данных о нем, а именно:

• сведения о его расположении в пространстве, в том числе и относительно других объектов;

• визуализация объекта;

• 3D-модели;

• геометрические параметры объекта;

• рабочие характеристики;

• данные о составных частях;

• чертежи;

• фотоматериалы;

• эксплуатационная документация (расчеты, спецификации, графики, сметы).

Проблемы, которые может решить внедрение ЦИМ:

• Оптимизировать процессы проектирования;

• Устранить разобщенность большого количества различной документации;

• Исключить сложности при проведении ремонтной кампании и реконструкции;

• Оптимизировать процессы, связанные с эксплуатацией оборудования.

При проектировании и эксплуатации электроэнергетического оборудования важнейшей задачей является надежная работа данного оборудования, так как от этого фактора будет зависеть бесперебойность, безопасность электроснабжения предприятия, а значит и его функционирование. Достижение этой задачи возможно за счет выполнения различных мероприятий, например, своевременного и корректного выполнения ремонтной кампании, внедрения нового оборудования и технических решений, работы с персоналом. Все больше в работу электроэнергетического комплекса внедряются различные цифровые инструменты с целью повышения надежности работы, к таковым можно отнести и ЦИМ.

В нашей компании Bimeister мы активно создаем ЦИМ производственных объектов, в том числе объектов электроснабжения.

А теперь об электрооборудовании…

Первой особенностью работы электрооборудования является зависимость функционирования элементов комплекса электроснабжения друг от друга. Например, работа одного электродвигателя будет зависеть от функционирования кабельных линий, распределительных щитов, трансформаторных подстанций, магистральных линий, систем защиты и автоматики, коммутационных аппаратов и т.д.

Второй особенностью является высокая скорость протекания процессов. При функционировании электрической сети могут возникать различные переходные процессы длительностью от 1 мкс (волновые переходные процессы) до нескольких минут (длительные электромеханические переходные процессы).

Также особенностью комплекса электроснабжения является разнообразие оборудования.

В связи с этими особенностями возникает острая необходимость оперативного получения полной эксплуатационной картины электроэнергетического оборудования. Решить такую задачу можно с помощью внедрения ЦИМ. Внедрение ЦИМ также позволяет решить ряд вопросов.  

1. Оптимизация процессов проектирования и строительства

Наибольшее применение ЦИМ нашла именно на этапах проектирования и строительства, а во многих странах является обязательным (в том числе и России для госзаказов с 2021 года). При внедрении ЦИМ есть в существенные преимущества, для это рассмотрения этого обратимся к данным мировой статистики при внедрении технологий цифрового моделирования:

30% - уменьшение суммарной стоимости объекта (проектирование + строительство);

25% - сокращение расходов по эксплуатации;

10% от стоимости проекта - экономия за счет обнаружения коллизий;

7-15% - сокращение сроков реализации проекта;

3% - погрешность сметных расчетов;

80% - сокращение времени на разработку смет;

30% - сокращение отходов и брака;

Таким образом, при внедрении ЦИМ на этапе проектирования и строительства мы получаем ряд преимуществ с точки зрения рационального использования ресурсов и повышения качества процессов проектирования и строительства.

2. Оперативный доступ к различной технической документации

В условиях работы с разными видами электрооборудования очень важно иметь оперативный доступ к данным этого оборудования, такая необходимость может возникать как в условиях нормальной, так и авариной работы, а также при реконструкции и проектировании. При отключении определенного электроприемника можно обратиться к ЦИМ и получить сведения о питающей линии (протяженность, электротехнические параметры, расположение линии, материалы, дату ввода в эксплуатацию), получить данные о коммутационном оборудовании и защитах. Таким образом можно оперативно провести анализ эксплуатационных данных и оперативно ликвидировать отказ оборудования c помощью ЦИМ.

3. Упрощение реконструкции производственного объекта

Зачастую возникает производственная необходимость выполнения реконструкции (увеличение объема выпускаемой продукции, модернизация производственного процесса и т.д.). Благодаря ЦИМ происходит получение полной картины о работе оборудования, что значительно упрощает процесс реконструкции объектов и их внедрения.

4. Получение данных о расположении электрооборудования на местности и относительно других объектов

В дополнение к выше рассмотренным вопросам положительным фактором является наличие в ЦИМ данных визуализации и 3D-моделей объектов, так как это упрощает работу с подрядными организациями (в том числе и во время ремонтов/реконструкций), а также производство работ в охранных зонах объектов электроэнергетики, что также повышает надежность работы оборудования за счет снижения рисков его повреждения.

5. Выдача цифрового наряда-допуска на производство работ

Замечательной возможностью, с точки зрения улучшения процессов эксплуатации при наличии ЦИМ будет выдача наряда-допуска и других необходимых для производства работ документов, так как это позволяет объединить необходимые для производства работ данные (эксплуатационные параметры, опасные факторы, данные об ответственных лицах и т.д), и в дальнейшем архивировать данные о проведенных работах. При утверждении цифрового наряда-допуска появляется возможность заблаговременно оценить опасные и вредные факторы, а также возможное пересечение рабочих зон, тем самым повышается безопасность и надежность производства работ.

6. Оперативный контроль эксплуатационного состояния оборудования

При наличии связанных между собой 3D моделей появляется возможность отслеживания динамики производственных процессов, за счет чего можно сделать анализ и выявить наиболее загруженные и (или) ответственные участки электроснабжения, что позволит в дальнейшем запланировать мероприятия по дополнительной диагностике эксплуатационного состояния таких участков, а также при необходимости возможность их резервирования.

7. Повышение эффективности обучения персонала

3D-модель оборудования используется в VR тренажере как эффективный инструмент для обучения персонала. Такие тренировки персонала помогут отработать алгоритм действий персонала как во время различных осмотров оборудования, так и во время плановых и аварийных ремонтов, что позволит снизить в дальнейшем вероятность отказа оборудования и время восстановления электрооборудования.

Заключение

Внедрение ЦИМ решает ряд вопросов на различных этапах жизненного цикла электрооборудования, что положительно сказывается на показателях надежности, а именно:

• снижение времени восстановления работоспособности за счет обеспечения оперативного доступа к необходимым данным и наличия 3D-моделей;

• увеличение времени безотказной работы и снижение времени восстановления оборудования за счет внедрения новых методологий обучения персонала и улучшения качества диагностики состояния оборудования.