3D для газа и нефти

«НИПИгазпереработка» (НИПИГАЗ) – российский научно-исследовательский и проектный институт, работающий в области сбора, подготовки, транспорта и переработки газа, научный центр СИБУРа. Деятельность института направлена на решение проблем подготовки и транспорта газа, газового конденсата и нефти, а также продуктов их переработки. Институт развивает не только автоматизированные системы проектирования, но и остальные ИT-системы. Служба информационных технологий (СИТ) «НИПИгазпереработки» занимается технической поддержкой проектной и научной деятельности сотрудников института, модернизацией оборудования, внедрением новых информационных технологий. В службе работают 23 специалиста, они занимаются сопровождением и развитием всех ИT-систем НИПИГАЗ, участвуют во всех инициативах, внедряемых в институте.

«Трехмерное проектирование применяется во всем мире на протяжении нескольких десятков лет. «НИПИгазпереработка», как и другие ведущие российские компании, использует 3D-моделирование для проектирования объектов нефтегазовой отрасли. Эта технология позволяет значительно повысить качество проектных работ и сократить время проектирования. В настоящее время использование систем трехмерного проектирования все чаще становится обязательным требованием российских и иностранных компаний-заказчиков, поскольку это гарантирует не только эффективное выполнение проектных работ, но и возможность получить трехмерную модель для последующей эксплуатации объекта», – отмечает заместитель главного инженера проекта службы управления проектами «НИПИгазпереработка» Сергей Запашный.

Сергей Запашный рассказывает, что внедрение технологии трехмерного проектирования в «НИПИгазпереработке» началось в 1999 году. Тогда же была освоена графическая платформа Microstation, произведен выбор системы 3D-проектирования (OMNI-Series). В 2000 году институт заключил договоры на поставку этого программного комплекса. В 2001 году специалисты «НИПИгазпереработка» работали над освоением системы, производили анализ базы данных по оборудованию, выполняли пилотные проекты, а также осуществили поставку программного обеспечения INTERGRAPH PDS 3D.

В 2002 году было проведено обучение группы проектировщиков, сформирована бригада по выполнению проекта «Сахалин-2» (о. Сахалин), пройдена стажировка на фирме партнера Sakhalin Energy Investment Company Ltd. В последующие два года в системе трехмерного моделирования были выполнены проекты «Терминал отгрузки нефти» («Сахалин-2»), «Установка дегидрирования пропана» (химкомбинат г. Тобольск) и другие.

В 2005 году были обновлены версии программы, составлены планы по переходу на проектирование в PlantSpace. Также был проведен анализ базы на полноту и подобран объект для проектирования по технологии Bentley. В 2006 году «НИПИгазпереработка» выиграл тендер по проектированию «Дожимной насосной компрессорной станции-2» («ДНКС-2») вместе с компанией FluorDaniel (США). В течение последующих двух лет было проведено обновление системы, подготовлены сотрудники, техническое и программное обеспечение для выполнения проекта в INTERGRAPH PDS 3D. В 2008 году проект «ДНКС-2» был успешно реализован.

В 2010 году был начат корпоративный проект широкомасштабного внедрения 3D-проектирования в институте. Перед специалистами «НИПИгазпереработки» была поставлена следующая задача: выбрать комплект 3D-программных продуктов, обеспечивающих эффективный процесс проектирования объектов. Выбор базовой графической трехмерной платформы системы автоматизации проектных работ также имел значение: все проектировщики института работают в графической среде AutoCAD, и вопрос о ее смене или дублировании не рассматривался. Поэтому необходимо было подобрать комплект программ, работающих на платформе AutoCAD. Использование систем автоматизации на другой платформе могло потребовать больших финансовых вложений и повлечь за собой необходимость дополнительного обучения с высокой трудоемкостью начального этапа. Комплексная система автоматизации должна была объединить работу всех отделов на базе общей модели объекта.

На этапе выбора программного продукта специалистами НИПИГАЗ рассматривались варианты систем PDS (Intergraph), BentleyPlant и PDMS (PlantDesignManagementSystem) (AVEVA). В результате всестороннего изучения возможностей и преимуществ, предлагаемых разработчиками, опыта других крупных проектных институтов России и стран СНГ была выбрана система PDMS (AVEVA) – как наиболее комплексный и прогрессивный продукт, включающий в себя много специальностей. По отзывам пользователей, эта система зарекомендовала себя при выполнении как небольших, так и крупных проектов и совместима со всеми инженерными аспектами, ревизиями, контролем за изменениями при выполнении проекта.

Программный комплекс PDMS (AVEVA), используемый специалистами «НИПИгазпереработки», позволяет группам проектировщиков работать вместе над одним проектом. «У каждой из этих групп имеется собственная специализированная трехмерная полноцветная среда проектирования, группы имеют возможность самостоятельно отслеживать процесс всего проектирования объекта в целом. Система включает в себя модули для проектирования оборудования, трубопроводов, системы отопления, вентиляции и кондиционирования. При проектировании в программе создается база данных, 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. Все используемые при проектировании элементы трубопроводов, элементы металлоконструкций, конструкции зданий, систем вентиляции, кабели, устройства крепежа, опоры, арматура, приборы КИПиА и т. д. первоначально создаются в каталоге программы на основании соответствующих нормативных документов (ГОСТы, ТУ и т. д.) или на основании рабочей документации заводов-изготовителей и затем многократно могут быть использованы в различных проектах. PDMS позволяет выполнять моделирование сколь угодно больших объектов, так как вся информация о модели хранится в базах данных. Одним из преимуществ системы PDMS является использование инструментов, которые обеспечивают отсутствие коллизий в процессе проектирования», – поясняет Сергей Запашный.

Обучение сотрудников института работе в новом программном комплексе происходило по графику, согласованному с представителями компании-разработчика, которая предоставила преподавательский состав. В «НИПИгазпереработке» был произведен отбор инженеров-проектировщиков по специальностям и сотрудников службы информационных технологий. Обучение прошли 20 инженеров-проектировщиков и 6 ИT-специалистов. Каждый обучающийся прошел ряд курсов – общих, специальных, курсов по специальностям и по модулям.

«Одновременно с процессом обучения в течение 2010 – 2011 годов был выполнен пилотный проект «Южно-Приобская компрессорная станция». При переходе от учебы к реальной работе приходилось снова открывать учебники и просматривать алгоритм создания оборудования или трубопровода, так как в процессе обучения были получены только базовые навыки работы в программе. Специалисты «НИПИгазпереработки» значительно расширили каталог элементов, что помогло повысить эффективность процесса проектирования в будущем. В ходе выполнения пилотных проектов работники НИПИГАЗ освоили программный комплекс, адаптировали его под задачи института и значительно дополнили каталог элементов PDMS, предоставленный разработчиком, а также разработали корпоративные стандарты технологии проектирования с использованием 3D», – продолжает Сергей Запашный.

В НИПИГАЗ утверждают, что использование нового программного комплекса в процессе проектирования предоставляет ряд дополнительных преимуществ. В первую очередь уменьшается время доработки проектной документации в процессе строительства объекта: за счет многократных проверок при выполнении проекта достигается более высокое качество проектирования. Возросшая эффективность проектирования – еще одно преимущество программы, отмеченное специалистами «НИПИгазпереработки». Высокий уровень автоматизации, интеллектуальное поведение и функции, основанные на правилах, позволяют увеличить производительность проектирования специалистами НИПИГАЗ по всем дисциплинам.

Соответствие между чертежами, отчетами и данными модели обеспечивает хранение информации в единой базе данных. Теперь специалисты института могут четко определять затраты на производимые изменения – функции автоматического выделения изменений как в модели, так и на чертежах позволяют идентифицировать и управлять изменениями, произведенными в определенный промежуток времени. Как следствие согласованного проектирования, повышения его эффективности и качества происходит сокращение сроков сдачи объекта в эксплуатацию.

В настоящий момент «НИПИгазпереработка» разрабатывает рабочую документацию для проектов реконструкции Вынгаяхинской КС (ООО «Ноябрьский ГПК) и строительства установки очистки пропановой фракции от метанола (ООО «Тобольск-Нефтехим»). Специалисты института занимаются также разработкой промышленных тренажеров, основанных на взаимодействии математической модели и 3D-интерфейса. Для построения математических моделей и управления процессами в них без дополнительного программирования НИПИГАЗ ведет разработку компонента PlantConfigurator, который взаимодействует с 3D-средой и интерфейсом оператора посредством единой базы данных тегов, выполняя роль источника значений процесса (SCADA сервера или контроллера). Интерфейс PlantConfigurator, как и других компонентов промышленного тренажера, выполняется в соответствии с корпоративным стандартом оформления «НИПИгазпереработки».

Что касается перспектив, то в целях сохранения уверенных позиций в отрасли НИПИГАЗ ставит перед собой задачу выхода на рынок ЕРС/ЕРСМ-услуг (инжиниринг, поставки, строительство/управление инжинирингом, поставками, строительством) путем применения комплексного подхода при реализации масштабных инвестиционных проектов. Все стадии выполнения проекта (проектирование, поставки, строительство, ввод в эксплуатацию, гарантийное обслуживание) будут осуществляться с помощью современных систем автоматизации проектной деятельности и управления проектированием.

Институт также работает над внедрением технологии 4D-проектирования, когда 3D-модель проекта выполняется в пространственно-временном плане проекта. Таким образом, при процессе проектирования по технологии 4D учитываются не только пространственные координаты объектов, но и временные характеристики. Реализация технологии 4D-проектирования осуществляется при синхронизации программного комплекса 3D-проектирования PDMS (AVEVA) и системы управления проектами MS Project. Это позволит сократить процесс проектирования, исключить риск возникновения коллизий, упростить управление проектом и создать базу для принятия эффективных управленческих решений.

«Новая технология проектирования в 3D дает возможность специалистам НИПИГАЗ эффективно управлять крупномасштабными проектами – от детального проектирования до строительства и запуска производства. С помощью трехмерного проектирования проектный и эксплуатационный персонал может работать совместно. Это помогает исключить возможные столкновения элементов конструкций, проверить безопасность и работоспособность оборудования, обеспечить удобное техническое обслуживание и учесть человеческий фактор», – резюмирует Сергей Запашный.