Эта статья посвящена вопросам рациональной организации работы на современных проектных предприятиях нефтегазовой отрасли, а также роли в этом процессе электронных способов хранения и обработки данных. Статья основана на опыте использования компанией Бюро ESG программных продуктов Intergraph. В начале 1980-х годов крупные промышленные компании Америки и Европы вели работы по систематизации и хранению информации о проектируемых промышленных объектах и предприятиях в электронном виде. В основном эти работы шли по двум направлениям:

  • перевод технической документации в электронный вид и создание электронных архивов;
  • создание и наполнение специализированных баз данных (перечни основного оборудования, приборов, линий трубопроводов и т. д., включая необходимые для эксплуатации атрибутивные характеристики).

И хотя перевод технической документации в электронный вид до сих пор является актуальной проблемой, достаточно быстро пришло понимание, что основной экономический эффект от применения информационных технологий связан не с возможностями работы с электронной документацией, а с внедрением структурированных баз данных. Комплект технической документации, даже представленный в электронном виде, не может быть использован (проанализирован, обработан, прочитан) без участия человека. Ни в настоящее время, ни в обозримом будущем не предвидится появления компьютерных систем, способных читать техническую документацию. К середине 1980-х годов были выработаны основные принципы построения систем хранения информации на протяжении жизненного цикла (ЖЦ) промышленного объекта. Суть подхода состоит в постепенном переходе от управления документами к управлению базой структурированной инженерной информации, связанной с комплектом технической документации. На этапах проектирования, строительства, внедрения, эксплуатации и ликвидации, то есть полного ЖЦ объекта, используется единая информация.

Документооборот и информационная модель

Системы документооборота оперируют понятием «документ». Документ в такой системе представлен файлом (группой файлов) и соответствующей записью в базе данных. Запись содержит информацию о документе (имя, тип документа, версия и т. д.), а также индексную информацию о всех текстовых фразах, имеющихся в документе, что необходимо для организации контекстного поиска. Помимо этого, в записи может быть ссылка на объект или технологическую систему, к которой относится данный документ. Система электронного документооборота позволяет организовать хранение документов и управление правами доступа, быстрый поиск требуемого документа по имени, дате или номеру версии. В то же время такая система не приспособлена для управления сложной технической информацией, так как:

  • не содержит технической информации в чистом виде: в системе документооборота невозможно запросить информацию о характеристиках оборудования или параметрах технологического процесса;
  • не позволяет генерировать отчеты или задавать технические спецификации;
  • при внесении изменений в проект сначала принимается техническое решение, а потом осуществляется корректировка затрагиваемых документов. Система документооборота «знает», что были внесены изменения в ряд документов, но она никогда «не узнает», связаны ли эти изменения с заменой одного типа оборудования на другой, так как в системе документооборота хранятся сведения об изменении документа, но нет сведений о том, кто, когда и почему принял решение о замене типа оборудования;
  • одним из главных недостатков системы документооборота является невозможность управлять процессом внесения изменений. Такая система не в состоянии выдать перечень документов, которые нуждаются в корректировке после внесения определенного изменения в проект.

Информация, хранящаяся в системе документооборота, является структурированной лишь частично. Современные системы управления технической информацией строятся другим образом. Они оперируют понятиями «бизнес», «объект» и «связь».

Бизнес-объект системы может быть представлением (моделью) технологической системы, оборудования, документа и т. п. Бизнес-объекты связаны между собой различными типами связей (например, «содержится в...», «является частью...», «указан в...» и т. д.). Каждый бизнес-объект содержит набор атрибутов (например, характеристики оборудования, если объект является моделью оборудования, или описание документа (номер ревизии, дата, автор и т. д., если объект является представлением документа).

Большинство промышленных компаний занималось разработкой структур баз данных для хранения технической информации по предприятию независимо друг от друга. Однако глобализация экономики и значительное количество совместных проектов вынудили крупные компании искать общие подходы и разрабатывать отраслевые стандарты, определяющие структуру таких баз технической информации. Особенно остро эта проблема встала перед европейскими нефтедобывающими компаниями в связи с крупными совместно реализуемыми проектами по добыче нефти и газа на шельфе Северного моря, а также перед энергетическими компаниями в условиях энергетического кризиса, затронувшего наиболее развитые в промышленном отношении страны.

Стратегической задачей ведущих корпораций и компаний во всем мире является повышение эффективности основной деятельности и сокращение затрат на проектируемые, строящиеся и эксплуатируемые объекты. Для ее решения компании, занимающиеся разработкой современных информационных технологий, в частности, корпорация Intergraph, предлагают информационное сопровождение работ на всех стадиях ЖЦ промышленных объектов — при проектировании, строительстве, эксплуатации, реконструкции и ликвидации. Основной целью внедрения такой системы на промышленных предприятиях является существенное сокращение совокупной стоимости владения индустриальными объектами на базе совершенствования методов создания и работы с технической информацией и документами участников процесса поддержки всех стадий жизненного цикла промышленного объекта. Необходимым условием достижения такой цели является совершенствование методов получения и управления инженерными данными при совместной работе заказчика с подрядными организациями, участвующими в проектировании, строительстве и эксплуатации объектов.

Следовательно, главной задачей специалистов по совершенствованию методов работы с инженерными данными должно быть создание стандартизованного подхода к получению, передаче, проверке, преобразованию и загрузке инженерных данных и документации от подрядных организаций, участвующих в проекте, в сетевую инфраструктуру заказчика. Созданная на стадии проектирования интегрированная информационная модель позволяет обеспечить приемку, проверку, загрузку и трансформацию технической информации, получаемой от подрядных организаций, а также создание для проектного производства механизма управления всей технической информацией из единого хранилища данных, которое будет единым источником всех инженерных данных по объекту, средой, обеспечивающей обмен информацией между всеми участниками проекта, и основой для интеграции систем САПР, ERP и EAM.

Большинство организаций имеет достаточно широкий набор программно-аппаратных средств, обеспечивающих обслуживание различных бизнес-процессов на базе разнородных пространственно-распределенных данных, полученных при проектировании (из рабочей документации), строительстве (из исполнительной документации) и эксплуатации (из эксплуатационной документации), которые необходимо структурировать под выполнение поставленной задачи и интегрировать в единую структурированную базу для управления процессами на предприятии.

SmartPlant Enterprise

Разработанная корпорацией Intergraph технология под общим названием SmartPlant Enterprise (SPE) обеспечивает структуризацию и интеграцию разнородных инженерных данных в единое информационное пространство предприятия. Это создает эффективный механизм доступа для всех звеньев проектного, строительного, эксплуатирующего и управленческого персонала к управлению промышленным объектом через центральное хранилище данных, содержащее все необходимые инженерные данные и документацию для планирования, учета, контроля и анализа технических и управленческих решений на всех стадиях ЖЦ в полном соответствии с положениями ISO 15926 и 10303. Данная технология обеспечивает:

  • проектной организации — возможность получить от заказчика параметры местности и исходные требования к объекту строительства и передать ему логические модели, 3D-модель объекта проектирования, а также всю рабочую документацию, синхронизированную с этими моделями объекта;
  • строительной организации — возможность построить и передать заказчику объект капитального строительства строго в соответствии с исполнительной документацией;
  • эксплуатирующей организации — возможность сопровождать процессы эксплуатации необходимой актуальной нормативно-технической документацией;
  • руководителям — возможность осуществлять эффективный контроль и управление (принятие решений) бизнес-процессами на основе достоверной и актуальной технической информации по объектам.

Использование технологии SPE обеспечивает не только интеграцию всех стадий ЖЦ объекта, но и интеграцию с ведущими системами масштаба предприятия ERP и EAM.

При этом на стадии проектирования технология SPE на базе полученных первичных данных по объекту обеспечивает выполнение таких фундаментальных задач, как:

  • для строительного инжиниринга — создание интегрированной информационной модели (технологической модели) и управление ее реализацией — от инвестиционного замысла до ввода объекта в эксплуатацию, в том числе соответствие фактическим параметрам и физическим характеристикам («как спроектировано, так и построено»);
  • для эксплуатационного инжиниринга — организацию целевой деятельности по коррекции интегрированной информационной модели в процессе эксплуатации в зависимости от поставленной задачи на базе актуализированных инженерных данных.

С учетом необходимости создания единого центрального хранилища данных для стадий проектирования, строительства и эксплуатации как источника всех инженерных данных по объекту и среды обмена информацией между всеми участниками проекта, а также основы для интеграции систем САПР, ERP и EAM, уже на первом этапе необходимо внедрить компоненты 2D-решений по созданию логических моделей объекта, служащих источником данных по всему оборудованию и системам, а также средой интеграции всех предыдущих наработок и данных пользователя.

Следовательно, при внедрении технологии SmartPlant Enterprise в проектное производство на первом этапе необходимо настроить и внедрить следующие компоненты SmartPlant Enterprise, обеспечивающие создание логических моделей объекта проектирования:

  • SmartPlant P&ID — позволяет создать функционально-технологическую модель (ФТМ), служащую источником технической информации по оборудованию, трубопроводным линиям, арматуре, точкам контроля, связям схем с 3D-моделью при компоновке для проверки соответствия и т. д.;
  • SmartPlant Instrumentation — позволяет создать модель системы автоматизации (МСА) КИПиА, телекоммуникационных систем, АСУ ТП как источник данных по устройствам и приборам, контурам управления, схемам кабельных соединений, монтажноустановочным чертежам, опросным листам на устройства и т. д.;
  • SmartPlant Electrical — позволяет создать модель систем электроснабжения, содержащую данные по электротехническому оборудованию, включая перечни электропотребителей со шкафами управления и питания, перечни распределительных устройств, кабельные журналы, спецификации кабелей и т. д.

Кроме того, необходимо настроить и внедрить компоненты SmartPlant Enterprise, обеспечивающие создание физических моделей объекта, в том числе проектирование на базе SmartPlant 3D трехмерной модели промышленных объектов как источника данных по оборудованию, включая трубопроводные линии, арматуру, кабели, вентиляционные системы и электрические сети.

Николай Максимов
к.т.н., директор по развитию бизнеса российского отделения Process, Power & Marine
компании Intergraph,
Александр Тучков
к.т.н., технический директор Бюро ESG