Задачи управления промышленными объектами через создание цифрового двойника предприятия
Модернизация производства — это комплексное, частичное или полное обновление систем или оснащения на предприятии. Данный процесс влечет за собой целый ряд мероприятий, среди которых большую часть занимает тщательный анализ и сбор информации.
В данной статье предлагается затронуть тему цифровых двойников[1] предприятий и их реализацию в виде набора цифровых информационных моделей.
В последние годы эта тема становится все более востребованной и острой. Среди причин такого повышенного интереса можно отметить:
- объявление национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;
- выполнение задач цифровизации строительной отрасли (раздел «Цифровизация строительной отрасли» в проекте «Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года»[2]);
- рост применения технологий информационного моделирования;
- появление на рынке труда молодых специалистов, владеющих инструментом.
Все чаще владельцы предприятий и представители государственных структур обращают внимание на новые технологии применительно к своим задачам, в том числе и при решении вопросов модернизации. Ни для кого не секрет, что основная масса предприятий построена в прошлом веке и не соответствует современным требованиям. И, следовательно, чтобы вывести оных в список лидеров мирового технологического процесса и наилучших доступных технологий, необходима их модернизация. Это задача стратегического уровня. Политическая и экономическая обстановка, связанная с санкциями, пандемией и рядом других причин, только обострила эту необходимость.
Что же может позволить решить задачу цифровизации строительной отрасли в промышленном кластере? И почему именно о нем стоит говорить?
В России, на первый взгляд, есть все предпосылки для резкого роста и развития новых подходов к управлению через создание цифровых двойников: на правительственном уровне приняты или принимаются необходимые решения, говорящие об особом статусе задач цифровизации в строительной отрасли; в проектных организациях строительной отрасли полным ходом идет освоение технологий информационного моделирования; высшие учебные заведения меняют свои программы с учетом государственного заказа и общемировыми тенденциями; инвесторы и заказчики наконец-то научились не только выговаривать, но и понимать основной смысл и назначение технологий информационного моделирования (BIM-технологий). И надо отметить, что Россия быстро наверстывает разрыв в этом направлении.
Основные усилия по внедрению технологий информационного моделирования сейчас направлены на рынок жилищного строительства и госзаказ объектов социальной направленности. Однако даже рынок жилищного строительства не выдает ожидаемых результатов, если говорить о полном жизненном цикле объектов капитального строительства. И связано это в первую очередь с разрывом интересов игроков — инвестор (заказчик), как правило, не участвует в дальнейшей эксплуатации произведенной продукции, будь то жилые дома, школы, поликлиники или административные здания. И, как следствие, управляющие компании или комитеты городских структур, которым в дальнейшем предстоит эксплуатация этих объектов, имеют или мизерное представление о BIM и собственной вовлеченности в процесс цифровизации, или не имеют его вовсе.
И все-таки нельзя утверждать, что цифровые двойники в жилищном комплексе на территории России отсутствуют. Такие примеры есть, и связаны они только с крупными частными застройщиками, осваивающими территорию Москвы. Например, PSN Group (ТОП-5 девелопер Москвы по результатам 2016 года) была внедрена Единая система мониторинга, управления и аналитики для сети жилых комплексов (используются модели зданий), которая находится в промышленной эксплуатации, но по-прежнему постоянно развивается: происходит подключение новых жилых комплексов, разрабатываются новые модули, связанные с предикативным анализом работы оборудования, формируются планы развития[3]. Это скорее исключительный случай.
Другое дело — промышленные объекты. Любое предприятие проходит полный жизненный цикл от появления идеи до демонтажа, сохраняя интерес своего заказчика — управленца. И вот тут-то можно и должно в полной мере почувствовать преимущества применения технологий информационного моделирования в качестве создания цифрового двойника промышленного объекта.
Современный мир предлагает для решения таких задач множество технологий, концепций и инструментов: PLM/PDM, BigData (Большие данные), IIoT[4] (Промышленный интернет вещей), Cloud Computing (Облачные вычисления), GIS (Геоинформационные системы), BIM/openBIM и другие. Все это может быть востребовано при решении множества задач управления объектами предприятия, одной из которых является модернизация. Например, создание цифрового двойника путем формирования цифровых информационных моделей производственных цехов поможет собрать данные о состоянии оборудования, об основных и оборотных средствах, а также о производственных процессах и проанализировать их с помощью специализированных систем.
Модернизация предприятия без снижения объемов производства и, тем более, без его остановки — это задача, которая под силу современным технологиям. Кто-то может возразить, что такие задачи решались и прежде. Решались, но сейчас главный фактор — это время.
Несколько лет назад шли постоянные обсуждения отсутствия стандартов по технологиям информационного моделирования, а сейчас уже речь идет о более глубокой их проработке и применимости к особенностям российского рынка.
Если еще десять лет назад разворачивались целые баталии на тему отсутствия интеграции при применении программного обеспечения разных вендоров, то сейчас и этот вопрос начинает уходить в прошлое. Разработчики программного обеспечения становятся более открытыми друг другу, понимая, что не могут покрыть весь спектр решаемых в строительной отрасли задач. В качестве стандарта обмена и управления данными об объектах строительства в Российской Федерации принят формат IFC (Industry Foundation Classes — формат данных с открытой спецификацией)[5].
Так что же препятствует появлению цифрового двойника предприятия и его участия в вопросах модернизации и, возможно, в дальнейшем в задачах управления активами?
Ответ простой — желание заказчика, его умение идти к поставленной цели и добиваться ее, так как этот процесс невозможно решить в укороченные сроки.
В 2019 году Роснефть запустила в опытно-промышленную эксплуатацию цифровой двойник своего месторождения в Башкирии — проект «Цифровое месторождение»[6], выстраивая тем самым интегральную цепочку нового типа, включающую в себя «цифровое месторождение», «цифровой завод» и «цифровую АЗС». Разработка и запуск проекта «Цифровое месторождение» осуществляется в рамках стратегии «Роснефть-2022», предусматривающей переход на качественно новый уровень управления бизнес-процессами, повышение надежности и экономичности производства, сокращение потерь. Хоть в приведенном примере есть упоминание о «цифровом заводе», но все же выполненная работа относится к управлению производственными процессами, а не промышленными объектами недвижимости.
А вот другой пример. Как сообщается на сайте компании «Газпром нефть»[7] от 27 октября 2020 года, «Газпром нефть» получила патент на собственную цифровую разработку — Систему управления инженерными данными (СУПРИД). Система формирует электронные модели производственных установок — цифровые двойники, включающие в себя инженерно-техническую документацию и 3D-модель объектов. Сейчас СУПРИД охватывает Московский и Омский НПЗ «Газпром нефти», позволяя на 20% сократить временные затраты на выполнение регламентных мероприятий по эксплуатации, ремонту и обслуживанию. Экономический эффект от внедрения системы на нефтеперерабатывающих заводах компании оценивается более чем в 700 млн рублей в год.
Итак, видно, что процесс создания цифровых двойников предприятий уже начал свое движение по территории России, и хочется верить в появление новой технологии, которая с каждым годом будет все более востребованной и совершенной. Однако, прикоснувшись к цифровым двойникам в жизни, понимаем, что пока это или попытка перевести привычный процесс проектирования на новый уровень, или подтягивание моделей зданий без информационной части к своим системам автоматизации, или же моделирование без учета всех последующих задач использования цифровых информационных моделей: эксплуатация, модернизация, управление активами и так далее.
В массе случаев появляющихся на свет цифровых двойников видно, что отсутствует главное — требования заказчика, которые зафиксированы в виде документов и будут неукоснительно выполняться исполнителями; что зачастую исполнители живут интересами, очерченными рамками своих договоров и получением вознаграждения за свой труд, без желания понять, что за каждым этапом жизненного цикла объекта до момента его ликвидации идет следующий этап со своими задачами, использующими результаты предыдущего этапа, и что несогласованный переход от одного этапа к другому может привести к большим финансовым издержкам. А ведь технологии информационного моделирования предназначены для наименее рискового прохождения объекта капитального строительства по всему жизненному циклу. Но для этого надо просто правильно организовать работу. Это значит, что впереди предстоит много интересной работы.
Компания ООО «Бюро ЕСГ» — это системный интегратор, который принимает активное участие в проработке правильного подхода к созданию цифровых двойников промышленных объектов. Нашими клиентами являются крупные промышленные компании в нефтегазовой, сталелитейной, судостроительной и других отраслях. «Бюро ЕСГ» имеет многолетний опыт по внедрению технологий информационного моделирования, применению технологий лазерного сканирования, созданию систем управления инженерными/проектными данными, использованию геоинформационных систем и их интеграции с цифровыми информационными моделями. Наша компания предоставляет полный комплекс услуг по разработке технологии создания цифрового двойника предприятия с учетом его последующего использования.
За последние годы специалистами ООО «Бюро ЕСГ»[8] выполнены и продолжают выполняться работы по созданию цифровых двойников как на основе лазерного сканирования, так и с использованием проектной, рабочей и исполнительной документации. ООО «Бюро ЕСГ» принимает активное участие при разработке требований заказчиков к цифровым информационным моделям в различных отраслях промышленности[9], в том числе для ПАО «Газпром нефть», а также в разработке методик создания цифровых информационных моделей с применением программного обеспечения разных разработчиков.
ООО «Бюро ЕСГ» принимает участие в пилотных проектах по разработке импортозамещающих систем управления инженерными данными и их интеграции с цифровым двойником предприятия. Группой специалистов ООО «Бюро ЕСГ» по геоинформационным системам реализован ряд проектов по созданию электронного генплана, а также интеграции BIM и 3D-ГИС.
[1] Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты. Википедия.
[2] https://nopriz.ru/upload/iblock/892/TSifrovizatsiya-stroitelnoy-otrasli-dlya-Strategii.pdf
[3] Информация получена с интернет-ресурса https://hmps-business.ru/portfolio/sistema-monitoringa-upravleniya-i-analitiki-dlya-psn-group.html
[4] Промы́шленный интерне́т веще́й (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — это система объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Применение Интернета вещей в промышленности создает новые возможности для развития производства и решает ряд важнейших задач: повышение производительности оборудования, снижение материальных и энергетических затрат, повышение качества, оптимизация и улучшение условий труда сотрудников компании, рост рентабельности производства и конкурентоспособности на мировом рынке. Википедия.
[5] ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства.
[6] Более полную информацию можно получить на сайте Роснефть (https://www.rosneft.ru/press/news/item/195043/).
[7] «Газпром нефть» защитила патентом собственную систему управления инженерными данными
[8] Более подробно об опыте компании ООО «Бюро ЕСГ» и предоставляемых услугах можно узнать на сайте http://esg.spb.ru
[9] Автор статьи в период работы в СПб ГАУ ЦГЭ (Центр государственной экспертизы Санкт-Петербурга) сформулировала требования к цифровым информационным моделям, представляемым для проведения экспертизы в Санкт-Петербурге (https://www.spbexp.ru/docs/podgotovka-informatsionnykh-modeley-bim/), которые уже успешно применяются и продолжают развиваться.
АВТОР: Ирина Чиковская
ИСТОЧНИК ФОТО:
пресс-служба ООО «Бюро ЕСГ»
Поделиться:
- ВКонтакте
- Telegram
- РњРѕР№ Р В Р’В Р РЋРЎв„ўР В Р’В Р РЋРІР‚ВВВВВВВВРЎР‚
Спецтехника в тренде
По словам экспертов, несмотря на нестабильную ситуацию в строительном секторе, рынок отраслевой спецтехники продолжает расти. Все более востребованными становятся новые технологичные транспортные средства и оборудование.
По данным Ассоциации европейского бизнеса, рынок строительной спецтехники в России в первом полугодии 2019 года вырос на 11% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Было реализовано 5,7 тыс. ед. российского, импортного и локализированного на отечественных предприятиях специализированного транспорта и оборудования. Правда, в первом полугодии 2018-го в сравнении с 2017-м объемы продаж выросли на 36%.
Оптимизм сохранился
По словам самих игроков рынка, спецтехника остается в тренде, и в дальнейшем снижения продаж не будет, а по отдельным сегментам они в ближайшее время даже подрастут. Генеральный директор ООО «Либхерр-Русланд» Николай фон Зеела отметил, что в сегменте строительной техники Liebherr в России сейчас востребованы башенные и мобильные краны, бульдозеры, экскаваторы, колесные погрузчики, бетоносмесительная техника, а также оборудование для фундаментных работ. В частности, за первое полугодие 2019 года относительно того же периода 2018-го рост продаж башенных кранов составил 16%, мобильных – 31%.
Аслан Умаров, руководитель направления аренды «Ферронордик Машины» (официального дилера Volvo Construction Equipment), считает, что спрос на гусеничные экскаваторы и асфальтоукладочные машины сейчас растет, в том числе благодаря реализации федеральной программы развития дорожной сети.
Менеджер по продажам строительной и индустриальной техники ООО «МАНИТУ ВОСТОК» Евгений Прокопенко сообщил, что из линейки машин Manitou сейчас наиболее востребованными у строителей являются подъемные платформы. «Данный вид техники относительно новый для российского строительного рынка, но очень быстро набирает популярность. Подъемники незаменимы при выполнении работ на высоте. Их можно увидеть при строительстве различных объектов, таких как торговые центры, аэропорты, мосты и прочее. Могут использоваться более 30 подъемных платформ, операторы которых будут осуществлять отделку фасадов, прокладку электрокабелей, монтаж вентиляции, освещения и т. д», – добавил он.
Рынок строительной спецтехники помимо классических общеизвестных экскаваторов и бульдозеров включает также и мобильные осветительные мачты, которые используют, когда необходимо строить в темное время суток, напомнила генеральный директор ООО «Аргус-М» Екатерина Степанова. «Эта техника решает как вопрос безопасности персонала, так и вопрос эффективности проведения работ. Мы серийно производим, продаем и сдаем в аренду данный вид спецтехники, и рост нашего бизнеса был обусловлен в том числе взятым курсом на импортозамещение», – подчеркнула она.
Обновление 2.0
Эксперты считают, что продажи спецтехники не должны снижаться, так как многие строительные и дорожные компании в настоящее время взяли курс на обновление своего парка. Причем многим из них теперь нужны не типовые транспортные средства или оборудование, а более современные и технологичные. Их улучшенные характеристики могут ускорить и удешевить реализацию проекта.
Директор по развитию JCB Russia Сергей Харитонов отметил, что в этом году запущен абсолютно новый продукт для нашего рынка – JCB Hydradig. «Это разновидность полноповоротного колесного экскаватора. Принципиальным отличием его от классического является конструкция с двигателем, встроенным в раму машины, и отсутствие противовеса в поворотной башне. За счет этого достигается самая высокая в классе скорость передвижения по дорогам – 40 км/ч – и лучшая в классе круговая обзорность из кабины оператора», – сообщил он.
По словам Аслана Умарова, большее развитие получает создание электрифицированных машин на гибридной или полностью электрической тяге. «Мы уже объявили об отказе от дальнейших разработок компактных экскаваторов и погрузчиков, оснащенных дизельными двигателями. Весной этого года мы представили на крупнейшей в мире выставке Bauma в Мюнхене новые машины с электроприводом: экскаватор ECR25 и колесный погрузчик L25. Поставки серийных машин начнутся в июне 2020 года», – сообщил специалист.
Николай фон Зеела рассказал, что на Bauma среди других новинок Liebherr внимание посетителей привлек и самый мощный в своем сегменте гусеничный кран LR 1800-1.0 базовой шириной 3 м с системой VarioTray для быстрого демонтажа части противовеса и новой направляющей рамой. Также на выставке была презентована программа обмена данными INTUSI, позволяющая подключать землеройную и перевалочную технику к сети и совмещать операционную систему с искусственным интеллектом.
Взять в аренду
Игроки рынка также отмечают: несмотря на стагнацию строительного рынка, спрос на аренду спецтехники также сохраняется. Правда, данный сегмент бизнеса за последние несколько лет потерял ряд компаний.
Менеджер по аренде АК «Сокол» Юрий Выборнов сообщил, что для рынка аренды характерны сезонные колебания. В летний период востребованность техники высока, а конкуренция минимальна. В зимний период происходит снижение объемов строительства, спрос на аренду падает, а конкуренция возрастает. «Разумеется, также многое зависит от экономической ситуации в стране. В кризис рынок аренды растет, а в благоприятное время компании предпочитают приобретать технику в собственность. Особенностью последнего кризиса стал передел рынка. Многие арендные компании обанкротились, и на их место пришли другие. В итоге остались самые крупные игроки, у которых большой парк собственной техники. В целом же, даже на сегодняшний день при стабилизации курса многие компании берут технику в кредит, в лизинг и таким образом расширяют свой парк», – резюмирует он.
Мнение
Виктор Казаков, член правления РСПП, генеральный директор ГК «КрашМаш»:
– Мы крайне ответственно выбираем технику и оборудование, которые становятся частью нашего уникального специализированного парка. На крупнейших мировых выставках заказываем топовые инновационные модели, которые способны обеспечить безопасность сотрудников, высокую эффективность работ и минимизировать негативное воздействие на людей и окружающую среду. Как сказал Стюард Бранд: «Когда на нас надвигается новая технология, тот, кто не стал частью парового катка, становится частью мостовой». Именно поэтому сейчас можно перечислить весь наш парк, и каждая его модель будет по-своему уникальной. Например, этим летом мы первыми ввезли в Россию партию из 10 гидроножниц Arden Jet с интегрированной системой пылеподавления. Закупили высокопроизводительные мобильные комплексы Kleemann с пониженным уровнем шума и выброса пыли. Они способны быстро перерабатывать и сортировать строительные отходы во вторичный продукт для его дальнейшего использования, согласно стандартам «умного сноса». Наш Caterpillar 390DLME, самый большой в России экскаватор-разрушитель с собственной системой пылеподавления, давно стал легендой и был задействован на самых знаковых объектах страны. А телескопический высотный самоходный подъемник Teupen LEO 50 GTX способен поднять оборудование весом 400 кг на высоту 50 метров. Он постоянно задействован при сносе особо сложных высотных зданий. При этом наш парк высокомобильный: он оснащен мощными тралами, такими как модульный Faymonville грузоподъемностью 150 т, для безопасной перевозки тяжелой техники в разные регионы страны.
АВТОР: Виктор Краснов
ИСТОЧНИК:
СЕ №25(882) от 19.08.2019
ИСТОЧНИК ФОТО:
JCB Russia
Поделиться:
- ВКонтакте
- Telegram
- РњРѕР№ Р В Р’В Р РЋРЎв„ўР В Р’В Р РЋРІР‚ВВВВВВВВРЎР‚
На взлетной полосе
Аэродромные железобетонные плиты все чаще применяются при строительстве сверхпрочных дорог и площадок для тяжелой спецтехники.
С середины XX века советские заводы ЖБИ начали активно заниматься производством плит для аэродромов. Их номенклатурное название – плиты аэродромные гладкие (ПАГ) – сохранилось до наших времен. Массовый выпуск был обусловлен политической ситуацией. Государство нуждалось в большом количестве полевых военных аэродромов, которые должны иметь быстровозводимые взлетные полосы для приема тяжелой авиатехники. После распада СССР объемы производства ПАГ в России свелись к минимуму.
Однако сейчас выпуск этой продукции вновь начал расти, но в основном по вполне мирным причинам. Аэродромные плиты используют при строительстве и реконструкции взлетных полос гражданских аэропортов. Кроме того, их по достоинству оценили компании, возводящие сверхпрочные временные и постоянные автомобильные дороги, а также площадки для использования тяжелой строительной техники. К тому же такие плиты активнее стали использовать при строительстве морских портов, терминалов, крупных логистических комплексов.
Принять все
ПАГ должны соответствовать ГОСТ 25912.0-91 и ГОСТ 25912-2015. Они регулируют качество бетона и свойства плиты в целом. Сейчас выделяют три вида плит: ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20. Отличаются они между собой показателем толщины (140, 180 и 200 мм). Все они рекомендованы для устройства постоянных и временных покрытий аэродромов, городских дорог и территорий с рабочей нагрузкой до 75 тонн на кв. м. При производстве этих изделий используется бетон марки B30 М400 с коэффициентом класса морозостойкости F200.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ООО «ЖБИ №1 Рыбацкое», главные преимущества ПАГ – прочность и долговечность. Принять они могут очень высокую нагрузку, в том числе моментальную. Кроме того, ПАГ имеют четкие пропорции по ширине и длине, а шероховатое покрытие создает хорошее сцепление колес с их поверхностью. Устанавливать, эксплуатировать и заменять конструкции можно в любое время года. За счет габаритов они удобны для транспортировки железнодорожным и автомобильным транспортом.
По характеристикам, рассказывают в АО «ПО «Баррикада», ПАГ идеально подходят для суровых, жестких и агрессивных условий эксплуатации. Для получения прочностных показателей и устойчивости к воздействию низких температур и воды при изготовлении этих изделий предусматривается предварительное натяжение рабочей продольной арматуры, а также использование бетонной смеси и собственно бетона особого состава. Укладка плит происходит в короткий промежуток времени, что является еще одним их преимуществом. Они соединяются в единую плиту за счет сварки, а также путем замоноличивания соединительных швов цементно-песчаным составом и битумной мастикой. Иногда новое покрытие укладывается на старое, тем самым повышая несущую способность взлетно-посадочных полос. При этом использование ПАГ может быть неоднократным, так как они, даже бывшие в употреблении, не теряют своих характеристик.
Новые возможности
Игроки рынка отмечают, что некоторые заводы ЖБИ имеют полувековую традицию выпуска ПАГ и по праву заслуживают высокую оценку качества производства. При этом некоторые предприятия сейчас совершенствуют выпуск аэродромных плит.
Так как ПАГ имеют свою специфику, их выпускают далеко не все производители ЖБИ. Тем не менее количество организаций, занимающихся данным направлением деятельности, растет. Коммерческий директор АО «ПО «Баррикада» Алексей Мицул помимо своего предприятия среди производителей в СЗФО выделяет ООО «СИБ Центр», ООО «ПТК-ДорСтрой», ООО «Перспектива», ООО «СТК-Модуль». Среди компаний из других регионов – ООО «ХК «Башбетон», ООО «ТПК «Очаковский комбинат ЖБИ», ООО «Моревский завод железобетонных изделий». Также присутствуют игроки рынка из Беларуси: комбинат ЖБИК (ОАО Оршанский Строительный трест №18), ОАО «Барановичский комбинат ЖБК».
По мнению специалистов, производителей ПАГ могло быть еще больше, но пока не сформировался рынок сбыта. Генеральный директор ООО «СТД» ЖБИ Сергей Нестеров полагает, что основная проблема – это отсутствие специалистов среди проектировщиков, которые умело могли бы задействовать новинки ЖБИ, если бы изучали процессы производства и технологии монтажа. «На сегодняшний день очень редко можно встретить хороших конструкторов, которые могут сделать сложные расчеты для применения ЖБИ в строительстве. До сих пор в производстве и сборке применяются технологии советских времен. Это хорошо и надежно. Но есть уже усовершенствованные технологии производства, обеспечивающие более высокое качество продукции. Однако проектировщики не задействуют такие изделия, и поэтому все приходится делать по старинке. Таким образом, страдают и заказчик, и производитель», – считает он.
АВТОР: Виктор Краснов
ИСТОЧНИК:
СЕ №25(882) от 19.08.2019
ИСТОЧНИК ФОТО:
АО «ПО «Баррикада»
Поделиться:
- ВКонтакте
- Telegram
- РњРѕР№ Р В Р’В Р РЋРЎв„ўР В Р’В Р РЋРІР‚ВВВВВВВВРЎР‚