Поиск

Поток

DIGITAL TWIN — ПОМОЩНИК ИЛИ ГОЛОВНАЯ БОЛЬ?

06 Ноября 2020
Игорь Рубан

Игорь Рубан

ведущий редактор

Каким предприятиям нужен цифровой двойник

DIGITAL TWIN — ПОМОЩНИК ИЛИ ГОЛОВНАЯ БОЛЬ?

Концепция цифрового двойника (digital twin) предложена профессором Мичиганского университета Майклом Гривсом еще в 2002 году. Первоначально она называлась моделью зеркальных пространств. Гривс дает такое определение: «Цифровой двойник представляет собой набор виртуальных информационных конструкций, который полностью описывает потенциальное или фактическое промышленное изделие: от его атомарных функций до геометрии. В идеальных условиях вся информация, которую можно получить от изделия, может быть получена от его цифрового двойника».

Цифровой двойник меняет восприятие производственной реальности, когда главенствуют не просто активы, а данные о них. И драйвером в адаптации виртуальности для белорусской нефтехимии становится предприятие «Белоруснефть-Нефтехимпроект». О своих наработках проектировщики рассказали на семинаре «Цифровизация промышленных объектов: от лазерного 3D-сканирования до цифрового двойника», который прошел в рамках деловой программы выставки «Химия. Нефть и газ» на Белорусском промышленно-инвестиционном форуме — 2020 в Минске.

 

BIM-проектирование

Об опыте использования BIM-проектирования сказано много. Эта технология в полной мере находит применение при проектировании и строительстве объектов «Белоруснефти».

Если коротко, то изначально все данные, заложенные в информационную модель объекта, связаны между собой и взаимозависимы.

Несмотря на сложности внедрения, в компании были готовы идти по новому пути. BIM-проектирование позволяет рассчитать и определить параметры процессов строительства еще до начала строительных работ на объекте. Управление данными моделями позволяет сократить сроки реализации проекта, упростить эксплуатацию возведенного объекта и продлить срок его службы.

Другими словами, BIM-проектирование — это цикл от планирования до проектирования, выпуска рабочей документации, строительства, эксплуатации, реконструкции и сноса.

Все данные BIM-модели являются информационной базой данных, что позволяет в любой момент получать актуальную проектную документацию и визуализацию, проводить анализ.

С другой стороны, благодаря BIM-модели выявлено и в кратчайшие сроки устранено около 300 коллизий в проектировании. А если бы это было выявлено на стройке, то повлекло бы внесение изменений в проект, торможение процесса строительства, изменения  спецификации.


СПРАВКА
Информационное моделирование (BIM) — процесс коллективного создания и использования информации об объекте, формирующий основу для всех решений на протяжении жизненного цикла объекта. В основе BIM лежит трехмерная информационная модель, на базе которой организована работа заказчика, генерального проектировщика, генерального подрядчика, эксплуатирующей организации.
Технологии BIM базируются на виртуальной трехмерной модели, обладающей реальными физическими свойствами. Но это не все ресурсы технологии информационного моделирования. К ней присоединяются добавочные измерения: время, планы, стоимость.


 

От создателей «облака точек»

В «Белоруснефть-Нефтехимпроекте» быстро поняли, что для реализации BIM-проектов необходимы большие объемы информации на ранних стадиях проектирования, а именно: качественная съемка площадки, объекта реконструкции при инженерно-геодезических изысканиях. Данные, полученные при изысканиях, становятся основой будущей BIM-модели.

Эти данные представляет «облако точек», которое формируется путем бесконтактного сканирования 3D-поверхностей с использованием специальных лазерных сканеров.

Такая технология дает возможность изобразить окружающее пространство в виде множества точек, каждая из которых расположена на трех осях координат X, Y, Z.

Основными областями применения 3D-сканирования называют:

  • инженерно-геодезические изыскания;
  • обмерные работы при обследовании зданий, сооружений и инженерных сетей;
  • строительство и реконструкцию объектов;
  • архитектурные обмеры для фиксации форм;
  • промышленные измерения зданий и сооружений;
  • фиксацию археологического материала;
  • проведение исполнительной съемки;
  • измерение объемов земляных работ.

При этом установлено, что по сравнению с традиционными геодезическими методами — оптическим и спутниковым — 3D-лазерное сканирование характеризуется высокой детальностью, скоростью и точностью измерений.

 

Первые шаги в строительстве

Строительная отрасль становится все более компьютеризированной, информационные модели в ней — все более привычными. Однако если BIM-технология при проектировании уже активно реализуется, то в строительстве и эксплуатации она делает первые шаги. В «Нефтехимпроекте» уверены, что именно лазерное сканирование, позволяющее получать фактические геометрические параметры объекта, будет играть ключевую роль.

Важнейшим условием слияния и верификации проекта и фактического объекта является использование единой системы координат.
В результате получается карта отклонений от проектных решений, что позволяет вовремя устранить несоответствия и внести корректировки, а также провести контроль строительства и монтажа.

Также одним из значимых элементов качества строительства и затрат на него является определение объемов сыпучих строительных материалов, земли, фактического объема уложенного бетона, толщины перекрытий, колонн, стен и перегородок и т.п., а при помощи лазерного сканирования сделать это можно с погрешностью не более 1%, т.е. его результаты позволяют уточнять фактические затраты.

 

Промышленные измерения резервуарного парка склада хранения нефтепродуктов в Фаниполе

Промышленные измерения резервуарного парка склада хранения нефтепродуктов в Фаниполе

 

Цифровой двойник резервуарного парка склада хранения нефтепродуктов в Фаниполе

 

Промышленные измерения

Одной из областей применения 3D-сканирования могут стать промышленные измерения резервуарного парка. Лазерная технология позволяет провести оценку деформаций резервуаров, анализ дефектов поверхности резервуара, отклонения резервуара от вертикали, определить объем и провести калибровку. Полученные данные станут основой для дальнейшего мониторинга и слежения за деформацией производственных объектов (резервуаров).

При создании цифрового двойника уже на уровне виртуальной модели происходит имитация технологических операций, элементам присваиваются физические и геометрические свойства, отрабатываются чрезвычайные ситуации на объекте.

 

Кому нужен цифровой двойник?

Директор предприятия «Белоруснефть-Нефтехимпроект» Андрей Протько в качестве преимуществ использования BIM и цифрового двойника выделяет удаленное рассмотрение создаваемой BIM-модели, внесение предложений и замечаний в процессе ее разработки, а также отслеживание фактически выполненных объемов работ и затраченных материалов. Немаловажны также повышение эффективности взаимодействия всех участников процесса и поддержание актуального состояния модели с постоянным ее наполнением необходимыми атрибутами.

Директор предприятия «Белоруснефть-Нефтехимпроект» Андрей Протько

цитата

— Уже скоро многие объекты обретут цифровое обличие, в дальнейшем этот процесс станет обязательным и необходимым для разработки качественной проектной документации, — заверяет руководитель «Нефтехимпроекта». — В системе предприятий концерна «Белнефтехим» кроме «Белоруснефти» планируем развивать сотрудничество c «Нафтаном», «Гомельтранснефть Дружба», Мозырским нефтеперерабатывающим заводом.

Заказчик пока не видит в краткосрочной перспективе экономической выгоды. Мы пытаемся показать преимущества даже на первых шагах применения технологии без вложения больших ресурсов — при 3D-сканировании и создании «облака точек». Затем уже имеет смысл говорить о переходе к информационной модели и полноценному цифровому двойнику. Тогда можно будет моделировать технологические процессы как на установках, так и на предприятии в целом, проводить псевдоучения. Сейчас мы предлагаем услугу по сканированию в рамках разработки обычных проектов.

Визуализация НГДУ «Речицанефть»
Визуализация НГДУ «Речицанефть»

 

В настоящее время работы по созданию цифрового двойника проводятся на таких предприятиях РУП «Производственное объединение «Белоруснефть», как Белорусский газоперерабатывающий завод и НГДУ «Речицанефть». В следующем году проектировщики планируют начать работу с «Нафтаном».

цитата

— Пытаемся сформировать спрос, — подчеркивает Андрей Протько. — Пока приходится с сожалением констатировать, что у нас нет портфеля заказов на BIM-проекты. Благодаря учредителю мы отработали все BIM-этапы на объектах «Белоруснефти». Необходимым навыком обладают более трети нашего коллектива. А ведь по задачам, поставленным Министерством архитектуры и строительства, на BIM-технологии проектная отрасль обязана перейти в ближайшие пять лет.

 

— Все говорят о цифровизации, о том, что нужно внедрять передовые технологии в строительную отрасль, но никто не говорит, как это сделать, — подытоживает директор «Нефтехимпроекта». — Если бы все было так просто и не требовало никаких усилий, то, наверное, все проектные институты это сделали бы. Встав на столь непростой путь, мы понимаем, что предстоит тяжелая работа, бесконечное планирование и полная самоотдача всех участников процесса. Но мы уверены в успехе.

 

ФОТО ГП «Белоруснефть-Нефтехимпроект», Екатерина Блашко

 

 

Цифровизация Цифровой двойник BIM Белоруснефть-Нефтехимпроект Андрей Протько Облако точек Речицанефть
06 Ноября 2020
383
Рейтинг: 4