Практика применения

технологий информационного моделирования при реализации крупных инвестиционных проектов АО «НИПИГАЗ»

Постоянно возрастающая конкуренция заставляет предприятия искать новые способы сокращения сроков проектирования и выхода итогового продукта на рынок, а также снижения стоимости разработки и повышения качества выпускаемой продукции или оказываемых услуг. Все это делает еще более актуальной задачу цифровой интеграции производственных процессов, лежащих в основе успешного выполнения ЕРС-проектов ¹ в их различной конфигурации. Процессы планирования, проектирования, строительства и эксплуатации объектов строительства постепенно переходят на путь цифровой трансформации, которая предполагает не только отказ от традиционных технологий проектирования и строительства, но и изменение порядка взаимодействия между всеми участниками процесса создания добавленной стоимости на этапах жизненного цикла продукции и услуг. В соответствии со стратегией развития информационного общества в Российской Федерации на 2017−2030 годы технологии информационного моделирования (ТИМ) ² являются основными технологиями в общей структуре цифровой экономики, так как позволяют добиться более высокого уровня эффективности процессов того или иного предприятия посредством всестороннего анализа имеющихся активов (в качестве не самостоятельного, а интегрированного объекта), сокращения времени, необходимого для разработки нового продукта, выхода его на рынок и поставки заказчику в соответствии с заданными требованиями [1].

По оценке консалтинговой компании McKinsey&Company, крупные ЕР (С)-проекты завершаются с перерасходом бюджета в среднем на 37% и отставанием по времени от графика на 53% [2]. Среди причин такого положения дел называют несвоевременное внедрение новейших технологий на разных участках деятельности, несоблюдение последовательности в выполнении процессов, сопротивление изменениям и низкий уровень цифровизации. В таких условиях необходимо не только выстроить механизм обмена информацией внутри проектной команды, но и по принципу «одного окна» обеспечить оперативный доступ всех участников проекта к данным информационной модели. Следует отметить, что со стороны заказчиков проектируемых производств также предъявляется ряд требований к управлению информацией, в том числе относительно согласованности, актуальности и достоверности инженерных данных для их использования в информационных системах. Это требует исполнительской дисциплины при работе с данными по проекту и наличия стандартизированных алгоритмов интеграции этих данных, так как изменения исходных данных могут привести к их повторной передаче, а это означает, что существует какой-то процент ошибок, связанный с отсутствием качественных данных о состоянии объекта.

Эффективным инструментом решения этих задач является внедрение системы управления инженерными данными (СУИД) за счет перехода к дата-ориентированному подходу к управлению информацией ЕР (С)-проекта.

В этой статье рассмотрено практическое применение ТИМ для решения задач управления инженерными данными на производственных объектах нефтегазовой промышленности на примере АО «НИПИГАЗ» (далее — НИПИГАЗ).

НИПИГАЗ — ведущий российский центр по управлению проектированием, поставками, логистикой и строительством, который участвует в реализации крупнейших инвестиционных проектов. В их числе Амурский ГПЗ ПАО «Газпром», в проекте которого НИПИГАЗ выступает в роли генерального подрядчика, «Арктик СПГ 2» НОВАТЭКа и Амурский ГХК СИБУРа. Кроме того, НИПИГАЗ осуществлял управление проектированием, поставками и строительством объектов общезаводского хозяйства (ОЗХ), а также функцию генерального проектировщика «ЗапСибНефтехима» СИБУРа. Он также управлял строительством установки «Евро+» Московского НПЗ ПАО «Газпром нефть», введенной в эксплуатацию в III квартале 2020 года и принимал участие в EPC-проекте по строительству ОЗХ в рамках модернизации Омского НПЗ ПАО «Газпром нефть».

С целью повышения эффективности процессов инжиниринга и автоматизации процессов обмена инженерными данными при выполнении междисциплинарных заданий и заполнении опросных листов в НИПИГАЗе используется дата-ориентированный метод взаимодействия дисциплин посредством СУИД, позволяющий сопровождать объект на протяжении его жизненного цикла и обеспечивать поддержку соответствия конфигурации объекта его текущему состоянию [3].

Базовая схема информационных потоков представлена на рис. 1.

Следует отметить, что данные в СУИД интегрируются с данными системы трехмерного проектирования, а системы создания технологических схем — с другим инженерным ПО. Работа с тегами, опросными листами, а также междисциплинарный обмен данными выполняются внутри единой инженерной базы, что позволяет не только повысить прозрачность управления инженерной информацией, но и структурировать ее с использованием классификатора объектов и атрибутов. Это особенно актуально при переходе к практической реализации программы создания единого цифрового пространства промышленности «4.0 RU» (в связи с переходом от бумажной технологии обращения инженерных данных к электронной технологии) и нашло свое отражение в общесистемной процедурной базе НИПИГАЗа, которая пополнилась двумя основополагающими стандартами (СТП):

Рис. 1. Базовая схема информационных потоков
ИМ — информационная модель; ТИМ — технологии информационного моделирования; МТО — материально-техническое обеспечение

• СТП «Система управления инженерными данными», в котором описаны модель представления инженерных данных в электронном виде и методы их дальнейшей обработки;
• СТП «Управление моделью данных», определяющий информационный стандарт (модель данных) АО «НИПИГАЗ», чтобы упорядочить использование инженерных данных, которыми оперируют на ЕР (С)-проектах.

Кроме этого, СУИД НИПИГАЗа имеет пользовательский интерфейс по работе с тегами и обеспечивает возможность создания интеграционной связи между различными модулями, входящими в состав системы, которые представлены в таблице 1.

Чтобы передать заказчику качественные информационные результаты для последующего формирования единой информационной модели проекта и повысить качество проектной продукции за счет упорядочивания информационного обмена между всеми заинтересованными участниками процесса взаимодействия в НИПИГАЗе принято подразделять информационные результаты проекта (типы данных) на три основные группы [4]:

• 1D-данные — сведения о технологических позициях (тегах) и оборудовании, их характеристиках и связях между ними. Требования к качеству и составу данных детально представлены в соответствующем документе СМК «Процедура по управлению инженерными данными проекта»;
• 2D-данные — техническая и организационно-распорядительная документация, документация общего назначения и документация о поставщиках оборудования. Требования к оформлению технической документации приводятся в документе СМК «Процедура по нумерации документации и присвоения имен файлам»;
• 3D-данные — единая 3D-модель проекта. Требования к составу и детализации разрабатываемой 3D-модели отражены в документе СМК «Технические условия на трехмерное моделирование».

Суть управления информацией (типами данных) на проектах НИПИГАЗа представлена графически на рис. 2.

Рис. 2. Элементы управления инженерной информацией на проектах НИПИГАЗа

В таблице 2 приведены примеры типов данных в рамках реализации EPC-проектов, в том числе с учетом различных конфигураций: Е (проектирование), Р (закупки), С (строительство).

Следует отметить, что реализация проектов НИПИГАЗа невозможна без технической экспертизы и активного включения ИТ-функции во все технологические процессы управления информацией, поэтому перед формированием интеграционной схемы производственных процессов в рамках конкретного ЕР (С)-проекта важно сделать серьезный анализ имеющихся данных с целью выявления «узких мест» обмена информацией, которые серьезно влияют на качество всего процесса, и в дальнейшем устранить обнаруженные недостатки.

В НИПИГАЗе разработан базовый пакет документов СМК по вопросам управления информацией на ЕРС-проектах, включающий в себя более 20 позиций, охватывающих не только правила формирования реестра проектных позиций (тегов) в системе управления инженерными данными, но и аспекты, связанные с обеспечением информационной безопасности, резервным копированием и восстановлением данных.

При общении с заказчиком по вопросам интеграции инженерных данных в рамках жизненного цикла ЕР (С)-проекта в НИПИГАЗе разрабатывается и утверждается «План управления информацией» (Information management plan) — документ, который входит в состав перечня документов по управлению ЕР (С)-проектом и определяет стратегию осуществления управления информацией, организационную схему, функции участников процесса управления информацией, а также источники данных для управления информацией.

Структура типового шаблона проектной процедуры по управлению информацией и ее качеством на проекте приведена в таблице 3.

Если до внедрения СУИД в НИПИГАЗе большая часть работ по проверке и доработке инженерных данных на ЕР (С)-проектах осуществлялись в Excel в ручном режиме, то по итогам настройки функциональных отчетов в рамках СУИД пользователь получил возможность настроить шаблоны типовых отчетов по любому подмножеству данных системы (например, «перечень линий»). При этом отчеты из системы могут автоматически выгружаться в форматах *.xlsx или *.pdf, а в зависимости от статуса тега в СУИД может быть настроена цветовая дифференциация соответствующих атрибутивных параметров информационной модели ЕР (С)-проекта. Это приобретает особое значение в контексте того, что Главгосэкспертиза выпустила «Методические рекомендации по подготовке информационной модели объекта капитального строительства, представляемой на рассмотрение в ФАУ „Главгосэкспертиза России“ в связи с проведением государственной экспертизы проектной документации и оценки информационной модели объекта капитального строительства». В этих рекомендациях приведены требования к информационной модели объектов производственного и непроизводственного назначения, которые могут отличаться по объему и последовательности их реализации в зависимости от решаемых задач при проектировании объекта, но должны учитывать многообразие конструктивных систем, конструктивных решений и материалов строительных конструкций, инженерных систем, а также возможность формирования информационной модели с использованием альтернативных реализуемым программных средств [5].

Важно отметить, что разработанная НИПИГАЗом СУИД по-своему уникальна и не только за счет более низкой стоимости разработки и владения, но и за счет более высокого коэффициента полезного действия, направленного на решение конкретных прикладных задач управления данными в рамках реализации ЕР (С)-проектов. Разработанные алгоритмы управления данными в производственном цикле ЕР (С)-проекта могут быть использованы в любой ИТ-архитектуре с учетом импортозамещения ключевого инструментария. К примеру, могут использоваться программные продукты российского разработчика «СиСофт Девелопмент»: комплексная система информационного моделирования Model Studio CS (применяется для реализации задач, связанных с 3D-проектированием объектов промышленного и гражданского строительства) и CADLib (используется как среда для накопления и хранения данных).

В заключение следует отметить, что представленный подход к информационному моделированию крупных нефтегазовых проектов на основе стандартизованных процессов, а также согласованных стандартов позволит управлять не только инженерными данными, но и конечной стоимостью выпускаемой проектной продукции (или оказываемых услуг), достигая желаемой прибыли.

1. Тип проекта, который зависит от вида контрактной стратегии проекта: Engineering (Е) — инжиниринг; Procurement (Р) — деятельность, включающая в себя выбор, закупку материалов и оборудования для выполнения всего проекта; Сonstruction (С) — строительство. ↑
2. Согласно законодательству РФ, используются термины «технологии информационного моделирования» и «информационная модель», которые подразумевают более широкий охват — не только разработку проекта, но весь жизненный цикл от эскизного проекта и исходно-разрешительной документации до эксплуатации, модернизации и даже вывода из эксплуатации и демонтажа. ↑