Примерно с 70-х годов прошлого века до недавнего времени, строились (и строятся еще во многих местах) отдельные информационные модели для каждого этапа жизненного цикла СИО (сложного инженерного объекта) – при проектировании, при сооружении, при пусконаладке, при нормальной эксплуатации, техобслуживании и ремонте. Для реконструкции и модернизации поднимаются проектные модели, и, отдельно, особенно для сложных, особо опасных, вредных объектов, строится информационная модель вывода из эксплуатации.
Но у нас появилась возможность в любой момент из любой точки пространства с соответствующими правами доступа оперировать всем массивом накопленной информации. И пополнять его каждую секунду времени за счет информации с датчиков, за счет мгновенного занесения результатов измерения, или бухгалтерской информации, или инженерной информации о работе и сбоях, или наоборот, оптимальных режимах работы оборудования.
Нам интересны разные ресурсы, например, деньги, что означает сметный цифровой инструментарий, или управление персоналом – когда и какие специалисты нам нужны. Сначала бетонщики, потом монтажники, потом наладчики, и так далее. Аналогичный вопрос возникает при эксплуатации: на стадии нормальной эксплуатации нам нужны соответствующее инженеры/ рабочие/техники, которые обеспечивают выпуск продукции. Если по графику наступает срок планово-предупредительного ремонта или, например, срок реконструкции, нам нужны другие специалисты. Мы можем штатных работников основного производства отправить в отпуск, зато в этот момент запустить для выполнения работ монтажную фирму на аутсорсинге. То есть управление персоналом – еще одна ось.
Есть и другие ресурсы, например, уникальная техника. Для выполнения каких-то работ при сооружении нам нужен кран, которых на всю страну пять штук. Соответственно, мы должны управлять этими сложными уникальными ресурсами. В результате у нас получается нарастание размерности нашей модели. Кроме естественного пространственного разрешения (3d), у нас возникает временное (4d), финансовое (5d), управление персоналом (6d), и так далее. Достаточно много измерений можно нарастить таким образом. При этом мы порождаем разнородные данные при описании одного объекта. Графические данные – это одно, пространство нормативной документации порождает другие данные – тексты, инструкции, регламенты. Временная ось, конечно, измеряется в других единицах и описывается иначе.
Все эти процессы требуют компоновки в одном комплексном инструменте Mульти-D моделирования разных подходов, разных данных, описывающих объект и его жизненный цикл.
Multi-D – методология управления проектами, а на ее основе реализована цифровая платформа, обеспечивающая тотальную информационную поддержку проекта. Платформа позволяет не только создать 3D-модель, но и связать все этапы от проектирования до эксплуатации в одну информационную базу, которая активно влияет на весь проект.
Датчики производят постоянные измерения параметров, соответственно, образуются большие объемы информации. Таким образом мы в режиме «онлайн», в режиме непрерывного сканирования, осуществляем цифровое документирование всего жизненного цикла объекта. Для этого мы используем разные технологии.
Во-первых, строим инженерные цифровые модели – трехмерные модели, которые по сути являются наследниками чертежей, отражают пространственное расположение объектов/систем/оборудования/элементов в объекте.
Во-вторых, мы можем фиксировать технологические параметры – давление, температуру, электрические параметры функционирования, химическую среду, тепловые параметры, параметры теплообмена и потоки – то, что относим к технологической информации.
Также, на основе либо датчиков, либо периодических записей мы переходим к автоматизации процесса – к умным датчикам и системе «интернета вещей».
Кстати, еще пока достаточно распространено, что показания датчиков отображаются на разных шкалах, оператор по определенную графику снимает эти показания и заносит их в средства электронного мониторинга. То есть сейчас идет переходный период. Пока еще существует профессия «обходчик». Это тот специалист, который обходит датчики, фиксируя состояние работы оборудования. Но вносит данные уже не в бумажные журналы, а в электронные системы.
Бухгалтера вносят туда информацию о сделках, закупках сырья, комплектующих, и прочую информацию о движении денежных средств.
Получается, что все виды информационных систем задействованы на предприятии для описания его жизненного цикла, для внесения данных в цифровой двойник на основе цифровых технологий. Соответственно, у нас возникают большие массивы данных, они могут потребоваться за десятки лет. Мы можем, в том числе на основании технологии работы с большими данными, сопоставлять их от разных объектов – заводов или АЭС, находящихся в разных географических точках.
Достаточно важно, чтобы эти данные не терялись. Не то что мы с вами построили объект и выбросили чертежи, уничтожили, положили в недоступное место, и так далее. Они нам потребуются при реконструкции, при установке нового оборудования, при планировании ремонта, и, наконец, при выводе из эксплуатации и утилизации нашего объекта.
У нас должно происходить накопление данных. А поскольку мы работаем в цифровом мире, мы должны обеспечить не просто архивное хранение (как столетиями существуют библиотеки, в том числе библиотеки научно-технической документации, архивы на предприятии и в конструкторских бюро). Мы должны обеспечить поступление этих данных в цифровой мир, и доступ к ним из любой точки и в любой момент жизненного цикла объекта. То есть обеспечить онлайн доступность данных за всю историю существования объекта.
И вот тогда у нас появляется набор специфичных информационных моделей.
Они специфичны для каждого этапа жизненного цикла. На этапе сооружения нам важна временная динамика, нам нужно знать хозяйственные процессы, у нас идет поставка, появляются договора на монтаж, и так далее – то есть финансовую сторону. Эти модели зависят от времени – своевременность монтажа, штрафные санкции поставщикам или заказчикам. И это все у нас – хозяйственные модели.
Когда мы переходим на этап эксплуатации, нас интересуют технологические режимы, расходные материалы и сырье, которое используются при производстве. Нас интересует хозяйственная деятельность по отгрузке продукции, по спросу, по ценам.
То есть структура информационной модели на разных этапах жизненного цикла сложного инженерного объекта – разная. И мы должны не потерять старые данные, потому что они нам понадобятся, и накапливать текущие.
Для реализации таких сложных систем требуются кадры с особыми компетенциями. Именно для этих целей несколько лет назад была создана Высшая инжиниринговая школа, совместный проект Инжинирингового дивизиона ГК «Росатом» и НИЯУ МИФИ, ориентированный на подготовку специалистов с новыми компетенциями в области цифрового инжиниринга.
Цифровые двойники и модели для сложных бизнес-процессов, сопровождающих объекты, учитываются в разных системах. Но мы можем из больших и сложных блоков, как из кирпичиков, осуществлять сборку нашей Multi-d системы для создания инструмента работы с цифровым двойником. Разнородных инструментов, но производящих обмен данных в необходимом формате и по определенному графику
Полезные интернет-ресурсы:
1. Multi-D IMS: как создается информационная модель атомной станции
2. Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Новые производственные технологии» https://www.rvc.ru/upload/doc/selection_road_prod.pdf
