09.12.2022

Промышленный BIM на практике: сложности и преимущества

Промышленный BIM на практике: сложности и преимущества

Когда здание строится с нуля, проектировать BIM достаточно просто, но если перестраивать нужно существующий объект, и это промышленное предприятие со сложной аппаратурой, возникают неожиданные препятствия. Рассказываем, что происходит при моделировании промышленных объектов, и какие сложности могут при этом подстерегать.

Содержание:

  1. Промышленный BIM развивается медленно
  2. Объем работ всегда больше, чем планировался в техническом задании
  3. BIM сложно внедрять из-за утерянной документации
  4. BIM ускоряет согласование работ

Промышленный BIM развивается медленно

Сейчас в информационном пространстве много говорят про BIM и его внедрение, про возможности, которые он открывает. Есть громкие примеры продвинутых технологий. Например, «Росатом» постоянно сканирует объекты лазером и на еженедельном совещании участники могут видеть, что происходит, с помощью VR-очков: ездить в командировки больше не нужно. Это дорого и такие инвестиции не всегда могут окупаться. Пока что побеждает экономия.

Цифровой двойник здания, который мог бы облегчить эксплуатацию и реконструкцию, тоже пока не всегда создаëтся и используется по назначению в России. По большей части он нужен для прогнозирования, но используется в качестве «цифровой тени»: данные заносятся по факту, после совершения изменений. На практике многие инженеры до сих пор предпочитают работать с плоскими чертежами и вести расчёты в привычном Excel.

Пока не решается главный вопрос, который есть во всех организациях: как сделать так, чтобы культура обращения с информацией была на другом уровне. Этот момент становится самым главным. Вопрос не в автоматизации данных, а в том, что кто-то забывает что-то сделать. Как это контролировать — вопрос культуры. И здесь обратная сторона медали: как только повышается культура работы с информацией, отношение к ней, пропадает необходимость внедрения систем. Потому что даже перекладывая бумажные карточки из одной коробки в другую, вы без труда находите то, что вам нужно.

Павел Федяев, заместитель генерального директора по строительству, эксплуатации и безопасности Национального медико-хирургического центра им. Пирогова
Павел Федяев, заместитель генерального директора по строительству, эксплуатации и безопасности Национального медико-хирургического центра им. Пирогова

Объем работ всегда больше, чем планировался в техническом задании

Каждый промышленный объект не похож на другой. Даже если два завода были построены по одному проекту, за годы эксплуатации у них появляются глобальные отличия, потому что каждый рос и развивался по своему сценарию: накапливаются переделки и локальные изменения. К сожалению, эти переделки почти всегда плохо документируются. Поэтому когда заказчик пишет техническое задание, он делает это в условиях недостатка информации по своему собственному объекту.

Обычно техническое задание составляют специалисты по тендерной документации. В документе может явно не хватать данных, но из-за особенностей тендерных процедур невозможно достучаться до лиц, которые могли бы уточнить детали. Информация продолжает поступать и уточняться практически весь проект.

На крупных промышленных предприятиях всегда есть множество служб, которые отвечают за свой участок: электрика, воздухоснабжение, теплоснабжение, технологии, конструкции. Редко, когда на предприятии есть человек, который может предусмотреть, у каких служб могут появиться требования к проекту. Это одно из главных отличий от гражданского строительства. Например, в торговом центре всë устроено проще: есть администрация, которая представляет, как и что должно выглядеть, служба эксплуатации с требованиями к инженерным системам, служба безопасности, маркетологи. И всë стандартизировано.

На проекте окрасочного цеха «Тверского вагоностроительного завода» мы потратили около двух месяцев, чтобы составить техническое задание и учесть требования всех служб. Это служба безопасности, главный энергетик, главный механик, главный технолог, специалисты по автоматизации. Всего около двенадцати подписей главных специалистов. И у всех начальников были подчинённые, которые тоже транслировали свои пожелания. Это пример не типичный, потому что у нас были эти два месяца и мы заранее озаботились этим вопросом.

Иногда бывает, что проект практически завершëн, а заказчик говорит: «Тут у нас служба безопасности случайно увидела ваш проект. Они очень удивились, что он идёт без них, потому что у них есть замечания». Мы получаем пятнадцать страниц требований, которые нужно учесть, чтобы проект был запущен. Так время сильно увеличивается. Все думали, что проект заканчивается, а для службы безопасности он только начинается. К сожалению, это типичная ситуация для промышленных предприятий. На гражданских объектах это проявляется не так ярко.

Александр Лапыгин, генеральный директор РОСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ
Александр Лапыгин, генеральный директор РОСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ
На подготовку Задания на проектирование и согласование его со всеми службами предприятия окрасочного цеха «Тверского вагоностроительного завода» ушло около двух месяцев. На изображении — сводная модель с наружными сетями и отображением инженерно-геологической информации.
На подготовку Задания на проектирование и согласование его со всеми службами предприятия окрасочного цеха «Тверского вагоностроительного завода» ушло около двух месяцев. На изображении — сводная модель с наружными сетями и отображением инженерно-геологической информации.
Изображения предоставлены компанией РОСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ

BIM сложно внедрять из-за утерянной документации

Для проектирования внутри существующего здания нужна подробная информация обо всех объектах, которые в нëм находятся. Это не проблема, если BIM для моделирования промышленного объекта использовался изначально и данные добросовестно вносили в систему. Цифровой двойник со всем оборудованием значительно облегчил бы задачу, но цифровизация пока не широко используется для существующих объектов. У большинства промышленных объектов проектная документация велась в бумажном виде. Часто так получается, что части нужной документации просто нет: еë не было вообще, она потерялась или хранится неизвестно где. Это не зависит от размера компании и от еë особенностей. Такое случается и у маленьких коммерческих предприятий, и у больших государственных заводов. В этом случае моделирование промышленного объекта приходится начинать практически с нуля.

В части геометрии пространства может помочь лазерное сканирование. Из облака точек, которое получается в результате сканирования, можно составить подробную объëмную карту расположения всех коммуникаций и оборудования. Этот метод не универсальный. С его помощью нельзя оценить внутренние параметры: среду в трубопроводе или толщину стенки балки квадратного сечения. Поэтому нужно проводить дополнительные исследования и в идеале постараться найти нужную проектную документацию промышленного объекта. Например, важно знать, какую нагрузку могут нести несущие элементы и какая на них есть сейчас; откуда, что и куда проходит по трубам: это актуальная система или нет. Здесь могут понадобиться промышленные альпинисты и инженеры, которые будут проводить обследование вручную.

Бывает, что на старых предприятиях никак не получается узнать, что за трубы и кабели проходят по сетям. В этом случае их оставляют на месте и не трогают: никто не знает, что будет, если просверлить отверстие в трубе непонятного назначения. Отсутствие проектной документации очень усложняет процесс работы на промышленном объекте: это дольше и дороже.

Мы достаточно много работали на одном автомобильном заводе и проводили там реконструкции и техническое переоснащение. В философии этого предприятия было постоянное улучшение: проводили изменения внутри существующего здания. Чтобы сократить время движения машин по конвейеру на 30 секунд, нужно было достаточно много переделать внутри помещения в части инженерного оборудования.

Например, на несущую конструкцию, ферму, подвесить дополнительную лебëдку. На этой ферме лежало дополнительное оборудование: кабели, трубы разных диаметров, воздуховоды вентиляции, дымоудаления. Чтобы сделать поверочный расчёт, нужно собрать все нагрузки на ферму, но для этого нужна документация: какой трубопровод работает и что внутри, какой — просто существует и его нужно убрать, потому что в общем итоге это даёт достаточно высокую нагрузку на конструкцию. Кажется, что это мелочи, но они сильно влияют на решение об усилении конструкции.

Александр Лапыгин, генеральный директор РОСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ
Александр Лапыгин, генеральный директор РОСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ
Совмещённая с облаком точек лазерного сканирования модель новых конструкций для подвеса лебёдки над конвейером автомобильного завода. Цветом отмечен порядок демонтажа
Совмещённая с облаком точек лазерного сканирования модель новых конструкций для подвеса лебёдки над конвейером автомобильного завода. Цветом отмечен порядок демонтажа

    Подпишитесь на рассылку
    Раз в неделю будем присылать вам самые интересные материалы

    BIM ускоряет согласование работ

    Работы по улучшению на промышленных предприятиях нужно проводить в момент, когда производство останавливается. Для этого нужно пройти через множество согласований со всеми департаментами. В среднем только на подготовку процесса может уходить от нескольких дней до трëх недель. Это зависит от размера предприятия и системы менеджмента.

    При согласовании проекта очень помогает визуализация процесса, она может быть вплоть до дизайна. И в этом очень помогает BIM. Так в процессе обсуждения не будет недопониманий, а все решения будут подтверждены цифрами.

    Мы переделывали участок по перегрузке двигателей на заводе Toyota. Нужно было вписать конструкцию в существующую систему оборудования цеха и провести очень точные расчёты. Доли секунды помогают оператору более точно позиционировать двигатель на конвейер. У заказчика были жёсткие требования: нужно было уложиться точно в срок в части проведения монтажа. Подготовка могла длиться сколь угодно долго, а монтаж лебëдки — одни выходные. В пятницу конвейер останавливали, а в понедельник утром он должен был заработать с новым оборудованием и по новой схеме. Ошибок и просчётов не должно было быть ни при каких условиях.

    Мы несколько раз гарантировали заказчику, что сбоев на площадке не будет. И в этом помог BIM. Мы подробно всё спроектировали и даже показали, как всё будет происходить по порядку и во времени: сначала заводим эту балку, потом эту, потом демонтируем вот эту конструкцию и помещаем вот сюда. Заказчик увидел в 3D, что ничто не помешает поместить новое оборудование на место, которое ему предназначено. И только после этого работы были согласованы.

    Павел Федяев, заместитель генерального директора по строительству, эксплуатации и безопасности Национального медико-хирургического центра им. Пирогова
    Павел Федяев, заместитель генерального директора по строительству, эксплуатации и безопасности Национального медико-хирургического центра им. Пирогова
    Когда автомобильный конвейер остановили, нужно было провести работы очень быстро и в стеснённых условиях
    Когда автомобильный конвейер остановили, нужно было провести работы очень быстро и в стеснённых условиях

    Сложно сказать, насколько промышленный BIM в существующих объектах удовлетворяет потребность заказчиков в своих классических преимуществах: сокращении времени проекта и затрат. Точно можно сказать, что моделирование промышленных объектов облегчает согласования и уменьшает дельту между плановым и фактическим сроками проекта. Это происходит за счёт визуализации данных, точности расчётов и меньшего количества непредвиденных ошибок. Скорее всего, по мере цифровизации и создании цифровых двойников, проекты будут проходить проще и быстрее.