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.

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.

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.

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.

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.