16.12.2021
Комплекс BIM-технологий привычно и прочно ассоциируется со строительной отраслью. Может ли он стать основой цифровизации предприятия цветной металлургии?
О том, как информационное моделирование объектов промышленной инфраструктуры помогает персоналу получать актуальную информацию о производстве и работать с ней, рассказал заместитель начальника управления проектных работ АО «Уралэлектромедь» Антон Тимошенко. Разбираем ключевые тезисы эксперта, связанные с BIM-технологиями как одним из драйверов цифровой трансформации предприятия.
BIM (Building Information Modeling) – информационное моделирование зданий и сооружений, под которыми понимают любые объекты инфраструктуры. Это подход к управлению жизненным циклом объекта, к его проектированию, возведению, оснащению, эксплуатации, ремонту и утилизации здания, который предполагает сбор и комплексную обработку всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации со всеми ее взаимосвязями и зависимостями.
В отличие от строительной отрасли, где в России BIM сегодня в основном пока используют преимущественно на стадии проектирования зданий и сооружений, для промышленного предприятия такой подход неоправданно дорог. Индустрии эти технологии интересны с точки зрения использования на всем протяжении жизненного цикла объектов, когда ставится задача цифровизации всего предприятия. Информационная модель здесь – это база, без которой остальные части системы не могут быть построены. Для «Уралэлектромеди» BIM–это основа, начальный уровень цифровизации. На нем определяется, как ведут себя элементы предприятия в целом, как классифицируются, что является основным оборудованием, где оно расположено в технологической цепочке и многое другое.
Применение BIM на «Уралэлектромеди» начинается с трехмерного сканирования, которое является аналогом обмерных работ. Так создается 3D-модель, далее она обрабатывается и погружается в BIM-среду, где в нее вносятся конструктивные изменения. После этого проектная документация выдается в работу и объект строится. На стадии сдачи работ трехмерное сканирование проводится еще раз. Новый результат сверяется с проектной моделью, и она правится. На выходе получается адекватная эксплуатационная модель. Во время проектирования она может измениться. При помощи облачного сканирования проверяется соответствие проектной модели возведенному объекту, и на базе этих данных она еще раз корректируется. Так функционирует замкнутый цикл поддержки эксплуатационной модели.
Несмотря на то что BIM-технологии уже несколько лет осваиваются отечественным строительным комплексом, их полноценное внедрение на этапе строительства сталкивается с трудностями. И на сегодняшний день большинство строительных организаций и подрядчиков не обладают достаточными компетенциями. В этой ситуации единственные, кто на предприятии извлекает пользу от применения BIM на стройке,– это специалисты службы заказчика, использующие BIM-инструменты для учета выполнения строительно-монтажных работ и закрытия отчетности. В целом же приход BIM-технологий на стройку неизбежен. И в самое ближайшее время. С 1 января 2022 года использование BIM на объектах госзаказа становится обязательным. Но уже до введения этой меры на освоение новых цифровых инструментов нацелились компании, осознавшие низкую эффективность устоявшихся методов управления для повышения производительности труда и реорганизации работы предприятий.
Для заводов BIM интересны прежде всего возможности эксплуатационной модели, которая позволяет получать ключевую информацию об объектах. Персонал цехов может ознакомиться с паспортом на здания и сооружения, изучить рабочую документацию, по которой была выполнена постройка зданий, и использовать нужные данные для проведения каких-либо операций, например для покраски ферм металлоконструкций. Чтобы выполнить эту работу, необходимо определить площадь этих конструкций, то есть сделать специальный шаблон для такой площади. Перегрузив информацию из проектной модели в эксплуатационную, можно получить точные расчеты площади. И если раньше механик цеха, глядя в потолок, заказывал условные 100 банок краски, точно не зная, хватит такого количества или, наоборот, придется ли часть краски отправлять в неликвиды, то сегодня мы имеем дело с точными расчетами.
Информационные модели при эксплуатации зданий также помогают оптимизировать работы ремонтных служб. В информационной среде им легче ориентироваться в требующей обслуживания технике. С приближением сроков проведения ремонта появляются соответствующие напоминания и инструкции. Там же доступна вся необходимая документация по оборудованию. Удобным и информативным становится осуществление контроля за выполнением ремонтных работ. Здесь в реальном времени видно, на каких участках идет работа со срывом сроков, где – с опережением и по каким участкам информация отсутствует.
При помощи BIM можно решать и ряд прикладных задач, таких как, например, инвентарный учет, ведь благодаря модели известно, где и сколько всего находится на предприятии «в метрах и штуках». Одно из удобных решений – наложение аэрофотосъемки на ГИС-систему – это совсем другой уровень читаемости картографических материалов.
Благодаря внедрению BIM-технологий на предприятии зафиксировано 10% роста по выработке на одного человека.
Цифровое моделирование на «Уралэлектромеди» фактически выполнило роль отправной точки для цифровизации предприятия. Есть несколько уровней эксплуатации объектов. Можно получить паспорт на здания и сооружения. В них также можно перейти по ссылкам и посмотреть рабочую документацию, по которой была выполнена постройка зданий. Это можно сделать с помощью PDM-программы, в которой хранятся чертежи, то есть реализована единая точка доступа к большому массиву данных, который раньше был возможен только на бумаге. Следующий уровень эксплуатации – это сфера ответственности механиков, которые занимаются оборудованием. При помощи ссылок им также доступны инструкции по эксплуатации оборудования.
Среди задач программы цифровизации предприятия также значилась визуализация информации по развитию территории промплощадки для утверждения предпроектной проработки в части ГИСа. Здесь были достигнуты хорошие результаты в части стандартизации процессов. Были переработаны правила по ведению базы данных. С ее помощью можно вести тематическую картографию и определять правила по отображению этой информациипо годам постройки. Эти технологии позволяют определить, какие сети нуждаются в ремонтных работах или ревизии. Также цифровизация улучшила адресные картографии для сотрудников в части организации движения на предприятии, инвентаризации инженерных сетей по инвентарным номерам и инвентаризации сетей.
В итоге цифровизацию предприятия можно рассматривать в виде пирамиды.
Модель цифровизации предприятия:
- на первом уровне работают различные датчики, собирающие первичную информацию о работе оборудования;
- на втором уровне находится система BIM, где полученные данные сохраняются в информационной модели;
- на третьем уровне функционирует система управления продуктом PDM;
- на четвертом уровне идет учет времени и ресурсов, затраченных на производство в MES-системе;
- на пятом уровне пирамиды – организационная стратегия планирования ресурсов ERP, с помощью которой решаются вопросы закупок, кадров, сбыта, финансовых потоков, а благодаря системе CAE можно моделировать и анализировать технологические процессы, которые происходят на предприятии;
- вне системы решаются вопросы загрузки производства, производительности, выпуска продукции. Все эти системы должны быть интегрированы между собой и взаимосвязаны.
Главным барьером цифровизации предприятия сегодня является отсутствие интеграции между используемыми на разных уровнях управления решениями.
Например, чтобы работать с информационными моделями, ремонтные бригады пользуются программой Navisworks. В нее загружается вся техническая документация, и с помощью этой программы планируются работы. Но для создания заказа на детали, материалы для ремонта специалистам нужно переключиться на программную среду SAP. Интеграции между этими программами нет, и перенос информации приходится выполнять вручную. Решением для подобных проблем может стать единая платформа для оптимальной интеграции или кастомная разработка интеграционных решений.
Проблемы создает и человеческий фактор. Например, службы эксплуатации и ремонта привыкли работать по устаревшей бумажной схеме, с таблицами Excel. Для того чтобы переломить этот барьер, необходимо работать с людьми, показывая недостатки старой системы и преимущества гораздо более удобной, новой.
АО «Уралэлектромедь» – головное предприятие цветной металлургии в составе открытого акционерного общества «Уральская горно-металлургическая компания» (УГМК), расположенное в городе Верхняя Пышма Свердловской области. Предприятие специализируется на выпуске рафинированной (очищенной) меди в листах, медного купороса, редкоземельных и драгоценных металлов. Общая численность персонала – 8076 человек.
При подготовке публикации использовались материалы СNews.
