ИНЖИНИРИНГ, IT, ИННОВАЦИИ

Наши сайты

Наши ресурсы

Система Orphus

Главная  Пресс-центр  СМИ о нас  Пресса о нас

3D интерфейс систем информационной поддержки строительства и эксплуатации сложных промышленных объектов

02.03.2015

«CLUB 3D: Инновационное проектирование»

Содержание

Возможности по поддержке графики в современных компьютерах таковы, что обыденным явлением стали реалистичные 3D изображения на мониторах и их использование при создании пользовательских интерфейсов. На потребительском рынке подобная технология – это чаще всего маркетинговый трюк, рассчитанный на обывательский «вау-эффект».

На рынке же промышленных применений 3D графический интерфейс – это удобный инструмент для работы пользователя со сложными информационными системами поддержки жизненного цикла промышленного объекта. Интересной особенностью таких интерфейсов является то, что их реализация – это грамотное повторное использование данных проекта по созданию такого объекта.

Информационная 3D-6D модель как основа для создания пользовательского интерфейса

При создании промышленных объектов атомной энергетики и топливно-энергетического комплекса на этапе проектирования сегодня активно внедряется технология информационного моделирования. При этом сооружение, как инженерный и физический объект, описывается данными 3D модели, разработанной с помощью той или иной системы автоматизированного проектирования (САПР) или набора таких систем.

Информационно расширенная 3D модель объекта или, кратко, информационная 3D модель – это представленная в цифровом виде информация об объекте в целом, включающая:

  • набор пространственных 3D моделей и их элементов;
  • набор ассоциативных связей между элементами объекта;
  • набор атрибутивной информации по каждому элементу объекта.

На последующих этапах жизненного цикла сооружения размерность информационной модели растет, и на сегодняшний день можно говорить уже о ее шести измерениях.

Информационная 6D модель – это результат дополнения данных информационной 3D модели графиками календарно-сетевого планирования (4D координата – время); информацией о конфигурации, комплектации и поставках необходимых материалов и оборудования (5D координата); трудовых, финансовых и иных ресурсах (6D координата).

Таким образом, к началу собственно строительства и в ходе него информационная 6D модель по своей сути – это всеобъемлющее хранилище данных о сооружении.

С одной стороны – она содержит графическую информацию о том, «как спроектировано», и те данные, что визуально отражают реальное состояние сооружаемого объекта на данный момент. Последние получаются с помощью технологий лазерного сканирования, GPS-измерений, сферических панорам.

С другой стороны – в 6D модели хранится атрибутивное описание объектов, технологические схемы, чертежи, проектно-сметная документация, графики строительно-монтажных работ (СМР) и так далее.

Таким образом, 6D модель – это одновременно:

  • источник готовых элементов для построения наглядного реалистичного 3D интерфейса для навигации по объекту в ходе его строительства и эксплуатации;
  • хранилище данных, необходимых для планирования действий и принятия решений на стадиях строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации всеми заинтересованными лицами в рамках их компетенций.

Это открывает еще одну грань достоинств методологии построения информационной модели на стадии проектирования объектов капитального строительства: возможность реализации на ее основе удобного реалистичного и потому очень наглядного интерфейса для интерактивного просмотра информации по промышленному объекту в ходе его жизненного цикла.

Для практической реализации этих возможностей компанией «НЕОЛАНТ» разработаны такие инструменты, как InterView и InterBridge.

ИТ-инструменты для создания 3D интерфейса

Специалисты ЗАО «НЕОЛАНТ» хорошо знакомы и имеют большой опыт использования в проектах специализированных средств визуализации (СВ) ведущих вендоров САПР и PLM-систем и их интеграции с разными классами ИС. Речь идет о следующих СВ:

  • SmartPlant Review – инструментарий визуализации для пользователей PLM-системы Intergraph SmartPlant Enterprise, адаптацию которой к требованиям отечественного рынка, государственным и отраслевым российским стандартам и стандартам Заказчика осуществляет «НЕОЛАНТ» – стратегический российский партнер корпорации Intergraph;
  • Navisworks – система визуальной интерактивной навигации по 3D моделям компании Autodesk, для которой «НЕОЛАНТ» является единственным системным интегратором-консультантом (Consulting System Integrator, CSI) в России;
  • Navigator / ProjectWiseNavigator от компании Bentley, сервисным партнером которой также является «НЕОЛАНТ».

Однако 6D модель зачастую создается в рамках кроссплатформенной разработки с использованием «лучших в своем классе» или наиболее удобных для Заказчика инструментов для проектирования, как это сделал, например, НИАЭП при создании технологии Multi-D.

Для работы в этих обстоятельствах «НЕОЛАНТ» предлагается кроссплатформенный инструментарий на базе продуктов InterBridge и InterView, разработанных экспертами компании.

InterBridge – это программная реализация технологии трансляции графических и семантических 2D/3D данных между различными САПР и PLM. Инструмент позволяет формировать итоговую единую проектную цифровую модель объекта средствами той платформы САПР/PLM, которая указана Заказчиком.

Программное обеспечение InterView поддерживает интерактивную навигацию по единой цифровой модели объекта, интегрирующей информацию о нем из различных источников и платформ с использованием InterBridge. Одно из расширений InterView позволяет формировать базу задач проекта, импортировать задачи из программ планирования (например, из Primavera), отслеживать состояние их выполнения и показывать на 3D модели состояние хода работ на выбранную дату. Отображение осуществляется по принципу «светофора»: различные цвета отображения элементов 3D модели отражают опережение/отставание/выполнение по плану, завершение и приемку работ Заказчиком.

InterBridge и InterView расширяют возможности для создания 3D интерфейсов на основе информационных моделей:

  • во-первых, за счет поддержки многоплатформенных разработок, в которых используются разные САПР;
  • во-вторых, за счет высокой производительности.

Уместно также подчеркнуть такое достоинство связки InterBridge и InterView, как открытость кода, что важно для многих Заказчиков.

Далее в этом материале приводятся примеры реализации реалистичных 3D интерфейсов на разных сегментах промышленных рынков.

В числе базовых компетенций ЗАО «НЕОЛАНТ» следует отметить:

  • создание информационных моделей промышленных объектов разного назначения, как «с нуля», так и на основе реинжиниринга;
  • создание систем управления инженерными данными (СУИД) на основе концепции многомерной (3D-6D) информационной модели сооружения;
  • разработка и внедрение систем визуализации данных СУИД на основе 3D моделей и 3D ГИС.

Потому именно компетенции экспертного уровня в этих областях и свободное владение разработчиками «НЕОЛАНТ» инструментарием 3D визуализации позволили компании разработать и внедрить в разнообразных проектах информационные системы, для работы с которыми используются удобные реалистичные 3D интерфейсы.

Визуализация диагностической информации на компрессорных станциях

Целью одного из выполненных «НЕОЛАНТ» проектов в интересах ТЭК был переход от работы с набором разрозненных документов к использованию полноценной информационной системы (ИС) управления диагностической информацией при эксплуатации компрессорных станций. Созданная в ходе этой работы ИС EDocInspector – это не только единая база данных всей диагностической информации по объекту, но и инструмент визуализации данной информации на 3D модели.

3D модель содержит полную информацию об устройстве компрессорной станции, в том числе и о трубопроводных обвязках (ТПО), контролируемыми эксплуатационными параметрами которых являются:

  • геодезические измерения положения ТПО;
  • характеристики вибрации ТПО;
  • данные по толщинометрии отводов.
Рис. 1. Визуализация данных по вибрации
Рис. 1. Визуализация данных по вибрации
Рис. 2. Отображение события в случае превышения критического значения
Рис. 2. Отображение события в случае превышения критического значения

Навигация с помощью интерфейса ИС EDocInspector по реалистичному изображению 3D компрессорной станции позволяет выйти в требуемую точку контроля, после выбора которой на экране рабочего места оператора отображается атрибутивная информация: дата измерений, значение измерения, максимально допустимые параметры (рис. 1).

Поддерживаются три режима отображения:

  • значение измеряемого параметра удовлетворяет допустимым значениям;
  • значение превышает критическое и требует принятия решения о дальнейшей эксплуатации и методах решения проблемы (рис. 2);
  • значение в заданной точке превышает максимально допустимое значение (дальнейшая эксплуатация запрещена).

В связанной с точкой контроля электронной таблице можно найти дополнительную информацию: марка измерительного прибора, Ф.И.О. специалиста, выполнившего измерения, и так далее.

Визуализация данных радиационного мониторинга на АЭС

Рис. 3. Визуализация замеров характеристик РО на трехмерной модели за счет цветовой раскраски маркеров точек контроля
Рис. 3. Визуализация замеров характеристик РО на трехмерной модели за счет цветовой раскраски маркеров точек контроля

Разработанная ЗАО «НЕОЛАНТ» для атомной отрасли автоматизированная система радиационного мониторинга (АСРМ) АЭС, созданная для Ленинградской АЭС, включает не только оригинальные технические решения для обобщения и хранения данных о характеристиках радиационной обстановки, но и удобную для восприятия и анализа данных о радиационной обстановке (РО) технологию визуализации на основе инженерных 3D моделей.

Для хранения данных радиационного мониторинга система АСРМ использует ресурсы информационной системы базы данных по выводу из эксплуатации ЛАЭС (ИС БДВЭ ЛАЭС). ИС БДВЭ была разработана ранее специалистами ЗАО «НЕОЛАНТ» для поддержки вывода из эксплуатации блоков Ленинградской АЭС, срок службы которых истекает в ближайшие годы.

ИС БДВЭ представляет собой единое защищенное упорядоченное «электронное» хранилище информации и поддерживает несколько взаимосвязанных возможностей представления хранимой информации, в том числе объектно-ориентированное и визуально-графическое.

Рис. 4. Визуализация обобщенных данных РО по помещениям на основе цветовой раскраски маркеров помещений
Рис. 4. Визуализация обобщенных данных РО по помещениям на основе цветовой раскраски маркеров помещений

Объектно-ориентированное представление основано на моделировании помещений, оборудования, систем и других сущностей в виде взаимосвязанных объектов, содержащих атрибуты, отражающие значения проектных и эксплуатационных параметров.

Визуально-графическое представление обеспечивает оперативный доступ к информации в ИС БДВЭ через 3D модель. Привязка отображения к моделям зданий, помещений, оборудования, систем и других сущностей повышает наглядность информации и удобство ее восприятия и анализа.

Точки, выбранные для проведения радиационного контроля, представлены на моделях в виде трехмерных графических примитивов, цвет которых используется как наглядный визуальный индикатор уровня радиационного фона (рис. 3).

Система визуализации, реализованная в АСРМ, может быть настроена на отображение оценки радиационной обстановки в помещениях в целом. Для реализации этой возможности предусмотрены графические маркеры помещений (рис. 4). Их цвет при визуальном отображении данных мониторинга указывает, например, максимальное значение физической характеристики радиационной обстановки, обнаруженное в помещении в данный момент.

Отображение информации о РО возможно в двух режимах.

  • Первый обеспечивает последовательную демонстрацию радиационной обстановки с автоматическим переключением отображаемых зданий, их блоков, а также контролируемых физических параметров радиационной обстановки и режима их расцветки.
  • Второй режим – это «ручное» управление трехмерной моделью, при котором отображаемые помещения, детализация модели, угол обзора и набор контролируемых параметров определяются пользователем-оператором.

Визуализация информации о ходе строительных процессов

Система визуализации хода строительства – важнейшая составляющая современной ИТ-реализации информационной системы оперативного мониторинга хода работ на строительной площадке. Она позволяет в цифрах, графиках и реалистичных изображениях ознакомиться с актуальной информацией: сравнить фактические показатели с плановыми, проектные 3D модели «как спроектировано» с их реальным видом «как построено» на основе сферических панорам, оперативно знакомиться с календарно-сетевыми графиками и проектной документацией.

Рис. 5. Синхронное отображение реального вида объекта «как построено» с его инженерной 3D-моделью «как спроектировано»
Рис. 5. Синхронное отображение реального вида объекта «как построено» с его инженерной 3D-моделью «как спроектировано»

Синхронизация отображения 3D моделей объектов строительства и сферических панорам – фотореалистичного объективного отображения хода работ с цикличностью от одних суток – позволяет сравнить ситуацию на стройплощадке с запланированной и оперативно оценить ход работ (рис. 5).

Заключение

Проектирование на основе ИМ позволяет не только снизить затраты времени на проведение работ и повысить их качество за счет автоматизации процесса выявления и устранения еще на стадии проектирования коллизий между элементами сложного инженерного объекта.

Информационная модель также полезна и удобна для наглядного представления информации при сооружении объекта, при эксплуатации построенного сооружения, при проведении его реконструкций и капитальном ремонте.


Поделиться новостью:

Возврат к списку

НЕОЛАНТ: новости и события

Новости

В начало страницы