Технологии комплексного представления информации и разработки программного обеспечения в САПР

При проектировании промышленных сооружений одной из основных задач является компоновка здания, оборудования и трассировка коммуникаций (технологических, инженерных и т.п.). При этом оборудование, трассы и другие объекты должны быть взаимоувязаны между собой. В данной статье предлагается вариант решения автоматизации именно такой задачи.

Зачастую автоматизация проектной деятельности на предприятиях осуществляется исключительно за счет приобретения специализированного ПО. В этом случае могут иметь место следующие отрицательные факторы:

· очень часто по тем или иным причинам приобретенное ПО не эксплуатируется и лежит на полке;

· ПО закупается, но интеграция (передача информации от одного структурного подразделения другому) не производится. В результате при эксплуатации программы сквозная передача информации между отделами отсутствует или же требует дополнительных действий. Очень часто складывается ситуация, когда управляющее звено считает, что программы совместимы: строительный отдел выполняет подоснову в программе N и передает ее в следующий отдел. На самом же деле оказывается, что в принципе информацию передать можно, но при этом немного искажаются текстовые надписи, масштаб чертежа получается не таким, какой нужен, к тому же требуется корректировочная разбивка элементов по слоям и цветам. А это значит, что на процесс доведения передаваемой информации до требуемого вида нужно затратить некоторое время. В случае же внесения изменений необходимо повторение названных операций. И уж тем более отсутствует актуальная, постоянно обновляемая информация о проектных решениях смежника;

· довольно высокая стоимость ПО. Следует учитывать не только его стоимость, но и затраты на обновления (не говоря уже о стоимости обучения), что фактически ежегодно составляет 20% от стоимости ПО;

· по тем или иным причинам применяются далеко не все возможности ПО.

В то же время существует альтернативный путь автоматизации выполнения проектных работ: используется тот же самый AutoCAD или MicroStation, но разрабатывается и внедряется технология комплексного проектирования — в результате значительно повышаются качество и производительность разработки проектной документации.

Финансовые затраты и риски при таком подходе существенно снижаются — затраты осуществляются только на разработку и сопровождение технологии комплексного проектирования, а приобретения специализированных программ не требуется (по крайней мере — на первом этапе).

Для внедрения такой технологии необходимо наличие:

· локальной сети предприятия;

· файл-сервера, где будет храниться проектная документация;

· основной графической платформы AutoCAD (или MicroStation) на рабочих местах пользователей.

За счет чего же получается повышение производительности разработки и качества проектной документации — ведь используемое ПО одно и то же?

На самом деле для осуществления эффективной работы недостаточно лишь приобретения современного аппаратного и программного обеспечения и обучения персонала. Из рассмотрения выпадают процессы, связанные с разработкой технологии проектирования с применением САПР и организацией проектных работ, выполняемых в электронном виде.

Одно дело знать о возможностях ПО (хорошее обучение дает соответствующие знания) и совершенно другое — применять эти знания на практике. Здесь уже необходимо решить, какое структурное подразделение и в каком виде должно выпускать проектную документацию, чтобы по максимуму использовать возможности ПО и создать комплексную систему со сквозной передачей информации. Вполне возможно, что не все отделы на первом этапе согласятся выпускать документацию в требуемом виде. И на уровне инициативы отдельных проектировщиков данную ситуацию решить не удается. Кроме того, следует быть готовым пересмотреть проектные процессы в соответствии с новой технологией проектирования.

Поэтому утверждение, что система AutoCAD фактически представляет собой электронный кульман и особого повышения производительности не дает, верно, но только до тех пор, пока не разработана и не внедрена технология проектирования.

Хотя процессы формирования спецификаций и черчения в этом случае автоматизированы не будут, как не будет автоматической проверки на коллизии, но:

· во-первых, сквозная передача информации дает больший эффект, чем применение отдельных специализированных САПР;

· во-вторых, действующую систему комплексного проектирования можно рассматривать в качестве основы (точки отсчета), в соответствии с которой уже следует осуществлять подбор специализированных программ или же разработку своих собственных. В этом случае операции черчения и, в некоторых случаях, операции получения спецификаций будут автоматизированы;

· в-третьих, это является первым шагом к переходу на 3 D-проектирование. Имея опыт использования такой технологии, гораздо проще переходить к 3 D-проектированию, чем внедрять «трехмерку» с нуля. Кроме того, технология комплексного проектирования будет служить одним из критериев, которым должна удовлетворять САПР при ее выборе для осуществления 3 D-моделирования.

В результате внедрения технологии комплексного проектирования предприятие получит следующие преимущества:

· сокращение времени, затрачиваемого на процедуру компоновки технологического и инженерного оборудования, трасс, а также помещений здания;

· уменьшение количества нестыковок, коллизий и прочих ошибок за счет согласования проектных решений непосредственно на 2 D-модели методом наложения;

· идентичность «подоснов» (строительная коробка, расположение оборудования и т.п.) во всех выпускаемых частях проекта за счет совместного использования информации и отказа от дублирования (копирования файлов);

· сокращение времени, требуемого на разработку проектной документации, за счет:

- взаимного использования информации смежных структурных подразделений (например, строительной подосновы) — отпадает необходимость как в повторном вводе информации, так и в преобразовании разработанных чертежей в случае внесения изменений смежником (например, при изменении строительной подосновы),

- графического считывания информации при наложении моделей (например, при выдаче задания на отверстия строителю уже не потребуется по чертежу-заданию восстанавливать местоположение отверстий для переноса их на свой чертеж),

- оперативного получения информации от смежников;

· более раннее принятие решений смежными структурными подразделениями за счет оперативного доступа к информации;

· возможность исправления ошибок на более поздних стадиях с минимальной корректировкой проектной документации, например при внесении изменений в строительную подоснову соответствующее изменение отразится на всех чертежах данного проекта, ее содержащих.

· параллельное выполнение определенных проектных работ.

Рассмотрим основную идею предлагаемой технологии.

Каждый проектировщик в своей модели (файл AutoCAD или MicroStation) выполняет основные проектные решения, а модели смежников подключаются как ссылочные файлы. Это означает, что, например, специалист-технолог в своей модели выполняет только компоновку оборудования, а архитектурную коробку здания подключает в качестве ссылочного файла. Аналогично, специалист-сантехник в своей модели выполняет разводку системы отопления или вентиляции, а строительную коробку здания и компоновку технологического оборудования подключает как ссылочные файлы.

Модели выполняются в плоском виде, в масштабе 1:1 с качественной разбивкой по слоям. Посредством механизма работы со слоями модели смежников приводятся к требуемому виду, то есть выключаются неактуальные слои, переопределяются цвета и толщина линий. Следует заметить, что аналогичным образом специалист-строитель может подключить модель компоновки оборудования с тем, чтобы подкорректировать свои проектные решения. Или же специалист-технолог может подключить модель вентиляции с тем, чтобы посмотреть трассировку воздуховодов.

Описанное взаимодействие представлено на рис. 1.

Такая технология проектных работ позволяет:

· избежать дублирования информации, поскольку осуществляется не передача, а совместное применение информации. Каждая модель существует в одном экземпляре, а в других моделях и чертежах используется ссылка. Следовательно, при внесении в модель изменений, например при удалении перегородки, они отражаются и во всей остальной проектной документации: как в моделях смежников, так и в чертежах (при этом специалистам смежных отделов не требуется выполнять процедуры по доведению строительной подосновы до текущего вида). Это гарантирует идентичность объектов (будь то строительная подоснова или расположение оборудования) во всем наборе выпускаемой документации;

· осуществлять параллельную работу проектировщиков, поскольку им всегда доступна наиболее свежая информация смежника;

· отслеживать коллизии. Как видно на рис. 2, оборудование технолога попало на стену строителя. Конечно, более достоверную оценку дает трехмерное моделирование, а 100-процентную гарантию — только применение специализированных программ, но по крайней мере 50% коллизий таким образом выявить можно (см. рис. 2);

· отслеживать стыковку внутренних коммуникаций здания с внешними. Например, совпадают ли вводы в здания с внешними сетями (рис. 3).

После разработки моделей формируются чертежи: в пространстве листа создаются видовые окна, в которых в требуемом масштабе проецируются модели. Далее происходит окончательное оформление чертежей (рис. 4).

Итак, мы рассмотрели, каким образом, используя то же самое программное обеспечение (AutoCAD или MicroStation), но внедрив технологию комплексного проектирования, можно существенно преобразовать процесс проектирования.

Несмотря на то что на первый взгляд идея кажется простой, процесс внедрения вовсе не является таковым и на первом этапе необходимо (весьма желательно) привлечение специалистов, имеющих опыт работы.

Компания «Ребис РАША» оказывает комплекс услуг по внедрению технологии комплексного проектирования как на базе AutoCAD, так и на базе MicroStation. В его состав входят знакомство с технологией (презентации), обучение проектировщиков, CAD-администраторов и управляющего звена, разработка методических материалов, выполнение пилотного проекта и последующее сопровождение системы.

Чтобы избежать недопонимания, дадим определение технологии комплексного проектирования. Под ней мы будем понимать такую технологию, которая обеспечивает совместное использование и обмен информацией между всеми участниками автоматизированного проектирования (генплан, технологическое, строительное, электротехническое, сантехническое, КИПиА-проектирование) в рамках графического аспекта представления данных и расположения объектов. Комплексность системы рассматривается в качестве возможности взаимной динамической увязки информации по расположению оборудования, трасс, сооружений и прочих объектов.

3 Список стандартов CDIF приведен Технологии комплексного представления информации и разработки программного обеспечения в САПР

в приложении. Стандарты подразделены на три группы.

Первая группа содержит обзор стандартов CDIF и общие правила их расширения.

Вторая группа определяет форматы представления данных, т. е. синтаксис и способы кодирования передаваемых данных.

Третья группа содержит стандарты, ориентированные на представление семантики передаваемых данных. Каждый из стандартов относится к определенной предметной области. Например, есть стандарты или проекты стандартов для таких областей, как объектно-ориентированный анализ и проектирование, моделирование бизнес-процессов, проектирование автоматизированных систем управления, описание потоков данных, данных в реляционных базах данных и др. Кроме того, введены иерархическая структура метамодели и возможности наследования благодаря выделению наиболее общих частей, справедливых для многих предметных областей, и их представлению в отдельных стандартах.

Таким образом, в метамодели CDIF имеет место отделение семантики от способа представления данных. Правильная передача семантики сочетается с варьированием форм представления данных.

Билет