BULLETIN 2 | 2013 Z OBSAHU: Platforma 3DEXPERIENCE společnosti Dassault Systèmes - inovativní projektování, které pomůže postavit Temelín str. 1 Výstavba velkých průmyslových objektů s pomocí 3DEXPERIENCE str. 3 Platforma 3DEXPERIENCE společnosti Dassault Systèmes – inovativní projektování, které pomůže postavit Temelín Dceřiná společnost ruské státní korporace Rosatom JSC NIAEP a společnost Dassault Systèmes vytvořily první 3D digitální model řízení jaderné elektrárny V říjnu 2012 byla dokončena první etapa strategického part- nerství společností NIAEP – ASE a společnost Dassault Systè- mes, tvůrce technologie 3DEXPERIENCE, světové jedničky v oblasti programového vybavení 3D projektování, 3D digi- tální simulace a technologie řízení produktů během celé jejich životnosti (PLM). S použitím integrovaných systémů CATIA, ENOVIA a DELMIA platformy 3DEXPERIENCE, společnost NIAEP vypracovala technologii zvanou „Multi-D“. Tato technologie umožňuje po- drobně modelovat stavebně-montážní procesy s použitím in- formačního 3D modelu objektu. Díky tomu se značně zkracuje doba výstavby, klesají náklady, práce se stává efektivnější, zvy- O Dassault Systèmes Dassault Systèmes – 3D Experince Company – poskytuje firmám i jednotlivcům virtuální vizi projektů pro udržitelnou inovaci. Její špičková řešení mění způsob, jímž jsou navrhovány, vyráběny a podporovány nové výrobky. Portfolio nástrojů pro spoluprá- ci, jež společnost nabízí, podporuje sociální inovaci a rozšiřuje možnosti, kterými může virtuální svět zlepšovat svět reálný. Společnost má přes 150 000 klientů ve více než 140 zemích svě- ta a ve všech průmyslových odvětvích. Produkty: CATIA, SOLIDWORKS, SIMULIA, DELMIA, ENOVIA, GEOVIA, EXALEAD, NETVIBES, 3DSWYM a 3DVIA jsou registro- vané značky Dassault Systèmes a jejich dceřiných společností v USA a dalších zemích. www.3DS.com O NIAEP – ASE Společnost NIAEP – ASE (JSC Nižněnovgorodská Inženýringová společnost ATOMENERGOPROJEKT a JSC ATOMSTROYEXPORT) byla a sloučena v březnu 2012 rozhodnutím státní korporace Rosatom.
Transcript
BULLETIN2| 2013
Z OBSAHU: Platforma 3DEXPERIENCE společnosti Dassault
Systèmes - inovativní projektování, které pomůže
postavit Temelín str. 1
Výstavba velkých průmyslových objektů
s pomocí 3DEXPERIENCE str. 3
Platforma 3DEXPERIENCE společnosti Dassault Systèmes – inovativní projektování, které pomůže postavit TemelínDceřiná společnost ruské státní korporace Rosatom JSC NIAEP a společnost Dassault Systèmes vytvořily první 3D digitální model řízení jaderné elektrárny V říjnu 2012 byla dokončena první etapa strategického part-nerství společností NIAEP – ASE a společnost Dassault Systè-mes, tvůrce technologie 3DEXPERIENCE, světové jedničky v oblasti programového vybavení 3D projektování, 3D digi-tální simulace a technologie řízení produktů během celé jejich životnosti (PLM).
S použitím integrovaných systémů CATIA, ENOVIA a DELMIA platformy 3DEXPERIENCE, společnost NIAEP vypracovala technologii zvanou „Multi-D“. Tato technologie umožňuje po-drobně modelovat stavebně-montážní procesy s použitím in-formačního 3D modelu objektu. Díky tomu se značně zkracuje doba výstavby, klesají náklady, práce se stává efektivnější, zvy-
O Dassault SystèmesDassault Systèmes – 3D Experince Company – poskytuje fi rmám i jednotlivcům virtuální vizi projektů pro udržitelnou inovaci. Její špičková řešení mění způsob, jímž jsou navrhovány, vyráběny a podporovány nové výrobky. Portfolio nástrojů pro spoluprá-ci, jež společnost nabízí, podporuje sociální inovaci a rozšiřuje možnosti, kterými může virtuální svět zlepšovat svět reálný. Společnost má přes 150 000 klientů ve více než 140 zemích svě-ta a ve všech průmyslových odvětvích.
Produkty: CATIA, SOLIDWORKS, SIMULIA, DELMIA, ENOVIA, GEOVIA, EXALEAD, NETVIBES, 3DSWYM a 3DVIA jsou registro-vané značky Dassault Systèmes a jejich dceřiných společností v USA a dalších zemích.www.3DS.com
O NIAEP – ASE Společnost NIAEP – ASE (JSC Nižněnovgorodská Inženýringová společnost ATOMENERGOPROJEKT a JSC ATOMSTROYEXPORT) byla a sloučena v březnu 2012 rozhodnutím státní korporace Rosatom.
Bulletin Českého jaderného fóra 2/2013, s. 2.
šuje se kvalita a bezpečnost jaderných elektráren budovaných a projektovaných společností NIAEP.
„Na základě unikátní platformy společnosti Dassault Systèmes jsme vypracovali řešení, které poprvé dovoluje sjednotit tech-nologickou, projekční a stavební část v jednotný informační model jaderné elektrárny,“ řekl Valerij Limarenko, ředitel spo-lečnosti NIAEP. „Dosud neexistoval informační systém, který by dokázal propojit práci projektantů, stavebních inženýrů a odborníků na jaderné technologie. Teď, když máme k dis-pozici platformu 3DEXPERIENCE, získali jsme jednotné pro-středí pro spolupráci a výměnu informací. Digitální 3D mode-
NIAEP : 3DEXPERIENCE Platform for EPC Transformation
Sloučená společnost má síť kanceláří, které řídí stavební pro-jekty. Součástí této sítě jsou Projekční institut v Nižném Nov-gorodu, tři kanceláře pro řízení výstavby jaderných elektráren (Nižnij Novgorod, Moskva, Petrohrad), reprezentativní zastou-pení v 10 evropských a asijských zemích, kde jsou projekty im-plementovány nebo plánovány (Bulharsko, Maďarsko, Vietnam, Írán, Indie, Čína, Turecko, Česká republika, Slovensko a Ukrajina). Společnost zaměstnává přes 4 000 zaměstnanců, dalších 7 000 jich pracuje pro dceřiné fi rmy. Seznam implementovaných pro-jektů obsahuje 20 jaderných elektráren postavených v Rusku a zahraničí.
Energobloky projektované a budované společností NIAEP – ASE:Rostovská JE (3. a 4. blok), Baltická JE (1. a 2. blok), Kurská JE (1. a 2. blok), Nižegorodská JE (1. a 2. blok), čínská JE Tianwan (3. a 4. blok), íránská JE Bushehr (1. blok), turecká JE Akkuyu (1. až 4. blok), Běloruská JE (1. a 2. blok), indická JE Kudankulam (1. a 2. blok) a vietnamská JE Ninh Thuan (1. a 2. blok).www.NIAEP.ru
• CATIA Digital Mockup, xPlant (ISO 15926) • 2D Documentation publication • MultiD data preparation
• Validation of complex construction operations in Multi-D environment (4D + = 3D + time + resources etc…)
NIAEP: 3DEXPERIENCE Platform for EPC Transformation
Integrated Virtual Model
Digital Construction Optimization
Collaboration & Knowledge
ly, vytvořené na bázi CATIA, dovolí v budoucnu automatizovat přípravu pracovní dokumentace a bude sloužit jako podklad pro proces optimalizace budování Multi-D.“
NIAEP je první společností, která vytvořila systém řízení ži-votním cyklem jaderné elektrárny. Tento model má komplexní charakter, zahrnuje integrované řízení projektování, zejmé-na se počítá s vytvořením a úpravami 3D modelu a řízením výstavby, polním inžinýringem, řízením nákupů a dodávek, spuštěním elektrárny, jejím provozem a ukončením provozu. NIAEP využije novou platformu pro projekt jaderné elektrárny na bázi typizovaného energobloku VVER-TOI.
Jednotlivé strany kompasu Dassault Systèmes představují aspekty strategie založené na platformě 3DEXPERIENCE: sociální inovaci, vyhledávání, simulaci, 3D navrhování a přístup v reálném čase.
Bulletin Českého jaderného fóra 2/2013, s. 3.
„IF WE validate, describe and trace construction on a virtual clone of the plant construction, could we deliver in time and in budget?“Při výstavbě velkých průmyslových objektů často dochá-zí ke konstrukčním defektům a projekčním chybám, což má za následek překročení plánované doby výstavby a rozpočtu. Nejčastější jsou následující problémy:
■ Nedostačující kvalita návrhu Přestože se dnes elektrárny navrhují zpravidla ve 3D, pro-
bíhají konstrukční procesy na základě stohů 2D výkresů a dokumentace. Výkresy jsou nezřídka těžko k přečtení a dvojznačné, protože jde o 2D pohledy bez perspektivy. Jsou navíc často neúplné, protože zdrojový 3D návrh, z ně-hož byly vytvořeny, neobsahuje řadu detailů, které v něm nejsou popsány. Tyto detaily jsou považovány za standard-ní a má se za to, že jsou známé všem. Někdy jsou defi no-vané v dokumentech jako jsou stavební normy dané země nebo fi remní manuály a standardizované postupy. Tyto dokumenty mohou například stanovovat způsob výstavby betonových zdí (jejich šířku, přesné složení materiálů, vý-stuhy ap.).
■ Chyby v návrhu Nejčastěji se v návrhu vyskytují chyby zapříčině-
né nedostatečnou interdisciplinární komunikací. Klasickým příkladem jsou například chybějící otvory ve zdech pro potrubí. To může vést k zby-tečnému zdržení stavby a vyžádat si neplánované náklady. Navzdory tomu, že elektrárny se navrhují převážně ve 3D, některé části, jako návrh budovy nebo potrubí, nemusí být do 3D návrhu integro-vané, protože soft warový nástroj toho není scho-pen. K chybě může také dojít kvůli zkreslení nebo chybě ve 2D výkresech.
■ Nenavazující stavební a konstrukční kroky Postup výstavby není často v dokumentaci defi no-
ván a je ponechán zcela na zhotoviteli. Standardní projektové řízení neklade důraz na detailní pláno-vání aktivit, činností a kroků, které jsou tradičně odpovědností zhotovitele. U vysoce komplexních projektů jakým je například výstavba jaderné Interdisciplinární kontrola návrhu. Kolize mezi potrubní a stavební částí.
elektrárny, ale musí některé operace proběhnout v určitém předem známém sledu, buď jsou závislé na dodávkách sub-dodavatelů, nebo vyžadují speciální vybavení. V důsledku toho se montáž nepodaří vždy napoprvé, často dochází i k několikanásobným zpožděním oproti původnímu plá-nu. V nejhorším případě může dokonce dojít k poškození zařízení.
Podle odborných publikací a iniciativ zabývajících se metodo-logií stavebních projektů jsou pro úspěšný projekt a zvýšení stavební produktivity klíčové tyto faktory:■ Lepší komunikace mezi všemi aktéry■ Strategie zaměřená na výstavbu už v rámci fáze projektová-
ní■ Plánované sekvence výstavby, které berou v potaz vzájemné
souvstažnosti jednotlivých kroků■ Větší zapojení zhotovitelů a dodavatelů už do fáze plánová-
ní a návrhu■ Detailní instrukce a dokumentace, které upřesní harmono-
gram, jak má stavba probíhat ■ Integrace organizační struktury a struktury pracovních
úkonů ■ Souběžný návrh produktu (v našem případě elektrárny)
a procesu jeho dodání ■ Náhled dodavatelského toku a provázanosti stavebních dílů
a součástek
„Je to nádherný pocit, sledovat jak inovativně myslící inženýři spojují svou představivost s naší platformou 3DEXPERIENCE a tvoří nové věci. Perspektivní, zaměřený na budoucnost přístup vedení NIAEP jasně dokládá, že i v těch nejsložitějších odvět-vích, jakým beze sporu je jaderná energetika, je potřebné a mož-né vytyčovat strategii dalšího rozvoje společnosti,“ uvedla Moni-ca Menghini, výkonná místopředsedkyně společnosti Dassault Systèmes. „Strategie NIAEP zaměřena stát se světovým lídrem
ve výstavbě jaderných elektráren ve spojení s naším cílevědo-mým úsilím umožnily společnosti Dassault Systèmes vytvořit naprosto novou, revoluční platformu zvanou ‚Optimalizovaná výstavba elektrárny‘. Díky ní energetické společnosti dokáží uše-třit prostředky, zkrátit čas od zahájení výstavby do první zavážky paliva či zahájení provozu a zvýšit návratnost investic“.
Zdroj : NIAEP, říjen 2012 ■
Výstavba velkých průmyslových objektů s pomocí 3DEXPERIENCE
Bulletin Českého jaderného fóra 2/2013, s. 4.
■ Celkový průběh projektu je důležitější než snížení nákla-dů nebo zrychlení provedení jednotlivé činnosti nebo části projektu.
V případě komplexních stavebních projektů je využití digi-tálních virtuálních nástrojů pro řadu zmíněných faktorů ne-zbytné.
Páteří projektu je PLM systém Spolupráce a sdílení informací mezi účastníky projektu vyžaduje především společný systém pro řízení a provádění projektu. Ten je přístupný všem aktérům a umožňuje zároveň řídit přístupo-vá práva podle jejich role nebo příslušnosti k organizaci. PLM systém (Product Lifecycle Management – řízení ži-votního cyklu výrobku) integruje tři základní osy informací: objem prací (skladba prací), zdroje (lidé a organizace) a fyzické pro-dukty (stavebně montážní struktura objektu).
Výstavba elektrárny před-stavuje převážnou část ná-kladů na projekt, proto by zhotovitelé mít velmi přes-né informace o projektu už během jeho plánování a návrhu. PLM systém je „jednotným zdrojem prav-dy“ pro všechny strany. Daný dokument, součástka či krok tak nejsou kopíro-vané ale provázené napříč systémem. Dokument se
vyvíjí a systém tak musí nabídnout vhodné verzování a notifi -kační systém, které zajistí, že dokument je ve správné a platné konfi guraci.
PLM systém sice obsahuje přesné informace, ale nezajistí, že jim pracovníci porozumí, pokud tyto informace nejsou sdíleny srozumitelným způsobem. Moderní 3D instruktážní soft ware (na bázi řešení Dassault Systèmes 3DVIA) umožňuje mnohem snazší osvojení instruktážních kroků prostřednictvím animací. Pracovníci si také mohou důkladně osvojit složité úkony před jejich provedením, příkladem je třeba montáž reaktoru. Inter-aktivní 3D instrukce navíc minimalizují nutnost textových vy-světlivek.
Simulace výstavby v prostředi DELMIA.
Analýza a simulace dosahu jeřábu při montáži zařízení v prostředí DELMIA V6.
Bulletin Českého jaderného fóra 2/2013, s. 5.
Vydává České jaderné fórum, Praha | ISSN 1213-4554 | E-mail: [email protected]
Před samotnou přípravou dokumentace je nutné souběžně s navrhovacím procesem stanovit, jak postupovat. Postup by měl být určený ještě před tím, než je návrh v příliš pokročilé fázi, takže potíže při sestavování nezpůsobí zpoždění a s tím spojené fi nanční ztráty.
Virtuální instalace je validována ve 3D systému, který umožňuje simulovat pohyby stavebních dílů a součástek, užití kinematic-kých nástrojů i simulaci činností pracovníků. 3D nástroje umož-ňuje identifi kovat případné nesrovnalosti a předejít chybám či kolizím. S jeho pomocí je také možné naplánovat posloupnost jednotlivých stavebních úkonů, takže není nutná demontáž kvůli následujícím krokům.
Významný potenciál pro zefektivnění výstavby elektráren má omezení čekací doby na materiály, vybavení a nasazování týmů. I v tomto případě může pomoci PLM systém s kolaborativním plánem. Simulace skladovacích kapacit umožňuje odhalit kapacitní omezení.
Multi-D: za hranice třetí dimenzePlná integrace PLM a 3D systémů je ve společnosti NIAEP známá jako Multi-D systém. Multi-D je technologie vyvinu-tá za použití 3DEXPERIENCE platformy Dassault Systèmes a využívá řešení CATIA, ENOVIA a DELMIA. Ke třem výše zmíněným osám přidává další dimenze, například náklady a časovou osu.
Společnost NIAEP je první fi rmou na světě, jež vytvořila unifi kovaný model řízení jaderné elektrárny. Ten umožňu-je vytváření a úpravy 3D modelu, řízení výstavby, polní inženýring, řízení nákupu a dodávek, uvede-ní do provozu a odstavení. NIAEP využívá platformu pro vývoj jaderné elektrár-ny s energoblokem VVER--TOI (typizovaný optima-lizovaný a informatizovaný energetický blok velkého výkonu na základě VVER).
Multi-D poskytuje:■ Unifi kované vývojové
informační prostředí pro konstruktéry, inže-nýry a manažery všech úrovní
■ Snížení času výstavby díky detailnímu plá-nování, vývoji a opti-malizaci operačních sekvencí, které berou v potaz jednotlivé dis-ciplíny, detailní simu-lace jednotlivých kroků a vyvážení zdrojů
Přehled harmonogramu příprav inženýngu a rozpad na Ganttův diagram (Gantt chart) v systému ENOVIA V6.
■ Omezení instalačních chyb díky virtuální simulaci kom-plexních operací včetně materiálních a lidských zdrojů
■ Zvýšená přesnost a rychlost plánování díky automatizaci a kontrole procesů
■ Zaznamenání know-how (databáze, časové standardy a op-timalizované operační sekvence)
■ Efektivní nástroje pro školení zaměstnanců a řízení staveb-ních procesů pomocí 3D nástrojů
Procesní plánování vý-stavby pomocí Multi-D se výrazně liší od tradičního kalendářového a síťového plánování. Výchází totiž z předpokladu, že výstavba komplexních energetic-kých investičních celků,
jako jsou jaderné elektrárny, vyžaduje detailní multidimenzi-onální studie včetně virtuálních simulací. Výsledkem je úspora času a nákladů při výstavbě, lepší efektivita práce, stejně jako vyšší kvalita a bezpečnost takto navrhovaných elektráren.
Zdroj: Complex and large Plant construction excellence with 3DEXPERIENCE, zkrácená verze prezentace,
NIAEP club 3D, Innovative Engineering Design, No. 5, 2012
Alexander TroppiConsultant Energy Industry, Dassault Systèmes
Anton GoldovskyPLM Consultant, Dassault Systèmes
Tomáš Ivančík Business Development Executive,
Dassault Systèmes ČR ■
PPPř hhhlll ddd hhh ří iii ž ý ddd GGG ttůůů dddiii (((GGG tt hhh ))t) té
„Moderní softwarové nástroje mají velký potenciál
zefektivnit řízení energetických projektů a zároveň
