PlantLinker – автономная российская промышленная САПР

До недавнего времени на российском рынке были представлены тяжелые дорогие западные решения класса Plant Design. В 2022 году компании-разработчики данных решений покинули рынок РФ, в результате чего возникла острая потребность в новых промышленных САПР российской разработки. Одна из таких систем — PlantLinker, мощное и при этом чрезвычайно компактное решение для проектирования больших промышленных объектов и технологических установок.

Специфика проектирования объектов непрерывного цикла

Технология информационного моделирования (ТИМ или BIM) стала стандартом де-факто в проектировании гражданских объектов и предприятий дискретного производства — машиностроительных, приборостроительных, легкой промышленности и т.д. В этих областях применение классических подходов ТИМ более чем оправдано, поскольку объекты представляют собой в первую очередь здания, и производства отличаются от жилья только количеством оборудования и часто меньшей детализацией архитектурных решений.

Сложные насыщенные модели

Предприятия непрерывного цикла — нефтегазовой, химической и нефтехимической отрасли, атомной и тепловой энергетики, металлургии и горнодобывающей промышленности — существенно отличаются от дискретных производств. Именно технологические решения (оборудование, установки и трубопроводы) здесь выходят на первое место, а здания и архитектура могут отсутствовать полностью — например, в нефтехимической отрасли. Для таких проектов характерны очень сложные и насыщенные модели технологических объектов — нетиповое/нестандартное оборудование, протяженные трубопроводы с большим количеством трубопроводных элементов и опор, а также вспомогательных конструкций. Для решения задач проектирования подобных объектов с натяжкой подходят широко распространенные BIM-программы (например, Autodesk Revit, nanoCAD и др.); здесь применяются решения класса Plant Design. Такие решения появились еще в 80-е годы и последние годы активно применялись многими крупными промышленными заказчиками в России.

Хранение объектов в табличном формате

Отличительная особенность систем Plant Design — «объектно-ориентированный» подход к хранению данных моделей. Из-за больших размеров проекта, огромного количества элементов и высокой их детализации, хранить такие модели с помощью традиционных геометрических ядер не представляется возможным. Системы Plant Design используют каталоги компонентов технологических установок и хранят параметризированные объекты трехмерной модели в обычной базе данных или даже XML-файлах (как правило, одновременно используются оба подхода). Отказ от геометрических примитивов и кривых позволяет значительно облегчить работу с моделями, уменьшить объем сохраняемых данных, получить возможность работать с этими данными вне графического движка и в разных проектировочных системах. Кроме того, из таких моделей проще создавать 2D-чертежи и спецификации.

Среда общих данных в решениях класса Plant Design называется Система управления инженерными данными — СУИД (также СУпрИД). Она похожа на машиностроительные системы PDM/PLM, но поддерживает разные параллельные структуры. Для просмотра моделей применяются различные вьюверы, способные визуализировать табличные данные из XML или БД.

Инструмент импортозамещения — САПР PlantLinker

До 2022 года на российском рынке САПР не было систем класса Plant Design, которые бы позволяли моделировать промышленные объекты для предприятий непрерывного цикла. Проектные организации вынуждены были приобретать западные решения, как правило, Intergraph Smart3D и AVEVA PDMS/E3D. После того, как иностранные компании-разработчики начали покидать рынок РФ, возникла острая необходимость в решении, которое смогло бы полностью их заменить и отвечало бы ряду требований: моделирование, выпуск документации, интеграция с имеющимися IT-системами, удобность лицензирования и управления. Этот запрос стараются реализовать отечественные разработчики, в первую очередь, путем насыщения необходимым функционалом уже имеющихся продуктов. Первой и пока единственной российской САПР класса Plant Design стал комплекс PlantLinker․

Начало пути — вспомогательный инженерный инструмент

Работы над PlantLinker начались в 2015 году как над коннектором между выше озвученными западными решениями, которые применялись у крупных промышленных игроков при проектировании Х объектов технологического назначения. Зачастую у данных компаний имелось более одного западного решения, и первоначальной задачей новой программы было обеспечение возможности переноса данных между ними.

Функционал оказался востребованным пользователями, поэтому было принято решение развивать систему, в начале добавив к ней вьювер для промышленных моделей, а затем и возможности моделирования. Создавая новую САПР, разработчики ориентировались на те организации, у которых уже были одна-две лицензии, например, Smart 3D, но покупка дополнительных рабочих мест для всех инженеров была слишком затратна. Кроме того, планировалось использование PlantLinker в удаленных филиалах, где нет необходимой инфраструктуры для надежной связи с «тяжелой» системой, в группах авторского надзора, у контрагентов, в конструкторских отделах промышленных предприятий и поставщиков оборудования.

При этом изначально предполагалось, что PlantLinker будет взаимодействовать с основной САПР предприятия, использую все наработанные базы элементов и выполнять вспомогательные функции. Основным инструментом проектирования оставалось западное решение, а новое ПО позволяло компаниям добавлять рабочие места для моделирования без значительных финансовых вложений (одно место PlantLinker стоило в десять раз меньше по сравнению с западным продуктом). Новая система должна была быть компактной и автономной.

Трансформация в полноценную САПР класса Plant Design

2022 год поставил перед разработчиками PlantLinker новую задачу: трансформировать решение в полноценную САПР промышленного проектирования, в которой можно разрабатывать проект от эскиза до рабочей стадии. В частности, эта задача подразумевала создание дополнительного модуля для выдачи проектной документации (2D-чертежей), т.к.ранее подобный функционал в PlantLinker не предусматривался.

2D-модуль был разработан в кратчайшие сроки, и теперь PlantLinker представляет собой полноценную САПР, способную решать все задачи по проектированию и 3D-моделированию промышленных объектов и сложных технологических установок непрерывного цикла.

Ключевые возможности PlantLinker в 2024 году

Слоган, на который обращают внимание авторы PlantLinker — «Разработано инженерами для инженеров». Все участники проекта имеют большой опыт работы с инженерными решениями, знают их сильные и слабые стороны, хорошо понимают потребности коллег. Как следствие, при разработке были переняты наиболее удачные практики из существующих систем, а сам PlantLinker старается максимально соответствовать запросам именно инженеров, а не специалистов IT․ Система может быть быстро освоена специалистами с опытом работы в западном ПО. Кроме того, она крайне компактна (полный состав модулей «весит» порядка 100 Мб, основа без расширений — менее 80), предъявляет минимальные требования к IT-инфраструктуре, не содержит никаких внешних зависимостей, может работать на «голой» Windows․ Разработчики сознательно отказались от использования СУБД. Все данные хранятся в открытом формате XML․

Система имеет модульную структуру, что позволяет подключать и отключать необходимый функционал.

Моделирование трубопроводов

Ключевой модуль PlantLinker — трубопроводы, основа всех технологических установок. Моделирование осуществляется на основе спецификаций (классов), которые формируются по заданным техническим параметрам. Трассировка осевой линии с расстановкой элементов — отводов, тройников, врезок — может выполняться как в ручном режиме, так и в автоматическом на основе спецификаций. Элементы и участки трубопровода можно редактировать: задавать и изменять уклон, размещать и перемещать компоненты, регулирующую арматуру, датчики и т.д. Модуль позволяет размещать опоры трубопровода, которые полностью соответствуют стандартам РФ. Есть возможность экспорта файлов PCF для создания изометрических чертежей в Smart Isometrics (ISOGEN)․PlantLinker также содержит функционально похожие модули для работы с такими системами, как вентиляция, электрика, отопление, водоснабжение и т.д.

Каталоги типового оборудования с параметризацией

Вместе с системой поставляются каталоги технологических элементов по российским и американским стандартам, присутствуют все размерные таблицы и таблицы правил. Модуль управления каталогами позволяет администрировать спецификации и параметризировать типовое оборудование. Каталоги можно создавать внутри PlantLinker или импортировать данные из MS Excel․ Есть возможность создания классов и спецификаций по входной модели, что позволяет обмениваться данными между разными системами и разными компаниями. Эти полученные спецификации также можно преобразовать в формат Excel для дальнейшей работы в привычном инструменте.

В поставку системы входят каталоги по дисциплинам:

1) Каталог трубопроводных компонентов (трубы, фитинги,арматура, приборов КИПиА, фланцы, прокладки, крепеж и т. п.), построенный на основе спецификаций (классов трубопроводов) по стандартам РФ и ASME. Компоненты трубопроводов должны быть объединены в классы по рабочей среде, требованиям по коррозионной стойкости и технологическим параметрам. Для размещения того или иного компонента на трубопровод пользователь выбирает требуемый тип элемента и его опцию из доступных в трубопроводной спецификации для данного диаметра трубопровода. Такой подход помогает автоматизировать и радикально ускорить выборку правильных компонентов в соответствии с проектными требованиями.

2) Каталоги типового параметрического оборудования: емкости, насосы, теплообменники, вентиляционное и электрическое оборудование и т.д. Оборудование может быть дополнено штуцерами, которые служат точкой присоединения для трубопроводов, воздуховодов, кабельных лотков и кабелей.

3) Каталоги воздуховодов круглого и прямоугольного сечения на основе спецификаций для ведущих российских поставщиков этих компонентов.

4) Каталог кабельных лотков на основе спецификаций для российских поставщиков.

5) Каталоги профилей для строительных конструкций по стандартам ГОСТ и ТУ различных поставщиков металлопроката.

6) Каталоги опорно-подвесных систем по различным стандартам.

Работа с промышленными облаками точек неограниченного размера

Создание цифровых двойников — важная современная тенденция управления промышленными объектами. Для оцифровки сооружений применяются технологии лазерного сканирования, трансформирующие реальные объекты в облака точек. Однако в случае крупных производственных площадок облака точек могут содержать искажения, связанные с изменением геометрии объектов за годы работы и иными внешними факторами, и требуют дополнительной обработки. PlantLinker содержит модуль для работы с промышленными облаками точек неограниченного размера (более 100 млрд), который может преобразовывать исходный текстовый формат PTS в оригинальный сжатый PMP, визуализировать облако, вырезать отдельные элементы, привязывать модели к точкам, проводить измерения и выполнять сечения и вырезку областей с возможностью экспорта в формат PTS. Уникальный инструмент — нахождение центральной линии для цилиндрических и прямоугольных форм и вычисление их размеров, подбор сечений металлопроката и других строительных элементов.

Файл-менеджер (управление моделями)

Все модели хранятся в собственной файловой структуре, сложность которой настраивается по требованиям проекта. Есть возможность работы как с индивидуальными моделями, так и со сборками. Для обеспечения совместной работы присутствуют возможности блокировки изменений и обновления моделей для всех пользователей. Модуль Data Manager позволяет просматривать и редактировать модели в табличном представлении, редактировать их свойства, выбирать, сортировать и экспортировать в формат MS Excel или в выходные спецификации с возможностью размещения на чертежах․

Получение ортогональных чертежей с возможностью экспорта в DXF и PDF

Новый модуль, появившийся в прошлом году, позволяет создавать двухмерные чертежи из 3D-модели. Система подразумевает наличие одного окна для работы с моделью и неограниченное количество окон с 2D-чертежами, поскольку они занимают минимальное количество памяти. Есть инструменты композиции видов, проецирования, обрезки по виду элементов, выборке элементов, обновлению модели. Присутствует функционал автоматического аннотирования с возможностью дальнейшего редактирования, присутствуют различные форматы чертежа, масштабы, основная надпись. Готовый чертеж можно вывести в виде PDF-файла либо экспортировать в формате DXF для передачи во внешние системы.

Восстановление архивов трубопроводов из изометрии (форматы PCF/IDF)

Система позволяет как создавать изометрические чертежи с помощью Smart Isometrics (ISOGEN), так и восстанавливать модели трубопроводов из внешних источников (файлов PCF/IDF)․ Этот модуль избавляет от необходимости ручной трассировки по выполненным проектам.

Взаимодействие с другими САПР (сохранение возможности совместных проектов, например, в Казахстане)

PlantLinker изначально задумывался как решение с максимальными возможностями взаимодействия с внешними системами с помощью поставляемых интерфейсов на основе API этих систем․ Поддерживается экспорт/импорт моделей в формате IFC (v2×3/v4) Подобная совместимость крайне важна для успешного взаимодействия и разработки совместных проектов с зарубежными партнерами, например, в Казахстане и других странах.

Попробовать в деле

Авторы PlantLinker проводят регулярные мероприятия, как очные, так и онлайн-вебинары, где собирают обратную связь от существующих и потенциальных пользователей, подробно рассказывают о системе в статьях и интервью. Вопросы и пожелания сохраняются, обсуждаются, анализируются, и векторы развития продукта прямо зависят от собранной информации. Кроме того, система представлена в двух российских технических вузах, где студенты на ней обучаются проектированию промышленных установок.

При этом из-за сложности самой отрасли, где применяется решение, компания практикует индивидуальный подход и предоставляет пробную версию после изучения потребностей и специфики работы конкретного заказчика. Познакомиться с разработчиками и рассказать о своих потребностях можно как на сайте PlantLinker, так и на очных мероприятиях, где есть возможность сразу получить такую версию.