Модели технологических систем

Существует много определений понятия технологическая система, которые в разных сочетаниях декларируют наличие следующих признаков:

  • • каждая система в целом обладает каким-то особым качеством, не равным сумме свойств составляющих ее элементов;
  • • системы состоят из частей, элементов, т.е. имеют устройство, структуру (структура органических систем часто описывается в терминах морфологии);
  • • системы созданы для каких-то целей, выполняют функции, заложенные её создателями;
  • • процессы, сопровождающие выполняемые функции, являющиеся их частью, характеризуются режимами, или изменением во времени некоторых параметров, называемых режимными',
  • • элементы (части) системы имеют связи между собой, соединены определенным образом, организованы в пространстве и времени',
  • • технологические системы — это искусственные системы, созданные человеком, хотя они могут иметь и природные аналоги.

Очень часто в определение той или иной технологической системы вводятся специфические свойства, зависящие от её технологических особенностей.

Большие системы кибернетического типа, к которым в целом относят электроэнергетические системы [12, 37], могут обладать такими качествами, как саморазвитие, управляемость, наблюдаемость, иерархичность и г.п. Сюда же, безусловно, следует отнести и такие неотъемлемые свойства любых ТС и изделий, как энергоэффективность, надежность, безопасность, эстетичность, удобство эксплуатации. Однако системная терминология и перечисление тривиальных свойств ТС не несут в себе никакой созидательной идеи, а сами эти свойства — часто просто неизбежный «побочный эффект» при достижении поставленных целей.

В данной книге мы рассматриваем технологические системы уровня энергообъектов — подстанции, ЛЭП, ТЭС, энергоблоки, входящие в них отдельные технологические комплексы, а, например, с точки зрения большей детализации электрических систем — распределительные устройства (открытые, закрытые, комплексные с элегазовой изоляцией).

Исходя из практического опыта создания и эксплуатации ТС целесообразно все их свойства разделить на две большие группы: потребительские и технические.

К потребительским свойствам следует отнести (в порядке важности):

  • • соответствие поставленной цели;
  • • безопасность;
  • • эффективность (включая надежность, оптимальную стоимость создания и эксплуатации и др.).

К техническим свойствам отнесем все остальные характеристики систем, которые, как уже указывалось, могут быть весьма разнообразными и зачастую зависящими от поставленных задач.

Создать модель объекта (изделия или процесса) означает выбрать структуру объекта, определить значения всех его параметров и представить результаты в установленной форме. Результаты моделирования, например в форме ПД, РД, могут быть представлены в виде чертежей, схем, пояснительных записок, программ для программно-управляемого технологического оборудования и других документов на бумаге или на машинных носителях информации.

Разработка (или выбор) структуры объекта — проектная процедура, называемая структурным синтезом, а расчет (или выбор) значений параметров элементов именуется параметрическим синтезом.

По особенностям моделирования весь жизненный цикл технической системы разбивается на две стадии — создание (строительство, изготовление) и эксплуатацию. На первой стадии нас интересуют строение, структура (в основном процедура структурного синтеза), на второй — функционирование, эксплуатация, режимы применения объекта по назначению. Соответственно первая стадия — область строительного инжиниринга, а вторая — область эксплуатационного инжиниринга.

Рассматриваемые стадии, безусловно, взаимосвязаны. Ведь структура, устройство конструируется (проектируется) для конкретных целей, находящих в свою очередь отражение в эксплуатации, режимах достижения этих целей. В то же время любые режимы применения по назначению, эксплуатационные особенности системы определяются её устройством, структурой, свойствами конструкции. Режимы — это «живое» действие, накладываемое на «мёртвую» структуру. Режимы существуют в процессе наладки, испытаний и применения по назначению.

Любую техническую систему стремятся спроектировать (сконструировать) на как можно более широкий диапазон режимных параметров, исходя из условий универсальности в отношении выпуска продукции или отклика на внешние условия, поддержания заданного уровня надежности и т.п.

Однако, чем шире диапазон допустимых параметров режимов, тем сложнее и дороже система, поэтому создание любого объекта, устройства, машины должно быть разумным компромиссом между универсальностью и надежностью, с одной стороны, и стоимостью создания и эксплуатации, с другой. Разумеется, при этом не подлежит обсуждению принцип презумпции безопасности технической системы.

В книге мы не будем касаться режимного моделирования, за исключением случаев расчетов для выбора конструктивных параметров энергообъектов. Это моделирование носит, как правило, нормативный характер и не является моделированием в процессе применения по назначению в строгом смысле этого термина.

Таким образом, нас в дальнейшем станут интересовать только проектные модели, воплощенные в чертежах и описаниях, специальным образом разрабатываемые с одной целью — построить по ним объект.

При моделировании будем отталкиваться от общей теории моделирования технических (технологических) систем, приведенной в трудах нескольких поколений отечественных и зарубежных исследователей [6, 12, 22]. Её основные положения прекрасно сформулировал известный немецкий специалист Гюнтер Рополь:

«В качестве научно-технического типа модели укажем на принцип моделирования, описывающий существующие или проектируемые машины, приборы, аппараты и устройства как технические системы и привязывающий всякую человеческую деятельность к определенному системному окружению, внешнему по отношению к рассматриваемой системе. В таком понимании техническая система является тем искусственным предметом, который конструируется и производится с помощью инженерных средств. Техническая система представляет собой взаимосвязь предметов, и граница системы проводится, так сказать, по стенкам корпуса машины. Функция технической системы описывается как то преобразование, которое выполняет машинная взаимосвязь предметов. Человеческое участие, например управление и обслуживание, остается, если его не рассматривать упрощенно, лишь в форме принятия во внимание дополнительных входных величин. Наконец, эта структура дается данным типом модели через приборно-технические связи и соединения между предметными строительными группами и частями. Об основных чертах этого типа модели в технических науках существует принципиальное единодушие. Варианты же появляются от того, что при функциональном описании принимаются во внимание лишь входные и выходные величины, либо дополнительно учитываются также параметры состояния. В целом же характерные системные величины обычно подразделяются на три класса, которые в соответствии с известным винеровским различением ориентированы на вещество, энергию и информацию. Часто говорят (правда, теоретически не совсем удовлетворительно) о материи, энергии и сигналах и при этом упускают из виду, что материя является также носителем энергии и что сигналы как носители информации всегда выступают или как вещество, или как энергия; но это — тонкости, не имеющие существенного значения для основной идеи. Наконец, можно считать общепризнанным, что три атрибутивных класса: вещество, энергия и информация — могут подвергаться трем отличаемым друг от друга типам преобразования, а именно: изменению (количественному или качественному), переносу и накоплению».

По этой теории, несмотря на технологические различия (иногда принципиальные), все технические системы поддаются структурированию на ряд обобщенных элементов (ОЭ), которые можно разделить на четыре типа:

  • • преобразователи (веществ, движения, параметров);
  • • линии передачи (веществ, движения);
  • • накопители (веществ, движения или энергии);
  • • коммутационные аппараты (средства коммутации — переключения, включения, отключения линий передачи);
  • • средства управления.

Перечислим их, принимая во внимание, что соответствующие определения в достаточной степени однозначно характеризуют каждый ОЭ:

  • преобразователи движения (ПД) одного вида в другой (или одного вида энергии в другой) — машины (паровые, электрические, водяные, ветровые);
  • трансформаторы (Тр), или преобразователи параметров, одного и того же вида движения (или одного и того же вида энергии) без изменения массы или электрического заряда — насосы, вентиляторы, механические редукторы, электрические трансформаторы, теплообменники;
  • преобразователи веществ (ПВ) посредством химических реакций, в том числе реакций горения — котлы, химические и металлургические аппараты;
  • линии передачи веществ (ЛПВ) — трубопроводы, транспортеры;
  • линии передачи движения (ЛПД) механического, электрического — валопроводы, линии электропередачи, провода;
  • накопители веществ ограниченного объема (НВОО) — резервуары (открытые и закрытые);
  • накопители веществ неограниченного объема (НВНО), как правило, природные резервуары, бассейны, условно принимаемые за имеющие бесконечный объем (воздушный бассейн для выбросов газов, поверхностные или подземные бассейны для сбросов вод разной степени загрязнения);
  • накопители движения материи (НДМ) или энергии — механического (пружины), электрического или теплового (аккумуляторы тепла) движения;
  • запорно-регулирующая арматура и аппаратура (ЗРА) — регулирующие органы (задвижки, клапаны, шандоры, электрические коммутационные аппараты), управляющие линиями передачи веществ и движения в нормальных и аварийных режимах;
  • гарнитура' — устройства, позволяющие безопасно обслуживать котлы (топочную камеру, газоходы и газовоздушный тракт), турбоагрегаты, электротехнические установки (например, устройства для ремонта ЛЭП под напряжением);

К гарнитуре котла относят: топочные дверцы и лазы в обмуровке; смотровые лючки — «гляделки» для визуального наблюдения за горением и состоянием поверхностей нагрева, футеровки и торкрета; шиберы и заслонки для регулирования тяги и дутья; лючки для обдувки. Аналогичен состав гарнитуры и иных тепломеханических и электротехнических установок.

  • арматура и аппаратура безопасности (АБ) — устройства, управляющие соединением линий передачи вещества и движения с внешней средой в целях обеспечения безопасности (устройства заземления, стопоры валов, сбросные предохранительные клапаны);
  • средства измерений параметров режима (СИПР) — измерительные устройства, предназначенные для управления применением системы по назначению (включая автоматизацию соответствующих процессов), защиты оборудования и аппаратуры в аварийных ситуациях, диагностики их состояния в процессе нормальной эксплуатации;
  • средства измерений параметров конструкций (СИПК) — измерительные устройства, входящие в настоящее время в состав системы мониторинга зданий и сооружений или системы мониторинга и инженерных сооружений (СМиС);
  • средства идентификации ситуаций и принятия решений (СИСПР)

в процессе эксплуатации — персонал и технические средства его поддержки при автоматизированном управлении, аппаратно-программные управляющие комплексы при автоматическом управлении, которые анализируют ситуацию и формируют управляющие воздействия в виде сигналов;

средства управления (СУ) — объекты (в случае автоматического воздействия) и (или) субъекты (в случае ручного воздействия), осуществляющие управление регулирующими органами, арматурой и аппаратурой безопасности по сигналам, полученным от СИСПР.

Автоматизация применения ТС по назначению производится с помощью СИПР, СИСПР, СУ. При этом важнейшими элементами, гарантирующими заданный уровень безопасности, являются различного рода технологические защиты (на подстанциях, в электрической части станций — релейные защиты), в состав которых также входят вышеназванные ОЭ.

Аварии и восстановление нормальных режимов во всех без исключениях ТС очень похожи на болезни людей и их излечение. Нужно как можно быстрее выявить «болезнь» (с помощью средств диагностики), ограничить внешние и внутренние условия, вызывающие ее (аварии, инциденты), не допустить её переноса на других (иные ОЭ, иные системы) — вот очевидные способы обеспечения безопасности и людей и техники.

Для преобразователей (ПД, Тр, ПВ) в документации следует указывать, какой вид движения (энергии) или массы переходит в соответствующий вид движения (энергии) или массы. Иногда полезно отразить в модели и механизм преобразования. Например, при химической подготовке сырой воды на ТЭС в ОЭ типа ПВ осуществляются барообменные процессы (обратный осмос, нанофильтрация), ионный обмен, ультрафиолетовое обеззараживание и т.п. В котлах твердое топливо сжигается слоевым, камерным, вихревым способами.

Все вышеперечисленные элементы позволяют свести функционирование конкретной технологической системы независимо от уровня ее сложности (отдельный аппарат, установка, агрегат в составе производства или производство в целом) к модели так называемого черного ящика, имеющего:

  • • сосредоточенные входы и выходы потоков вещества, энергии, информации;
  • • условные обобщенные функции их преобразования;
  • • средства измерения, принятия решений и управления (при необходимости).

Точнее, ТС всегда преобразуют в последовательность черных ящиков, раскрывая по мере необходимости всё более детально структуру системы — увеличивая число черных ящиков и детализируя все более явно переменные состояния и структуру ТС. При этом по мере углубления проработки происходят изменения моделей от крупных ко все более «мелким» черным ящикам, ведь любая часть технической системы, любой её элемент тоже имеют структуру, которая раскрывается упрощенно — через внешние параметры; и далее, утрируя стремление к пределу этого познавательного процесса, — вплоть до молекулярных кластеров, отдельных молекул и атомов. Как тут не вспомнить широко известное людям старшего поколения выражение В.И. Ленина: «электрон также неисчерпаем, как атом».

Приведем примеры преобразования веществ и полей из области химии и теплоэнергетики.

Пример 4.4.[1] Пусть в системе за каждый технологический цикл (при периодическом режиме работы установки либо в стационарном режиме в течение произвольного конечного временного интервала) происходит преобразование массы т исходных веществ, взятых в определенной пропорции, в известные конечные продукты и отходы технологического процесса, масса которых сохраняется равной массе исходных веществ. В ходе процесса выделенная порция исходных веществ переводится из некоторого начального термодинамического состояния / в конечное термодинамическое состояние 2 (рис. 4.4). Здесь подразумевается, что как начальное, так и конечное состояние вещества характеризуется достаточно полной совокупностью физико-химических параметров каждого отдельного материального потока, соответственно поступающего и выходящего из системы (химический состав, давление, температура и др.).

Например, современный агрегат по производству азотной кислоты преобразует суммарный поток исходных веществ — жидкого аммиака, воздуха, питательной воды и природного газа (последний используется в качестве реагента для нейтрализации остаточных количеств оксидов азота на выхлопе установки) в суммарный поток конечных продуктов — концентрированной азотной кислоты (целевой продукт), водяного пара (сопродукт) и сбросовых газов (отходы производства). Химическое преобразование материальных потоков в установке сопровождается переходом значительного количе-

Входящие и выходящие потоки веществ в установке для получения азотной кислоты из аммиака

Рис. 4.4. Входящие и выходящие потоки веществ в установке для получения азотной кислоты из аммиака

ства энергии из одной формы в другую: высокопотенциальная химическая энергия аммиака и природного газа превращается в тепловую энергию водяного пара и в теплоту, рассеиваемую в окружающую среду.

Тепловая электростанция, работающая на природном газе (рис. 4.5), преобразует потоки газа, воздуха и питательной воды в материальные потоки водяного пара и дымовых газов и в поток электрической энергии. На рис. 4.5 природный газ представлен его доминирующим компонентом — метаном.

Информации о химическом составе и термодинамических параметрах материальных потоков на входе и выходе системы, а также о суммарных потоках энергии в виде теплоты или работы, потребляемых (или генерируемых) системой, вполне достаточно, чтобы интегральным образом охарактеризовать эффективность ее функционирования в отношении как полноты использования сырьевых материалов (степени их превращения в целевые продукты), так и рационального потребления энергоресурсов. Интегральные (основанные на параметрах на входе и выходе) характеристики систем играют в модели двоякую роль. Во-первых, они позволяют ранжировать разнообразные варианты решений одной и той же технологической задачи по эффективности использования материальных и энергетических ресурсов. Во-вторых, поскольку фундаментальные законы природы накладывают строго определенные ограничения на полноту протекания взаимных превращений веществ и видов энергии (форм движения материи), этих характеристик технологической системы достаточно для того, чтобы, отвлекаясь от всех деталей ее внутренней структуры и механизмов функционирования, оценить степень приближения реальной системы к гипотетическому разрешенному законами природы пределу. Такого рода оценки позволяют установить имеющиеся резервы для дальнейшего совершенствования технологических систем различного назначения также и в целях сбережения природных ресурсов.

Для теории моделирования технических систем основополагающее значение имеет следующая постановка вопроса. Пусть некоторая совокупность исходных веществ (природного происхождения или промышленных полупродуктов) перерабатывается в определенные целевые химические продукты и неизбежные производственные отходы. Другими словами, пусть некоторый совокупный материальный поток из исходного состояния 1 переходит в известное конечное состояние 2 (как это схематически показано на рис. 4.4 и 4.5). Можно ли указать такие траектории проведения процесса 1 —> 2, т.е. такие последовательности промежуточных состояний перерабатываемого вещества при его переходе из состояния 1 в состояние 2, которым отвечает наиболее эффективное использование как энергии от внешних источников, так и собственной внутренней энергии исходных реагентов? На основе законов термодинамики можно положительно отве-

Входящие и выходящие потоки вещества и энергии (электрического поля) на ТЭС

Рис. 4.5. Входящие и выходящие потоки вещества и энергии (электрического поля) на ТЭС

тить на этот вопрос, при этом одновременно предлагается и универсальный критерий эффективности использования энергоресурсов различной природы. Можно сказать, что задачей технологического проектирования (инжиниринга) является разработка способов реализации траекторий, близких к оптимальным в указанном смысле.

Конструирование (проектирование) промышленного объекта, представляющего собой ТС, ведется всегда «с конца», исходя из целей его создания. Цели должны быть конкретны и выражены в производственных показателях, например: выпуск 100 тыс. т стального проката в год, производство 300 млрд кВт • ч электроэнергии на оборудовании установленной мощностью 150 МВт и др. Принятие этих показателей — начало поэтапного моделирования системы, они задают «выход» черного ящика, первого и самого крупного обобщенного элемента. В строительном инжиниринге ТЭС ему соответствует модель предложения, которая будет подробно описана ниже (см. гл. 8).

Затем из вышеперечисленных обобщенных элементов, как из детского конструктора, начинает набираться модель ТС, вначале более крупными блоками, затем детализируясь в соответствии с целями моделирования. Данный процесс для ТЭС описан в гл. 10, где выделены базовая, утверждаемая и детализированная технические модели. Последнюю из них можно назвать рабочей, принимая во внимание установившуюся терминологию: рабочие чертежи, рабочая документация. При этом такой «набор кубиков», разумеется, может сделать не всякий специалист, а только инженер с опытом создания подобных систем, потому что он должен знать, какое сооружение производит, т.е. как должна быть устроена техническая система, как она будет работать, чтобы получить ожидаемый результат.

На рис. 4.6 представлены примеры традиционного графического изображения тепловой схемы конденсационной ТЭС из [18] и её модели из набора ОЭ.

Каждый ОЭ типа преобразователя или линии передачи характеризуется рядом конструктивных и режимных показателей. На разных стадиях развития моделирования в зависимости от поставленных целей детализация ОЭ и состав этих показателей различны. Как правило, на стадии инвестиционного замысла в модели предложения можно вообще абстрагироваться от структуры генерирующего источника.

В то же время на стадии разработки детализированной технической модели, предназначенной для выполнения строительно-монтажных работ, необходимо указать конструкцию объекта так, чтобы у строителей, монтажников, наладчиков не возникало сомнений в толковании соответствия замыслу проектировщика:

  • • выполненных чертежей — реальным зданиям, сооружениям, их частям, установленным в них (на них) оборудованию и аппаратуре[2];
  • • однозначности фактической установки оборудования — его соединениям с помощью линий передачи веществ, движения (энергии);
  • • объема и функций систем управления.
Тепловая схема простейшей конденсационной ТЭС (а) и её обобщенная схема (б)

Рис. 4.6. Тепловая схема простейшей конденсационной ТЭС (а) и её обобщенная схема (б):

ПГ — парогенератор; ПТ — паровая турбина; Г — генератор; К — конденсатор; К11 — конденсатный насос; ПН — питательный насос; 1)уD5 — массовые расходы пара, воды, кг/с или т/ч; М — момент, Н • м; Р — электрическая мощность, МВт

Указанные принципы моделирования ТС применяются на практике с самого начала инженерной деятельности людей. Они отражают особенности мышления человека, его ограничения, связанные с памятью, логикой, обучаемостью, психологией индивидуального и коллективного поведения.

Существуют многочисленные, более или менее успешные, попытки формализовать и автоматизировать процессы создания моделей жизненного цикла производственных предприятий и управления ими на базе возможностей вычислительной техники. Эти попытки нашли свое отражение в целом ряде IT-систем, объединенных в понятия CAD, CAE, САМ, CALS.

Наиболее общим и признанным большинством специалистов и менеджеров перспективным направлением развития моделирования для ТС является система CALS — по сути целая философия документального обеспечения и единства создания моделей на различных стадиях жизненного цикла единиц оборудования, аппаратуры, производственных комплексов, целых предприятий.

Однако CAE, САМ, CALS и подобные им системы изначально были ориентированы на управление функционированием систем и предназначались в первую очередь для финансового менеджмента, логистики, продаж. Иными словами, основой их являлось и является до сих пор функциональное моделирование производства, а не устройство производственных систем. Следовательно, в соответствии с понятиями настоящей книги они, во-первых, не могут обеспечить моделирование постоянно меняющейся структуры

(устройства) этих систем, а, во-вторых, предназначены для эксплуатационного, а не для строительного инжиниринга.

Тем не менее апробированные подходы, служащие основой, например CALS, могут и должны применяться в процессе непрерывного, «сквозного», моделирования устройств технических систем. В частности, представляет несомненную практическую ценность методика функционального моделирования на базе ICAM (декларируемая её разработчиками в рамках CALS), изложенная в рекомендациях но стандартизации Р 50.1.028-2001 [24.18].

Программа 1C AM была предложена и реализована в конце 70-х годов прошлого века в США. Она была направлена на повышение эффективности промышленных предприятий посредством широкого внедрения компьютерных (информационных) технологий.

Для реализации программы ICAM потребовалось создание адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов обмена информацией между специалистами, занимающимися такими проблемами. Для удовлетворения этой потребности в рамках программы ICAM была разработана методология моделирования IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследовать структуру, параметры и характеристики производственно-технических и организационно-экономических систем. Общая методология IDEF состоит из трех частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем:

IDEF0 — используется для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями;

1DEF1 — применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы;

IDEF2 — позволяет построить динамическую модель меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы.

Наибольшую практическую ценность для моделирования технических систем имеет методология IDEF0, которая основана на подходе, получившем название SADT (Structured Analysis & Design Technique), — методе структурного анализа и проектирования. Основу данного подхода и методологии IDEF0 в целом составляет графический язык описания (моделирования) систем.

Основной, концептуальный принцип методологии 1DEF — представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе. В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок. На IDEFO-диаграмме, основном документе при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник. Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась.

Разработка модели в IDEF0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергается обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний специалистов — экспертов в предметной области, к которой относится объект моделирования. Интересно, что обязательной фиксации подлежат также цели моделирования и субъективный источник взгляда на модель. Ведь специалисты в разных предметных областях видят объект моделирования преимущественно со своей стороны — своих образования, личного опыта и отношения. Возможности применения IDEF при разработке ПД и РД, в том числе при ЗО-моделировании, рассматриваются в гл. 11.

В любом виде деятельности у собственников (инвесторов), создателей, эксплуатирующего персонала и менеджмента производственного объекта должно быть представление об идеальном его образе и управленческом процессе, реализующем возможности объекта оптимально по объективным и (или) субъективным критериям. При этом идеальный образ {идеальная модель) должен быть технически реализуемым и экономически целесообразным.

Несмотря на такое расплывчатое определение у разработчиков моделей — инженеров — не так уж много вариантов. Если, конечно, это профессионалы, которые ясно представляют себе возможности технологий промышленного (а не опытного!) строительства технической системы и применения её по назначению. Так, в коммерческом энергетическом строительстве ТЭС в России сегодня никто не будет применять ПТУ на базе газификации твердого топлива или проектировать очистку дымовых газов от выбросов СО-,, хотя в других странах, например в США и Германии, эти решения становятся реалиями (хотя и вынужденными) уже осуществляемых проектов.

Опыт показывает, что опробованные технологии позволяют прогнозировать устройства соответствующих основных и вспомогательных систем для достижения наилучших возможных показателей и позиционировать их в качестве несколько условных типовых решений. Правда, относительно сложных технологий, к каким относятся и термодинамические циклы ТЭС, часто разные специалисты имеют разное мнение о том, что же считать наилучшей конструкцией, и в этом случае инжиниринговая компания имеет право на свое мнение, которое должна отстаивать перед заказчиком. Наличие чёткого представления о том, что является оптимальным в разных вариантах строительства и эксплуатации объекта, а также готовых соответствующих моделей (воплощенных в ПД, РД) значительно облегчает все бизнес-процессы компании, повышает качество моделирования.

Другая важная проблема — степень автоматизации проектирования. В настоящее время даже при наличии CAD-систем с возможностью трехмерной графики все ещё очень велика роль специалиста-проектировщика, который проделывает в подавляющем большинстве случаев в общем рутинную работу по «сборке кубиков» и «состыковке интерфейсов» (см. § 11.3). Единственный «творческий процесс» в данном случае заключается в компоновке оборудования и аппаратуры — размещении их в пространстве одних относительно других при заданных ограничениях по объему или площади зданий, сооружений, по площадке строительства.

Ценность повышения степени автоматизации проектирования находится в прямой зависимости от степени типизации решений по устройству объекта. Кроме того, она зависит (в основном в строительной части) от геологических, гидрологических, сейсмических и климатических условий площадки. Выигрыш от автоматизации наименьший при реконструкции и техническом перевооружении действующих объектов, когда инженеры практически во всех случаях должны вписать новое оборудование в существующие строительные объемы и конструкции.

Представляется очевидным, что в настоящее время существуют все условия для повышения степени автоматизации разработки как ПД, так и РД; причем, на взгляд автора, ПД для ряда энергетических объектов уже сегодня можно создавать в автоматическом режиме. Ранее (см. § 3.4) уже говорилось о возможностях, положительных и отрицательных сторонах унификации и типизации документации, отражающей результаты технического моделирования энергетических объектов. Преимущество крупных инжиниринговых фирм с развитыми проектными подразделениями заключается ещё и в том, что у них есть все предпосылки для увеличения степени автоматизации создания моделей. В идеале это выглядит так, что, введя достаточно ограниченный набор данных, отражающих внешние условия объекта, требования к потокам его ресурсов и продукции, мы получим все необходимые комплекты чертежей и пояснительную записку.

Практические пути достижения указанной цели и целесообразность вмешательства тех или иных специалистов в процессы разработки ПД и РД будут обсуждаться более подробно ниже (см. гл. 11)

  • [1] Использованы материалы сайта http://www.chem.msu.ru .
  • [2] Отсутствие данного вида соответствия носит название «коллизия», одним из средств исключения которой является 3 D-моделирование.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >