Управление жизненным циклом АЭС

Dassault Systemes имеет большой опыт работы в энергетической отрасли, в том числе на территории России, где ключевым заказчиком компании выступает инжиниринговый дивизион Госкорпорации «Росатом».

Этапы сотрудничества

Госкорпорация «Росатом» сегодня является национальным лидером в производстве электроэнергии (свыше 20% от общей выработки) и занимает первое место в мире по величине портфеля заказов на сооружение АЭС (на разной стадии реализации находятся проекты тридцати пяти энергоблоков в двенадцати странах). Росатом — единственная в мире компания, которая обладает компетенциями во всей технологической цепочке ядерного топливного цикла: от добычи природного урана до вывода атомных объектов из эксплуатации.

Между тем после распада СССР ситуация с атомной энергетикой в нашей стране складывалась не столь радужная, поэтому в 2008 году была принята долгосрочная программа развития Росатома для укрепления его позиций в России и в мире, а в 2009-м ядерные технологии отнесли к приоритетам развития отечественной инновационной экономики.

С 2008 года начинается и история партнерства инжинирингового дивизиона Госкорпорации «Росатом» и Dassault Systemes. Первым этапом стал совместный проект с ОАО «ВНИПИЭТ» (Ленинградская область, г. Сосновый Бор) по разработке Методики моделирования строительно-монтажных, тепломонтажных и электромонтажных работ с использованием 4D-модели. В результате было выполнено моделирование уникальных, впервые реализуемых проектов производства работ, например монтажа ловушки локализации расплава на ЛАЭС-2.

В 2010 году стартовал совместный с ОАО «НИАЭП» (с декабря 2016 года — АО ИК «АСЭ», с июля 2021-го — АО АСЭ, управляющая организация инжинирингового дивизиона Госкорпорации «Росатом») проект, предусматривавший разработку и внедрение системы управления жизненным циклом проектирования и сооружения атомной электростанции на базе PLM-системы ENOVIA. Готовый продукт использовался для создания серии АЭС на базе проекта энергоблоков «ВВЭР-ТОИ». Решение, созданное в рамках данного сотрудничества, впервые позволило объединить технологическую, конструкторскую и строительную части в единую цифровую модель АЭС.

Собственные передовые разработки НИАЭП многократно представлялись на форумах и мероприятиях Dassault Systemes. Так, в 2012 году на 3DEXPERIENCE Forum в Брюсселе президент компании Валерий Лимаренко рассказал об опыте создания уникальной методологии управления сооружением сложных инженерных объектов на базе технологии Multi-D (ее разработчиком и держателем является инжиниринговый дивизион Росатома). Данная технология позволяет детально моделировать строительно-монтажные процессы на основе информационной 3D-модели объекта. Это обеспечивает, с одной стороны, сокращение времени строительства и затрат, а с другой — рост эффективности работы и повышение качества и надежности сооружаемых АЭС.

В 2014 году (также в рамках 3DEXPERIENCE Forum) компания продемонстрировала процесс моделирования монтажа сложного технологического оборудования на примере 3D-модели атомной станции (с использованием программного инструмента DELMIA V6). В ходе презентации был разыгран сценарий, предполагавший задержку поставки оборудования длительного цикла изготовления (ОДЦИ), которая может остановить работы на строительной площадке на долгие месяцы. В режиме Live Demo были смоделированы варианты выполнения работ на стройплощадке АЭС без ОДЦИ и таким образом сформирован оптимизированный график сооружения объекта. Демонстрация показала, что благодаря программному моделированию ситуации возможное отставание от установленных сроков можно устранить.

Началом следующего этапа развития взаимоотношений между НИАЭП и Dassault Systemes стало объявление о расширении стратегического сотрудничества в мае 2016 года. НИАЭП первым в отрасли применил платформу 3DEXPERIENCE для управления информацией и руководства процессом сооружения энергоблока, упрочнив этим свой статус одной из самых инновационных компаний на рынке сооружения сложных инженерных объектов. Промышленная эксплуатация 3DEXPERIENCE для управления процессами технического документооборота осуществлялась на Белорусской АЭС.

Партнерское соглашение было подписано через несколько месяцев, осенью, в рамках III Международной конференции «Управление ядерными знаниями. Вызовы и подходы», состоявшейся в штаб-квартире Международного агентства по атомной энергии в Вене.

В настоящее время инжиниринговый дивизион Госкорпорации «Росатом» в лице управляющей организации АО АСЭ наряду с собственными разработками продолжает использовать платформу 3DEXPERIENCE при реализации ряда проектов сооружения АЭС. Также АО АСЭ и Dassault Systemes ведут проработку технологического партнерства в части расширения возможностей применения платформы 3DEXPERIENCE.

Улучшение управляемости и снижение себестоимости продукции

В целом линейка решений Dassault Systemes для энергетики нацелена на решение задач управления жизненным циклом как объектов капитального строительства, так и технологического оборудования традиционной и возобновляемой генерации.

Проекты капитального строительства объектов использования атомной энергии (ОИАЭ) характеризуются длительным жизненным циклом последних. Он начинается с экономического обоснования сооружения ядерной установки и завершается ее выводом из эксплуатации. Все этапы жизненного цикла ОИАЭ имеют свои особенности, но каждый из них направлен на обеспечение безопасной и эффективной работы объекта. Достижению этой цели способствует сквозная прослеживаемость принимаемых решений, дата-центричный подход, цифровая преемственность данных и применение цифрового двойника ОИАЭ на всем жизненном цикле на основе платформы 3DEXPERIENCE (CATIA, ENOVIA и DELMIA).

Эффективность такого подхода подтверждается в докладе Data-Centric Configuration Management for Efficiency and Cost Reduction Исследовательского института электроэнергетики (Electric Power Research Institute, США). Согласно выводам, сделанным в данной работе, дата-центричность приведет к экономии более чем миллиарда долларов при строительстве и эксплуатации в течение восьмидесяти лет четырех объектов, а при использовании около ста действующих ядерных установок позволит сэкономить свыше восьми миллиардов долларов.

Для разработчиков и производителей технологического оборудования, а также оборудования для ВИЭ Dassault Systemes предлагает решения, охватывающие все этапы жизненного цикла данной продукции, включая проектирование, производство, техническое обслуживание и ремонт, управление цепочками поставок. Придерживаясь RLFP-подхода (разработка различных взаимосвязанных архитектурных моделей объекта), построенного на методологии Model Based System Engineering, при проектировании сложных технологических изделий можно добиваться полного соответствия конечного продукта требованиям заказчика и регуляторов, а также накапливать знания и типовые проектные решения. Планирование производственных процессов (MES) и производственных операций (MOM) и управление ими на базе единой платформы помогают развивать экономически выгодное и экологически устойчивое производство. После внедрения решений Dassault Systemes предприятия отмечают улучшение управляемости, повышение эффективности и снижение себестоимости продукции.

Таким образом, все этапы жизненного цикла как ОИАЭ, так и технологического оборудования могут быть реализованы на базе единой платформы 3DEXPERIENCE. Это дает ряд преимуществ, в том числе и с точки зрения использования IT-инфраструктуры. Например, устранение отдельных разрозненных и несанкционированных приложений снижает риски и увеличивает гибкость и непрерывность процессов. Сокращаются затраты на обучение, поддержку и обслуживание. Уменьшается количество интерфейсов, за счет чего также происходит сокращение затрат, снижение сложности и рисков. Что еще более важно, это позволяет IT-отделам быстрее реагировать на изменяющиеся потребности бизнеса.