Информационная 3D-4D модель строительства ГРЭС

Визуализация и верификация проекта строительства3-го энергоблока Березовской ГРЭС на базе ПСУ-800

2

Объект визуализации и верификации: площадка строительства 3-го энергоблока на базе ПСУ-800 филиала Березовская ГРЭС ОАО «Э.ОН-Россия»

3

Постановка задач

Задачи проекта:

• пространственная верификация фактического месторасположения/состояния возведенных конструктивных элементов и оборудования, мониторинг процесса строительства;

• пространственная верификация проектных решений;

• комплексное имитационное моделирование процессов строительства.

Цель проекта:

усовершенствование системы управления и контроля строительства за счет внедрения технологии имитационного моделирования, современных систем управления документацией и информациейпо объектам строительства и применения географического подхода.

Старт проекта: июль 2013.

главный корпус в объеме Энергоблока №3 в составе отделений:

• бункерно-деаэраторного, ряды Б-В, оси 14-26;

• котельного, ряды В-Е, оси 14-23;

• бункерного, ряды Е-Ж, оси 14-23.

Объем проекта:

Оцифровка

Сканирование

Конвертация

Моделирование 3D

BIM-сервер

4D-модель + актуальная информация

Заказчик строительства

• Централизованное хранение проектной информации

• Командная работа

• Мониторинг и контроль

• Планирование и управление

Аналитика

КСП, моделирование 4D

Участники проекта

Исходные данные

ПСД, РД, планы, геодезия

Имитационное моделирование. Концепция услуги

Сметчик Специалист КСП •Технолог-строитель•Проектировщик ПОС/ППР

Инженер имитационного моделирования

Инженер визуализации

• Инженер инф. моделирования

• Проектировщик• Архитектор

• Рабочая документация• Сметы

• Рабочая документация• Сметы• График 2 уровня

• Рабочая документация• Сметы• График 2 уровня• Сценарий моделирования ППР• ПОС/ППР• График 3 уровня

Проектнаяи рабочая

документация, текущая

ситуация на площадке

• Скомпонованная 3D-модель

• График 3 уровня• Ресурсы• 4D модель

• 3D-модель

• Требование изменений • Требование изменений

• Требование изменений

• Требование изменений

3D Via Composer

3D Max

ArcGIS

Navisworks

3D Via Composer

Catia

Primavera

Primavera

Primavera

• 4D• Визуализация• Интерактивные инструкции• Презентационные материалы

Бизнес-процесс (упрощённо)

AfterEffect

Revit

Synchro

ArcGIS

PDM

PDM

PDM

PDM

PDM

6

Комплексное имитационное моделирование (КИМ) в строительстве

СУБПОДРЯДНЫЕ

РАБОТЫ

КОНСУЛЬТАЦИИ/

ЭКСПЕРТИЗА

ПОСТАНОВКА-

СОПРОВОЖДЕНИЕУПРАВЛЕНИЕ

КИМ – эффективный инструмент для выявления несоответствий, наибольшую экономическую эффективность КИМ приносит на раннем этапе инжиниринга.

Основные причины срывов сроков, на которые может воздействовать КИМ :

• Несогласованность в поставках;

• Пространственные коллизии;

• Низкое качество организационно-технологической документации и ППР, устранение:

• Неполноты / нераскрытости;

• Неоднозначности

• Противоречивости;

• Некорректности.

• Трудности в понимании подрядчиком 2D чертежей.

Проведение полевых работ 30.06-11.07• 1103 точки сканирования• Более 5 млрд. точек лазерного отражения• Общий объем данных 270 Гб

Выполненные работы. Наземное лазерное сканирование 7

Продольное сечение ось Е Поперечное сечение ось 23

На данный момент завершены работы по КО, БО, БДО

Выполненные работы. 3D моделирование по данным НЛС 8

Точки лазерного отражения

3D-модель с совмещенными точками лазерного отражения

3D-модель

9Выполненные работы. 3D модель по проектным решениям

Выполненные работы. 3D информационная модель по проектным решениям 10

11

Описание анализаКоллизии – это частный случай несоответствия, выраженный либо в виде пространственного пересечения геометрических абстракций конструкций, оборудования и т.д. (элементов объекта сооружения) в статике или в динамике СМР, либо в виде пересечения во времени в использовании элемента объекта сооружения в разных работах единовременно. Коллизии - это перечень значимых для хода реализации проекта строительства технологических и конструктивных решений, способных негативно повлиять на основные параметры проекта (сроки, стоимость, качество), а также их характеристики.

Выполненные работы. Выявление и анализ проектных коллизий

12

Поиск коллизий

Описание процесса:

1. Автоматизированный поиск коллизий2. Анализ результатов автоматизированного поиска. 3. Формирование доказательной базы коллизий

Наиболее вероятные причины возникновения всех рассмотренных коллизий:• несогласованность при разработке различных частей и разделов проекта (РД) разными

проектными организациями, низкая степень верификации проектных решений;• отклонением от проектной документации при монтаже.

13Информационное обеспечение анализа коллизий

3D ГИС

Технологические карты

План производства работ Сборочные чертежи

Рабочая документация

Верификация пространственных данных. Характеристики коллизий 14

Типы коллизий: пространственные, пространственно-временные (явные на определенный период времени, в процессе монтажа)

Ранжирование коллизий:Группа 1. Высокий уровень негативного воздействия. Данная группа потенциально опасна наиболеетяжёлыми последствиями, по причине:• необходимости внесения изменений в блоки трубопроводов заводского изготовления, согласования

этих изменений с заводом изготовителем и проектировщиком, выполнением прочностных и теплогидравлических расчётов. Дозаказ блоков трубопроводов и фасонных деталей высокого давления с длительным сроком изготовления;

• необходимости внесения изменений в уже смонтированные несущие конструкции.Группа 2. Средний уровень негативного воздействия. Данные коллизии относительно легко решаются в ходе монтажа оборудования при содействии специалистов группы авторского надзора. Отрицательные последствия сводятся к возможным задержкам при монтаже (подаче оборудования в зону монтажа «занятую» металлоконструкциями) и необходимости иметь монтажный запас присоединительных элементов (воздуховодов, коробов, трубопроводов и т.п).Группа 3. Низкий уровень негативного воздействия. Наиболее массовая группа (~75%) коллизии элементов (лестниц, настилов поручней и т.п.) площадок обслуживания. Данные коллизии легкоустранимы монтажной организацией самостоятельно или при содействии группы авторского надзора проектной организации в ходе монтажа при соблюдении его последовательности (штатные площадки должны монтироваться после завершения монтажа основного оборудования, трубопроводов и кабельных металлоконструкций). Отрицательные последствия состоят в ухудшении эстетического вида лестниц и площадок обслуживания из-за их «подрезки» для устранения пересечений, а также в необходимости иметь монтажный запас металла и стандартных элементов.

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №1

Пространственная коллизия коллектора трубопровода фронтовой и тыльной стен

конвективной шахты (P=26,8 Мпа, Т=430 С).

Чертеж № B103 BR03 HAP P299 МЧЛ2

Расстояния между колоннами (по НЛС) = 7650 мм

Расстояние между осями дальними точкам штуцеров коллектора 7793 мм

Статус: устранена при монтаже

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №1

Статус: устранена при монтаже

Коллизия №1

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №2 17

Пространственные коллизии в области строительных осей Г-Д и 16-17 между

конструктивными элементами тракта Т и водопровода питательной воды. Чертеж: BG3-

ZEP-BFP-DIM-0023_00.Path T. Parts list. Sections 1-1.... 6-6.

Статус: выявлена, информация передана Заказчику

Пример коллизий 1-й группы 18

BG3-30UHA-CM-69-0002

Металлоконструкции

крепления газоотвода

(проектные решения)

BG3-30UHA-CM04033_BG3-

32UHF-CM-04-

Металлоконструкции

площадок обслуживания на

отм. 26.400

Статус: выявлена, информация передана Заказчику

19

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №3

Коллизия №2

Пространственные коллизии мельницы-вентилятора МВ 3400/900/490 (1000 кВт)

с элементами каркаса, созданными в результате проведения НЛС (ID2313296, ID674872,

ID10802771, ID396383)

Чертеж BG3-ZEP-BFP-SHD-0051_00-Plan of equipment location.

Статус: выявлена, устранена (демонтаж элементов каркаса)

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №4

Пространственные коллизии в области строительных осей Ж и 21 воздухопровода

горячего воздуха в сопла третичного дутья – тракт «Т» (блока щитовой Т-7) двутавровой

балкой (отм.+26.400). Чертеж: BG3-ZEP-BFP-DIM-0023_00.Path T. Parts list. Sections 1-1.... 6-6

Статус: неизвестен

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №5

Блок B-40 воздуховода горячего воздуха (Тракт B) пересекает трубопровод тракта К

и трубопровод B1 в области строительных осей Д и 19, на высотной отметке +17,850.

Трубопровод B1 смоделирован из облака точек, полученных в результате проведения

HЛС. Чертеж №721816 «Воздухопровод горячего воздуха - тракт В».

Статус: неизвестен

Пример коллизий 1-й группы. Коллизия №6

Коллизия воздухопровода отсоса горячего

воздуха из пазух котла – тракт «И1» и колоны,

смоделированной по результатам НЛС.

Чертеж Hot air extraction duct from boiler pockets -

Path И1_2.

+72,300

Статус: неизвестен

23

Коллизии 2-й группы. Коллизия №7

Коллизия площадки ПГВ 34.9 по НЛС и элементов металлоконструкций опор под

воздуховоды горячего воздуха в осях В-Г и 18. Чертеж BG3-PSC-CVL-SSD-0105_00--Main

Building.Path T.List of elements +43.290.

+43,290

24

Коллизии 2-й группы. Коллизия №8-13

Коллизии ленточных питателей сырого угля с ограждениями площадок отм. +26,400.

Контур площадок и ограждений по НЛС отличается от указанного в документации.

Чертеж BG3-ZEP-BFP-SHD-0051_00-Plan of equipment location.

25

Коллизии 2-й группы. Коллизия №14

Коллизии 3-й группы. Коллизия № 15-20

Clash Report №63, 66

(NLS-Equipment)

Clash Report №94

(NLS-Equipment)

Clash Report №71, 74, 101

(NLS-Equipment)

Clash Report №166

(NLS-Equipment)

Clash Report №142

(NLS-Equipment)

Clash Report №107,110,111, 113

(NLS-Equipment)

27

Описание работыВ данной работе визуализирован процесс монтажа блока бокового внутреннего экрана конвективной шахты. Исходные данные:• Проект производства работ №729143 «ППР по монтажу экранов конвективной шахты»;• Пояснительная записка №729132 «Монтаж экранов конвективной шахты»;• Сборочные чертежи части приспособлений, используемых в ППР;• Трехмерная модель конструкций здания, трехмерная модель систем и оборудования,

восстановленная по облаку точек лазерного сканирования;• Трехмерные модели скобы монтажной и постамента.

Выполненные работы. Моделирование ППР

28

• детальная проработка единой, непротиворечивой и полной технологической карты работ;

• разработка 4D-модели первого приближения;• верификация 4D-модели первого приближения -

поиск в ней пространственно-временных коллизий и «белых пятен»;

• устранение «белых пятен»;• выработка решений, устраняющих найденные

пространственно-временные коллизии ;• разработка окончательной 4D-модели и её

завершающая верификация.

Описание процесса

Процесс 4D-моделирования, визуализации и верификации ППР этапов 3, 4 и 5 сооружения 3-го энергоблока

«Берёзовской ГРЭС»

ЗаказчикИсполнительСтроительно-монтажные и

проектные организации

Начало

Исходные данные в соответствии с

разделом 6

Передача Исполнителю

исходных данных

4D-моделироване, визуализация и

верификация (раздел 5)

4D моделирован

ие

Визуализация

Верификация

Передача результатов работ

Заказчику

Передача результатов работ заинтересованным

организациям

Проверка замечаний на актуальность

Передача изменений к ППР

Исполнителю

Корректирующие меры достаточны

Завершение

Визуализированный ППР,«Уведомление о

несоответствии» (раздел 7)

Корректирующие меры, изменения к

ППР

Отчёт по этапу

Данет

Исходных данных достаточно

Да

Нет

Последовательность работ по КИМ, применительно к верификации ППР:

Имитационное моделирование ППР 29

Сопровождение модели

Облако точек лазерного сканирования

30

Задачи учёта фактического расположения монтажных блоков на строительной площадке и уточнения наличия пространственных коллизий (при их обнаружении)

Фактическое расположение блока.

Верификация пространственных данных 31

− Бункер сырого угля на основании НЛС

− Бункер сырого угля на основании проекта

− Тракт Р на основании проекта

− Тракт Л на основании проекта

Спасибо за внимание