METHOD AND SYSTEM FOR INFORMATION MODELING OF BUSINESS PROCESSES OF A LIFE CYCLE OF A PRODUCTION FACILITY
СПОСОБ И СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА

Группа изобретений относится к информационному моделированию и может использоваться для управления бизнес-процессами этапов жизненного цикла производственного объекта, под которым подразумеваются объекты непосредственно участвующие в производственных процессах, а также сопутствующие объекты, являющиеся составной частью соответствующего бизнес-процесса.
Одно из динамично развивающихся направлений в организации жизненного цикла объекта недвижимости является объемное моделирование (BIM-моделирование, 3D-моделирование и т.д.). На этапах «проектирование» и «строительство» BIM-модели пользуются определенным уважением и признанием, особенно за возможность разрешать пространственно-временные коллизии этих этапов. Объемные модели этих этапов связывает общий результат - ввод объекта в эксплуатацию и фиксация итогового результата в виде «как построено».
Основная сложность при внедрении BIM-модели в этап жизненного цикла «эксплуатация» основана на непонимании в её целесообразности и сложности применения, особенно при эксплуатации производственных объектов, где основным фактором является производственный процесс. К тому же, как правило, производственный процесс в виде, как минимум, отдельных операций одной технологической цепочки не ограничивается одним объектом недвижимости, а для управления производственным процессом или его частями существует (конкурентное по многим параметрам) специализированное программное обеспечение. Таким образом, BIM-модель, как и 3D-модель, для объектов теряет актуальность и предлагается говорить только о более широком понятии - объемное информационное моделирование, в котором необходимо смещать приоритеты с моделирования строительной части на моделирование производственного процесса. Сегодняшние попытки приспособить BIM-модель, «оставшуюся» от предыдущих этапов, к этапу «эксплуатация», бесперспективны. Об этом говорят результаты - процент использования объемных моделей в производстве незначителен, а там где эта модель все-таки имеется, её использование именно в производственном цикле несущественно.
Тем не менее, для многих случаев производственного процесса было бы удобно представлять и контролировать отдельные процессы, и даже управлять технологией, представляя весь процесс или его отдельные части на объемной модели. Например, при: а) многоуровневом расположении оборудования; б) необходимости получения анимированного изображения, в том числе, и по развитию ситуации; в) совместном действии нескольких специалистов одновременно (перспективное направление для этапа «эксплуатация»); г) необходимости незамедлительно получить дополнительную (атрибутивную) информацию не только конкретного объекта, но и процесса и т.д. Но, даже в перечисленных случаях работа с существующими типами объемных моделей будет осуществляться с ограниченного числа оборудованных рабочих мест, как правило, со стационарных компьютеров и только обученными специалистами. Это не всегда отвечает требованиям специфики принятия и исполнения управленческих решений, особенно при нахождении некоторых специалистов среднего и низшего уровня управления удаленно от стационарных компьютеров. При этом для некоторых специалистов среднего и высшего уровня управления рабочий график не позволяет овладеть в полной мере технологиями информационного моделирования, что вызывает необходимость иметь дополнительных квалифицированных помощников и т.д.
Таким образом, существует комплексная проблема использования потенциала объемной информационной модели при переходе производственного объекта на этап «эксплуатация». При этом существующая концепция объемного моделирования малопригодна для «поддержки» производственных процессов этапа «эксплуатация».
Рассмотрим несколько примеров известных из уровня техники, которые оцениваются, в том числе, по применимости на этапах жизнедеятельности производственного объекта.
Известны система и способ автоматизированного проектирования служб зданий. Система включает в себя процессор, выполненный с возможностью исполнения компьютерной программы, пользовательский интерфейс, подсоединенный к процессору и выполненный с возможностью приема множества наборов данных, включающих в себя первый набор данных, содержащий местоположения множества компонентных устройств системы служб здания и второй набор данных, содержащий, по меньшей мере, один рабочий параметр, связанный с, по меньшей мере, одним из множества компонентных устройств (см. патент РФ №2543300, МПК G06Q50/08, опубл. 27.02.2015 г.). Способ содержит этапы, на которых посредством выполнения компьютерной программы упомянутый процессор использует множество наборов данных для генерирования множества проектных решений, причем каждое из множества проектных решений содержит компоновку соединений между множеством компонентных устройств; посредством выполнения упомянутой, при этом процессор выполнен с возможностью определения затрат на строительство, связанных с каждым из множества проектных решений; определения оптимизированного проектного решения из числа множества проектных решений на основе эксплуатационных затрат.
Недостатками известных системы и способа, как и многих других систем автоматизированного проектирования (САПР), в том числе и АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства (англ. вариант САМ - computer aided manufacturing), является то, что указанные системы предназначены для обеспечения производственного процесса проектирования, в том числе и проработки автоматизированных производственных систем, что ограничивает сферу применения проектным офисом и не позволяет использовать их в полной мере на последующих этапах жизненного цикла производственного объекта.
Известна геоинформационная система ситуационного анализа, которая предназначена для оперативного информационного-аналитического обеспечения процессов поддержки принятия управленческих решений с возможностью редактирования, поиска и анализа множества пространственных, атрибутивных и документальных данных. Система содержит подсистему управления атрибутивными и пространственными данными, которая обеспечивает просмотр, модификацию, добавление и удаление атрибутивных данных и включает блок просмотра пространственных и атрибутивных данных, который служит для формирования пользовательских запросов, формирования пакета данных, предоставляет права доступа лицу или группе лиц на просмотр, модификацию, добавление и удаление пространственных и атрибутивных данных (см. патент РФ на ПМ №92976, МПК G06F17/00, опубл. 10.04.2010 г.).
Недостатком известной системы является её ограниченные возможности для применения на этапах жизненного цикла производственного объекта, т. к. системой не предполагается отслеживание и управление производственными процессами, практически не предусматривается необходимая структурированная обработка данных. Фактически рассматриваемая система представляет собой «умный» справочник подготовки данных для последующего принятия управленческих решений и без функции автоматического управления.
Известны система и способы управления проектами и обеспечению визуализации и взаимодействия с цифровыми модулями информационного моделирования зданий (BIM). Для этого предложены системы и способы, которые обеспечивают визуализацию и взаимодействие с цифровыми моделями информационного моделирования зданий. BIM модели могут быть использованы для выполнения процессов управления проектами на месте строительства. BIM модели также могут совместно использоваться множеством устройств на месте строительства и приниматься посредством облачной службы при установлении связи с устройствами. При этом способы реализующие систему рассматривают понятия «упрощенная версия информационной модели» и «точка интереса» (см. патент РФ №2644506, МПК G06F 17/50, опубл. 12.02.2018 г.).
Недостатками известной системы и способа является узкая сфера применения, которая заключается в улучшения мобильной возможности управления BIM-моделями. «Точкой интереса» является «наиболее интересная часть BIM-модели» для конкретного пользователя. Эту часть, можно «захватывать» из общей BIM-модели, а также производить с ней на мобильных устройствах другие действия, например, манипулировать, отфильтровать, упрощать и т.д. Известные система и способ позволяют частично решать строительные задачи в мобильном варианте, т.к. все равно требуют сложных преобразований и больших затрат процессорного времени мобильных устройств.
Известны способ и система для контроля состояния группы установок, которые обеспечивают заявляемое управление на основе определенного «набора правил», которые позволяют системе контроля состояния проводить анализ данных для оптимизации в реальном времени, работы оборудования и выбранных процессов, контроля состояния и диагностики событий. При этом база данных системы сконфигурирована для хранения, приема и изменения «наборов правил», в том числе и на основе удаленного доступа. Способ контроля на основе данных системы формирует многоуровневую визуализацию графических представлений контролируемых процессов или установок (см. патент РФ №2636095, МПК G05B 23/02, опубл. 20.11.2017 г.).
Недостатком известных способа и системы является узкая сфера применения, т.к. рассматриваемые способ и система, как и аналогичные примеры таких систем контроля, используются на этапе «эксплуатация» в основном производителями сложного оборудования. При этом, по своим возможностям они не могут обеспечивать полноту реализации целей и задач всего производственного процесса, т.е. функционально это часть большей системы, в том числе наделенной элементами автоматического управления, например, различного вида АСУТП или часть процесса диспетчеризации с участием человека, как одна из информационных составляющих («центр удаленного контроля и диагностики»).
Известна система управления визуализацией трехмерного здания, которая содержит модель данных здания, в которой база данных конфигурируется в соответствии с объемной трехмерной моделью здания, при этом пространственные узлы трехмерной модели соотносятся с электронными устройствами, расположенными в аналогичных узлах внутри здания, в том числе и на основе удаленного доступа. Способ, реализующий управление системой, предполагает: на основе BIM-модели здания с использованием форматов виртуальных реальностей, в том числе формата IFC, прочих информационных форматов, а также их любых комбинаций, получение информации от электронных устройств, установленных в здании, возможность выбора пользователем команды управления и передачу команды управления электронному устройству выбранного узла здания (см. заявку US2017315697, МПК G05B 15/02, опубл. 02.11.2017 г.).
Недостатками известной системы является узкая сфера применения, т.к. рассматриваемая система может использоваться преимущественно на этапе эксплуатации здания. Из описания и формулы самой заявки, а также связанных с ней документов, в частности заявки US 2017315697, становится понятно, что рассматриваемая система и способ, на её основе, ограничен не только по этапу жизненного цикла - «эксплуатация», но и по функциям понятия - эксплуатации. Так эксплуатация только здания, например, офисного здания, значительно отличается от эксплуатации производственного здания, где основным «эксплуатируемым направлением» является производственный процесс, который является важнейшим для результата эксплуатации - извлечение прибыли. При этом принцип визуализации и управление процессами на основе электронных узлов в углах здания недостаточен для реального производственного процесса.
Известна информационная интегрированная система управления строительством с возможностью интеграции строительной информации, которые позволяют беспрепятственно получать доступ к соответствующей информации между трехмерными данными и связанной с программой управления информацией. Решение основывается на необходимости совместного пользования информацией на основе информационной интеграции через BIM, проектировщиками, строительными подрядчиками, строительными инспекторами и тому подобное. В известной системе, как и многих других аналогичных, используется объектоориентированный подход к атрибутивной информации, когда «объектом хранения» является элемент BIM-модели, то есть, блок здания и далее дробление на стену, дверь, потолок, столб и тому подобное (см. заявку JP 2012068698; МПК G06F 17/50, G06Q 50/08; опубл. 05.04.2012 г.).
Недостатком известной интегрированной системы управления является строительная специализация, что недостаточно для использования на этапе эксплуатации. Объектоориентированный подход к детализации объемной модели и структурированию хранимой информации также обеспечивает интересы проектирования и строительства, но малопригоден для эксплуатации, где главным приоритетом является производственный процесс.
Известны способ и система для управления бизнес-процессом предприятия, которые реализуют принцип определения и исполнения бизнес-процессов, образованных из одного или более бизнес-приложений, имеющихся на предприятии. Способ управления бизнес-процессом заключается в том, что на основе запроса на создание или изменение бизнес-процесса, через возможности интерактивного проектировщика процесса, компонуют набор команд, что фактически ведет к оптимизации (см. патент РФ №2308084, МПК G06Q50/00, опубл. 10.10.2007 г.).
Рассматриваемые способ и система могут применяться в бизнес-процессах, как собственно и предлагается авторами, в основном для коммерческой составляющей производственного предприятия, когда колебания рынка или конъюнктурообразующих факторов требуют быстрого реагирования. Это достаточно узкая сфера, т.к. в предлагаемом варианте применима, в основном, для мелкого или среднего уровней бизнеса. Известный способ не достаточно использует данные, полученные на предыдущих этапах жизненного цикла - «строительство», «проектирование» и этап изготовления оборудования заводами-изготовителями. Способ в недостаточной мере использует привязку к объемной информационной модели и узловым точкам технологии производственного процесса.
Рассмотренные примеры из различных областей техники позволяют решать поставленные узконаправленные задачи, которые только частично затрагивают жизненный цикл объекта и в особенности производственного объекта имеющего своей спецификой - производственный процесс, т.е. работающую технологию. Этот бизнес-процесс нуждается в другом подходе к созданию объемной модели, которая будет учитывать не только технологию, но многие производственные факторы, например, получение сырья и выдачу готовой продукции и т.д. Усложнение объемной модели путём наращивания функционала - тупиковый путь. Это заметно уже при переходе от «проектной» объемной модели к «строительной», когда коммуникационных и вычислительных возможностей современных аппаратных средств явно недостаточно для эффективной работы. Различные ухищрения по упрощению, выделению отдельных частей и прочее приводят к усложнению программного обеспечения, привязке к вендору и необходимости массового обучения персонала, что также не способствует эффективности производства. И факт, от которого никуда не денешься - применения на этапе «эксплуатация» объемного моделирования не наблюдается. Выход может быть определение приоритетов и перераспределение обязанностей между участниками рынка объемного моделирования. В профессиональной среде есть понимание того, что существующий подход к использованию BIM-моделей не приносит желаемого результата. Известна статья-интервью от 07.12.2016, публикация сайта «Общественный контроль» (ok-inform.ru) «Владимир Малахов: В России нет конечных заказчиков, заинтересованных во внедрении BIM-технологий» (https://ok-inform.ru/obshchestvo/expert/79551-vladimir-malakhov-v-rossii-net-konechnykh-zakazchikov-zainteresovannykh-vo-vnedrenii-bim-tekhnologij.html; режим доступа 30.04.2018). В статье эксперт предлагает создать понятие и институт BIM-операторов, в виде специализированных инженеров-консультантов или крупных инжиниринговых компаний, которые могли бы оказывать услуги модерирования на рынке информационных моделей. Недостатком такого подхода является то, что ответственность за весь жизненный цикл информационной модели вроде бы логично перекладывается на Инвестора. Но, парадокс в том, что Инвестору эта модель на этапе «эксплуатация» не нужна. При этом возможные смены BIM-операторов на этапе эксплуатация, сродни попыткам ремонтировать автомобиль каждый раз у нового мастера, когда разговор начинается с обсуждения предыдущего ремонта в негативном плане. Как минимум, такой случай будет при передаче BIM-модели с этапа на этап жизненного цикла. Поэтому, функциональным владельцем BIM-модели должно быть одно юридическое лицо, и лучше, если это будет её создатель, т.е. проектная организация. В этом случае повышается ответственность единственного «владельца», который является автором и бессменным актуализатором. Такой пример уже есть - это система нотариата, в которой есть свои незыблемые правила и ответственность.
Варианты использования информационного моделирования, в этом случае, необходимо путем поиска определить бизнес-сообществу, государство при этом обеспечивает правила игры в виде системы стандартов, охватывающих сферу деятельности технологий информационного моделирования всего жизненного цикла, в том числе, и в области эксплуатации. Так, существует система стандартов «Система проектной документации для строительства» (СПДС), а полноценной и четко прописанной системы проектной документации для эксплуатации фактически нет. Это тоже сдерживает использование информационной модели, «оставшейся» от строителей на этапе эксплуатации. Считается, что эксплуатирующая организация на основе, имеющейся по объекту исполнительной и эксплуатационной документации, обеспечит эксплуатацию производственного объекта. Так это и происходит на самом деле. Хотя при настоящем проектировании производственного объекта проектной организацией аккумулируется огромный объем знаний, рассматриваются и анализируются различные варианты будущего производства и они могут «остаться» внутри информационной модели. Но фактически большая часть этой информации недоступна для производственного процесса, а компетентные специалисты проектировщики не всегда участвуют в процессе эксплуатации хотя бы в качестве консультантов. Да и сам процесс консультирования требует отдельных договоров, что снижает оперативность.
Обобщая сказанное необходимо отметить, что общим недостатком существующих разработок в области 3D-4D-5D-6D-7D-nD моделирования является стратегическое направление на увеличение количества специализированных функций информационной модели, что приводит к нарастающей сложности её использования и низкой эффективности всего процесса. Это не позволяет в полной мере использовать потенциал объемного моделирования в производственном процессе на этапе «эксплуатация». Существенным недостатком является принцип распределения «обязанностей» участников рынка объемного моделирования.
Из этого следует, что в уровне техники существует потребность в техническом решении, которое лишено указанных выше недостатков.
На основании известных из уровня техники решений можно сделать предварительный вывод, что объемная модель «объекта недвижимости», основанная на BIM-технологиях, является предпочтительным инструментом для этого объекта на этапе «проектирование» и желательным для «строительства». Универсальным инструментом этапа «эксплуатация» существующая строительная BIM-модель не сможет стать никогда, особенно для производственных объектов. Как уже отмечалось, путь, которым идет большинство разработчиков программного обеспечения - BIM-модель есть основа всего (датацентризм) и на неё «навешиваются» дополнительные обязанности (3-4-5-6-7-nD). При этом объемы оперируемых данных и процессорное время возрастают многократно, а пользователь должен приобретать сложное оборудование, обучать персонал и быть привязан к определенному формату данных, программному обеспечению, вендору. Практика работы по форматам открытых данных более продуктивна, но пока несовершенна и недостаточно регламентирована. Сейчас работает схема: проектировщик создает BIM-модель «как спроектировано», строитель доводит до уровня «как построено», а затем её получает Заказчик (Инвестор), который все оплатил, но которому она практически не нужна, так как она перегружена, имеет несущественный набор производственного функционала и со временем устаревает. Тем не менее, объемная модель, как инструмент, имеет дополнительный потенциал, который может и должен быть использован. Кроме сказанного, необходимо определиться с «владельцем» объемной информационной модели на протяжении жизненного цикла и распределением ролей остальных его участников.
В дальнейшем в описании применяются следующие сокращения: информационно-исполнительная точка (далее - ИТочка); информационно-исполнительная модель производственного объекта (далее - ИМодель); жизненный цикл производственного объекта (далее - ЖЦикл); в некоторых случаях вместо выражения «проектная организация» используется термин - Проектировщик. Также, перед подробным рассмотрением заявляемых решений необходимо обозначить использованные способом и системой основные положения:
1. Под «производственным объектом» подразумеваются объекты непосредственно участвующие в производственных процессах, а также сопутствующие объекты, являющиеся составной частью соответствующего бизнес-процесса.
2. Участвующие в ЖЦикле «различные организации» подразделяются на:
а) основные организации, обеспечивающие прохождение каждого из этапов ЖЦикла [проектная, строительная или технический заказчик в строительстве (ст. 1 Градостроительного Кодекса), эксплуатирующая] и внешние организации, постоянно или периодически участвующие в ЖЦикле (государственные, финансовые, экспертные, научные, общественные и т.д.);
б) внешние организации, работающие с ИМоделями на основе технологий объемного информационного моделирования и организации, работающие с ИМоделями с помощью других видов электронных форматов или в виде бумажных копий.
3. В отличие от BIM-датацентричной структуры или, когда BIM-модель центр всех операций и переходит от владельца к владельцу этапов ЖЦикла, рассматриваемый способ на основе ИМодели (информационно-исполнительной) предполагает выделение обслуживания (создание, поддержка и актуализация) ИМодели на протяжении всего ЖЦикла в отдельный бизнес-сегмент. Представляется, что лучшим «владельцем» этого бизнес-сегмента является проектная (инжиниринговая) компания, оказывающая услуги по реализации способа различным организациям ЖЦикла, о чем будет пояснено ниже. При этом у проектной (инжиниринговой) компании появляется новая функция - «авторский надзор за эксплуатацией» и, при желании Заказчика, с функциями услуги управления производственным процессом, в том числе централизованным.
4. Система реализует способ на основе «прикрепления» атрибутивной информации к определенным информационным узлам - виртуальным ИТочкам сбора информации ИМодели и последующего управления этой информацией. Так, при работе с ИМоделью можно пользоваться возможностью атрибутивного (внутри формата объемного моделирования) хранения данных, например, IFC+ или COBie, или отдельным адресным, на основе уникального кода, хранением атрибутивных (вне формата объемного моделирования) файлов в других форматах. Относительным аналогом такого подхода может быть «пакет данных» содержащих пространственные и атрибутивные данные, например, рассмотренный выше патент на ПМ РФ №92976, или известные способы привязки атрибутива к точкам в виде оборудования, так называемый объектно-ориентированный подход. В этих случаях атрибутами точки/оборудования зачастую являются история создания, строительства (монтажа) и эксплуатации этого оборудования, а сам «атибутив» представляется в виде укрупненной бирки, ярлыка, паспорта (тега).
Способ рассматривает иной подход к атрибуту ИТочки - это не только информация в файле типа IFC, а и отдельный файл, и который содержит не только электронный паспорт оборудования, а данные, которыми можно управлять электронным устройством ИТочки или пользоваться отдельно хранимой атрибутивной информацией без технологий объемного моделирования. При этом, на основе уникального кода и понимания местонахождения ИТочки в ИМодели и в реальности система может организовать работу с электронными устройствами других систем управления, что, например, важно для внедрения ИМодели на действующем предприятии. Этот функционал системы позволяет:
а) использовать ИТочки (контроль/управление) от ИМодели другим видам управляющих систем, при наличии их на существующем предприятии, например, уровней АСУТП (первый уровень автоматизации), MES (цеховой уровень), ERP (уровень предприятия), OLAR (уровень управления предприятиями) или организованных на принципах PLM-технологий. Или использовать датчики и исполнительно-управляющие устройства существующих систем в качестве ИТочек при соответствующем аппаратно-програмируемом подходе к управлению данными разными системами, иными словами, получая и управляя данными, избегая конфликтов между системами управления, например, за счет установления приоритетов;
б) избежать «массового» создания рабочих мест на предприятии, оснащенных для пользования технологиями объемного моделирования (затраты на закупку ПО, оборудования и обучение персонала);
в) снизить объемы информационных трафиков и повысить секретность передаваемых данных за счет «упрощения информационной модели» (относительный аналог патент РФ №2644506), используя в качестве упрощенной модели управление данными по определенным ИТочкам. При этом, настоящий способ, передавая данные по ИТочке (цепочка от реального воплощения ИТочки к виртуальному), при желании, может дополнительно преобразовать данные и представить их в виде схемы/диаграммы в форматах 2D и/или 1D, в том числе и нарастающим итогом по определенным промежуткам времени, а также в других известных видов и форматах, например, с использованием цветовой гаммы (уровень опасности или принцип светофора).
Атрибутивные данные ИТочки представляет собой разнесенные по временной шкале характеристики и параметры производственного или бизнес-процесса, например, физическое состояние ИТочки, видео-аудио сигнал, финансовый показатель, наличие в зоне ИТочки другой ИТочки, координат передвижной ИТочки, информационно-исполнительные сигналы и т.д. и т.п.
5. Для работы способа и системы по управлению информационными данными необходимо уточнить понятие точки - ИТочки, а также её функционала, и количество ИТочек в ИМоделях. Так, в некоторых рассмотренных аналогах были аналогичные предложения, например, «точка интереса» (патент РФ №2644506); «пространственные узлы» (заявка US2017315697), но критерий их появления, координатная привязка, а также значения для различных бизнес-процессов, как правило, отсутствовало. Способ предполагает, что в основном количество, месторасположение и функциональное предназначение ИТочек определяется на этапе «проектирование», в зависимости от требований НТД и организаций, участвующих в ЖЦикле на последующих этапах. Основополагающим и минимальным параметром ИТочки являются её трехмерные координаты.
Критерием создания ИТочки является необходимость управления (получить/передать) данными определённого места объекта или технологической операции производственного или бизнес-процесса. Причем, в основе алгоритма создания ИТочек лежит принцип управления данными (контроль/исполнение) по обеспечению функционирования планируемого процесса в номинальном режиме, при возможных и допустимых его отклонениях, а также локализации и устранения возможных аварий. От желания Заказчика зависит уровень автоматизации каждого из процессов (номинальный, допустимый, аварийный) и, соответственно, количество создаваемых ИТочек. В идеальном варианте проектируя промышленный объект можно осуществить управление конкретным промышленным процессом за счет установки полностью автоматизированной линии, осуществляющей операции технологической цепочки по безлюдной технологии. Исходя из поставленных Заказчиком задач, производят группировку ИТочек по структуре бизнес-процесса, производственного процесса и последовательности выполнения технологических операций. От Проектировщика, в этом случае, требуется не только разработка стандартного пакета документации и известного варианта «BIM»-модели, но и фактическая проработка всех этапов ЖЦикла. А также, сопряжение ИМодели с действующими или более эффективными системами управления определенными технологическими операциями и/или бизнес-процессами. Например, не стоит создавать в составе ИМодели систему управления MES- или ERP-уровней, с этими задачами отлично справляются известные продукты, например, компаний 1С или SAP. Также нет необходимости внедряться в готовую систему управления сложного комплектно-поставляемого оборудования. Достаточно с помощью аппаратно-программных средств «привязаться» к выходным данным и исполнительно-управляющим сигналам имеющейся системы управления. Представление данных в этом случае может быть в виде чередования ИТочек на упрощенных версиях ИМодели, например, в двухмерном или одномерном виде (2D или 1D) Причем для упрощения понимания данные по этим ИТочкам могут быть аналитического и/или обобщающего характера по нескольким ИТочкам и необходимого уровня деталировки. Что позволит соответствующему уровню управления получать привычного вида информацию. Например, по желанию руководителя цеха можно получать данные по ИТочке - «суммарный показатель цеха», где будет суммарный или аналитический результат по ИТочкам - «показатель участков», а руководитель предприятия может получать данные по ИТочке - «суммарный показатель предприятия», в котором будет итог по необходимым данным ИТочек цехов. Эти данные, также могут предоставляться нарастающим итогом по определенным промежуткам времени.
ИТочка имеет собственное требуемое/необходимое функциональное предназначение (информационное и информационно-исполнительное), а также реальное и/или виртуальное воплощение.
ИТочка представляет собой пространственную виртуальную точку на ИМодели, в реальном воплощении которой предполагается разместить информационное и/или информационно-исполнительное устройство и/или оценивать контрольный параметр частей одной ИМодели, например, соответствие готовой ПСД (проектно-сметной документации) ТЗ (техническому заданию).
ИТочка имеет собственное обозначение - уникальный код, состоящий из буквенно-цифровой комбинации, в которой последовательно отображаются бизнес-процесс, производственный процесс, технологическая операция и порядковый номер ИТочки.
ИТочка может предназначаться только для ИМодели этапа «проектирование», «строительство» или «эксплуатация» или быть переходящей из одной ИМодели в другую. Для примера рассмотрим трубопровод, состоящий из трех прямых участков, двух угловых фитингов и двух фланцев. Для Проектировщика каждая из частей это отдельные ИТочки - начала, конца и внешнего габарита, а в качестве атрибутива требования и материалу, условия монтажа, поставки и т.д. Для строителя нужны дополнительные реальные ИТочки обеспечивающие, например, получение прямого участка из нескольких труб стандартного типоразмера, устройства дополнительного оборудования используемого при монтаже, а также виртуальные, в частности, по поставщикам труб, фитингов или фланцев. При этом, например, один из фланцев пришел на строительную площадку в составе поставленного оборудования, а другой закуплен отдельно. Для эксплуатационника трубопровод представляет интерес только как участок коммуникации, т.е. он должен быть не поврежденным и пропускать нужное количество продукта. Для этого необходимы минимально две ИТочки оборудованные для этапа «эксплуатация» датчиками давления (расхода) данные по которым в начале трубопровода и в конце должны совпадать. Ремонт и наработка на отказ конкретного оборудования определяются в другой виртуальной ИТочки в которой суммируются необходимые критерии.
ИТочки могут предназначаться для основных (обеспечивающих этап ЖЦикла) или для внешних организаций или быть универсальными. Такой ИТочкой «интересной» сотруднику Ростехнадзора, из вышеприведенного примера, могут быть ИТочка - «качество сварного шва» между частями трубопровода. При этом, Ростехнадзор может иметь только часть соответствующей ИМодели, в формате объемного моделирования или других форматах.
ИТочки могут быть как стационарными, так и передвижными, например, ИТочка-радиометка для отслеживания логистических операций или приемо-передающее устройство сотрудника. Для передвижных ИТочек трехмерные координаты это переменная величина, которая передается в систему управления ИМодели с помощью: собственного датчика глобального позиционирования и/или через другую ИТочку, например, с помощью системы радиочастотной идентификации (RFID) и других систем позиционирования.
Основная задача системы из стационарных и передвижных ИТочек максимально-возможная функция по управлению данными для обеспечения эффективной организации бизнес-процесса. Для этого на этапе «проектирование» подробно рассматриваются все возможные рабочие варианты проектируемой технологии производственного процесса, в том числе критические и аварийные, алгоритмы действий персонала в рабочей и аварийной обстановке, в том числе и при выполнении плана ликвидации аварий (ПЛА). ИТочки делятся по этапам ЖЦикла, по различным организациям с учетом их оснащенности технологиями объемного моделирования и уровнем доступа, по принципам управления данными на подлежащих и не подлежащих долговременному хранению и т.д.
Оперативность и быстродействие работы с ИМоделями, а также уменьшение трафика обеспечивается передачей данных без использования технологий объемного моделирования по ИТочкам. Кроме этого, передаваемые данные делятся на данные долговременного хранения, которые в определенные промежутки времени копия ИМодели передает ИМодели на сервер Проектировщика, и данные, не подлежащие долговременному хранению. Данные и исполнительно-управляющие сигналы, подлежащие долговременному хранению, определяются Проектировщиком на этапе «проектирование» или, при необходимости, на этапе «строительство». Основным критерием данных долговременного хранения является их необходимость другим участниками ЖЦикла.
Сказанное можно проиллюстрировать примером, данные по ИТочке «дистанционное управление шлагбаумом въезда на территорию объекта» и второй ИТочке - «видеонаблюдение за зоной шлагбаума», не может являться информацией долговременного хранения, если только речь не идет о наработке шлагбаума на отказ или случая, повлекшего необратимые последствия. Иными словами, данные по двум ИТочкам, созданным по желанию для оперативного управления допуском на территорию, являются внутренним делом и не являются долговременно сохраняемыми, за исключением наработки на отказ, где временной интервал сохранения будет ориентироваться на сроки, указанные заводом-изготовителем.
Оперативность передачи данных в соответствии с определенными временными интервалами, минимальный объем передаваемых данных, а также работа всех организаций ЖЦикла с данными по ИТочкам обеспечиваются возможностями управления данными без участия технологий объемного информационного моделирования. Атрибутивные данные в понятии не атрибут - как часть формата, например IFS, а отдельный атрибутивный файл (другого известного формата), «привязанный» к ИТочки ИМодели на основе уникального кода. Эти отдельные атрибутивные файлы могут использоваться системой реализации способа как через ИМодель, т.е. с использованием технологий информационного моделирования, так и без этих технологий, напрямую, используя другое известное программное обеспечение для работы с этими файлами. Причем обработка атрибутивных данных позволяет предоставлять их для потребления в удобном виде, в том числе и автоматическом, например, в формате 2D /1D, формате СМС, сигналов, текстовом или табличном виде, с использованием цветовой гаммы и т.д. При этом в отличие от машиночитаемого формата, когда необязательно осмысление машиной воспринятой информации, машинопонимаемый формат возможен для организации автоматического пользования данными от ИТочки для контроля и анализа. Так, например, часть ИТочек может использоваться на этапе «проектирования» в виде контрольных (информационных) точек, например, для организации машиночитаемой или машинопонимаемой информации по критериям проекта со стороны ФАУ «Главгосэкспертиза», а на этапах «строительство» и «эксплуатация» для надзора со стороны других контрольных органов.
При этом внешние организации могут пользоваться технологиями информационного моделирования, а могут пользоваться непосредственно атрибутивными данными соответствующих ИТочек. Например, получив бумажную копию перечня проектируемых объектов и условий, обеспечивающих согласно требованиям экологическую безопасность будущего промышленного объекта. При этом различным внешним организациям может потребоваться различный атрибутив с одной и той же ИТочки, или с различным временным интервалом, например, с ИТочки - «касса-наличность» фискальный орган и вышестоящую организацию интересует движение за отчетный период, а инкассаторскую службу - ежедневной остаток. В соответствии с правом доступа каждая из организаций получает от ИМодели необходимую информацию в необходимые временные интервалы. Причем, для соблюдения секретности информация о размере наличности по согласованию с инкассаторской службой может поступать в зашифрованном виде или обезличено. Также возможен вариант, который сложно понять посторонним, например, информация о физической наличности в кассе необходимой для инкассации может поступать не в денежных единицах, а по весу или количеству мест инкассации. Удобна такая система будет и транспортникам, например, для организации товарных и пассажиропотоков.
Дополнительные или неучтенные при создании первой ИМодели ИТочки, которые необходимы на любом из этапов, создаются Проектировщиком по запросу заинтересованной организации, а реальное физическое воплощение в этих ИТочках относится к функции основной организации, обеспечивающей выполнение соответствующего этапа. При этом, «временно-прописываемые» ИТочки создаются на принципах программного сопряжения известных устройств в пределах реального объекта на основе взаимодействия этих временных ИТочек с ИТочками соответствующей ИМодели объекта. В качестве «временно-прописываемой» ИТочки может быть электронный гаджет посетителя, например, смартфон или выдаваемый гостю отеля/офиса электронный брелок или электронная багажная бирка и т.д.
Решаемая техническая проблема заключается в обеспечении возможности использования потенциала объемной информационной модели при переходе производственного объекта на этап «эксплуатация».
При этом решаемыми задачами изобретений являются:
а) хранение и управление структурированными данными (информационными потоками) всех этапов ЖЦикла на основе ИТочек, в том числе и в автоматическом режиме, а также в машиночитаемом и/или машинопонимаемой форматах;
б) сохранение полученных данных ИМоделей, как в форматах объемного моделирования, так и с использованием файлов других форматов, по принципу атрибутивных (не входящих в формат объемного моделирования) данных ИТочек, обеспечивая связь между ИТочками соответствующих ИМоделей и/или электронными устройствами в реальном воплощении ИТочек, в том числе на условиях подлежащих и не подлежащих долговременному сохранению данных;
в) обеспечение дальнейшего развития системы при возникновении новых задач по развитию производственного или бизнес-процесса при применении нового оборудования, программного обеспечения, в том числе с возможностью автоматического анализа и управления процессами.
Основой способа информационного моделирования бизнес-процессов ЖЦикла является принцип структурирования данных и информационных потоков на базе объемной информационно-исполнительной модели производственного объекта за счет использования принципа информационно-исполнительных точек.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей объемной информационной модели до уровня информационно-исполнительной модели, со структурированным сохранением информации по этапам ЖЦикла в виде адаптированных данных по виртуальным ИТочкам промышленного объекта, которые в реальном воплощении имеют информационные и/или информационно-исполнительные электронные устройства.
Техническая проблема решается способом информационного моделирования бизнес-процессов жизненного цикла производственного объекта, включающим:
• создание на этапе жизненного цикла «проектирование» информационно-исполнительной модели ИМодель-1 - «как спроектировано», в виде объемной модели, для планируемых бизнес-процессов этапов «строительство» и «эксплуатация» на основе требований и информации от участников последующих этапов жизненного цикла;
• выбор на модели ИМодели-1 виртуальных ИТочек, предназначенных для снятия и управления данными на этапах «строительство» и «эксплуатация», и для создания последующих ИМоделей, при этом:
- для выбора ИТочек структурируют, как минимум, одну технологическую операцию, как минимум, одного производственного процесса, который является частью бизнес-процесса, каждого из этапов жизненного цикла, при этом данные управления, исполнения и/или результата соответствующей технологической операции представляют в виде атрибутивных данных конкретных ИТочек, основополагающим параметром которых являются их трехмерные координаты,
- при этом количество и функциональное предназначение ИТочек определяют на этапе «проектирование» в зависимости от планируемых бизнес-процессов, и на основе нормативных требований и информации от участников этапов «строительство» и «эксплуатация», а также с учетом взаимодействия с внешними организациями,
• воплощение виртуальных ИТочек соответствующей ИМодели в виде реальных ИТочек за счет размещения на этапах «строительство» и/или «эксплуатация», на производственном объекте информационных или информационно-исполнительных электронных устройств,
• группировку ИТочек в цепочку, по крайней мере, одной технологической операции, как части, как минимум одного, производственного процесса, как части, по крайней мере, одного бизнес-процесса этапов жизненного цикла «строительство» и/или «эксплуатация», для контроля и управления информационно-исполнительными электронными устройствами со стороны соответствующей ИМодели в ручном и/или в автоматическом режиме, в том числе и удаленно, и в соответствии с правами доступа,
• разделение атрибутивных данных ИТочек этапов «строительство» и «эксплуатация» на подлежащих и не подлежащих долговременному хранению,
• организацию обмена информацией по актуализации данных в определенные промежутки времени между реальными и виртуальными воплощениями ИТочек ИМоделей, для этого:
- на этапе «строительство» создают ИМодель-2 - «как строится», за счет учета и сохранения данных, разнесенных по временной шкале с информационных и/или информационно-исполнительных электронных устройств, размещенных в реальных ИТочках этапа «строительство», для этого конечному варианту ИМодели-1 присваивают статус ИМодель-2 и хранят на сервере организации осуществившей этап «проектирование», а её копию передают организации осуществляющей этап «строительство» для внесения в неё изменений, осуществляемых в процессе строительства, при этом ИМодель-2 актуализируют в определенные промежутки времени, в том числе и удаленно, за счет передачи текущей информации от копии ИМодели-2 по ИТочкам, данные по которым подлежат долговременному хранению,
- при завершении этапа «строительство» и вводе объекта в эксплуатацию конечному варианту ИМодели-2 присваивают статус ИМодель-3 - «как построено»,
- на этапе «эксплуатация» создают ИМодель-4 - «как эксплуатируется», за счет учета и сохранения данных, разнесенных по временной шкале, с информационных и/или информационно-исполнительных электронных устройств, размещенных в реальных ИТочках этапа «эксплуатация», для этого копии ИМодели-3 присваивают статус ИМодель-4 и хранят на сервере организации осуществившей этап «проектирование», а её копию передают организации осуществляющей этап «эксплуатация» для внесения в неё изменений, осуществляемых в процессе эксплуатации, при этом саму ИМодель-4 актуализируют, в определенные промежутки времени, в том числе и удаленно, за счет передачи текущей информации от копии ИМодели-4 по ИТочкам, данные по которым подлежат долговременному хранению,
- при завершении этапа «эксплуатация» или определенного периода эксплуатации конечному варианту ИМодели-4 или её части присваивают статус ИМодель-5 - «как эксплуатировалось»,
• сохранение на сервере организации, осуществившей этап «проектирование», ИМодели-1, ИМодели-3 и ИМодели-5, а также ИМодели-2 и ИМодели-4 со всеми изменениями данных, которые сохранялись в определенные промежутки времени по ИТочкам, данные по которым подлежат долговременному хранению,
• взаимодействие всех ИМоделей организаций осуществляющих этапы «строительство» и «эксплуатация», а также ИМоделей внешних организаций, с ИМоделью этапа «проектирование» за счет передачи необходимой информации по соответствующим ИТочкам, по уровням и форматам запросов, в определенные промежутки времени и с учетом прав доступа,
• сохранение атрибутивных данных ИТочки соответствующей ИМодели отдельно от файла формата объемного моделирования и в виде файла формата отличного от формата объемного моделирования, при этом связывают сохраняемые данные ИТочки в базе данных ИМодели и её атрибутивные данные на основе уникального кода,
• управление атрибутивными данными ИТочек на основе уникального кода без использования технологий информационного моделирования,
• связь и передачу данных между, как минимум, одним реальным и виртуальным воплощением ИТочки соответствующей ИМодели, в том числе и удаленно, при этом используют форматы объемного моделирования или другие форматы,
• передачу внешней организации необходимой части копии соответствующей ИМодели, или ее упрощенной версии в другом формате, с определенным количеством и чередованием ИТочек, и информации по этим ИТочкам в необходимом формате, с необходимыми временными интервалами, в том числе машиночитаемом и машинопонимаемых вариантах, в соответствии с правом доступа, в том числе и удаленно.
При этом могут быть созданы дополнительные ИТочки для неучтенных технологических процессов. ИМодели хранят в виде файлов форматов информационного моделирования и атрибутивные данные в виде файлов других форматов в разных базах данных. Уникальный код ИТочки определяют как буквенно-цифровую комбинацию, которая последовательно отображает - бизнес-процесс, производственный процесс, технологическую операцию и порядковый номер ИТочки. В качестве датчиков и информационно-исполнительных устройств реальных ИТочек, используют существующие на промышленном объекте датчики и информационно-исполнительные устройства других систем управления. Связь и передачу данных осуществляют между, как минимум, одним реальным и виртуальным воплощением ИТочки соответствующей ИМодели, в том числе и удаленно, при этом представляют данные виртуального воплощения в двухмерном или одномерном виде (2D или 1D), в том числе и нарастающим итогом по определенным промежуткам времени, удаленно и с учетом прав доступа. Производственный или бизнес-процесс представляют в виде чередования ИТочек, в том числе и на упрощенных версиях ИМодели, в двухмерном или одномерном виде (2D или 1D), при этом каждая из ИТочек чередования содержит суммарные или аналитические данные от нескольких ИТочек, в том числе и нарастающим итогом по определенным промежуткам времени, удаленно и с учетом прав доступа.
Координаты ИТочки могут изменяться, что позволяет ИТочке быть передвижной. Технологическую операцию производственного или бизнес-процесса представляют в виде чередования ИТочек на упрощенных версиях ИМодели, в двухмерном или одномерном виде (2D или 1D). Связь с сервером для передачи данных осуществляют, как минимум, одной ИТочки через канал связи, по крайней мере, другой ИТочки. Для создания информационной модели ИМодели-1 используют, как минимум одну, ИМодель части проектируемого объекта, в виде ИМодели-6 - «как сделано», которая будет использоваться на этапе «строительство» в готовом виде, и в которой, на основе требований участников этапов жизненного цикла, и по необходимым ИТочкам, внесены и хранятся атрибутивные данные в статусе «как делалось». В качестве ИМодели-6 - «как сделано» используют информационную модель в виде, как минимум, одной ИТочки, по крайней мере, из одной базы данных, содержащей атрибутивные данные этой ИТочки.
Для реализации способа предложена система информационного моделирования бизнес-процессов жизненного цикла производственного объекта, включающая:
- основной сервер для поддержания работы ИМоделей-1-6 с базами хранения данных,
- вспомогательные сервера организаций осуществляющих этапы жизненного цикла «строительство» и «эксплуатация» для поддержания работы копий ИМоделей соответственно -2 и -4 с необходимыми базами хранения данных,
- сервера других управляющих систем организаций, осуществляющих этапы жизненного цикла «строительство» и «эксплуатация» и сервера внешних организаций соответствующего этапа жизненного цикла,
- аппаратные средства и средства связи по сопряжению серверов в единую сеть, в том числе и удаленно,
- вспомогательные сервера организаций осуществляющих этапы жизненного цикла «строительство» и «эксплуатация» с маршрутизаторами для обеспечения связи с электронными устройствами, которые находятся в реальных ИТочках производственного объекта для управления данными этой ИТочки,
- базы данных для хранения ИМоделей в виде файлов форматов информационного моделирования;
- базы данных для хранения атрибутивных данных по ИТочкам ИМоделей в виде файлов других форматов,
- информационные датчики и исполнительные устройства, установленные в информационных ИТочках с каналами связи и аппаратно-программным сопряжением с соответствующими серверами.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан способ взаимодействия ИМоделей на этапах ЖЦикла;
на фиг. 2 показана схема взаимодействия ИМоделей по ИТочкам на этапе «Строительство»;
на фиг. 3 показана схема взаимодействия ИМоделей по ИТочкам на этапе «Эксплуатация»;
на фиг. 4 принцип использования стационарных и передвижных ИТочек при строительстве объекта;
на фиг. 5 принцип использования стационарных и передвижных ИТочек при эксплуатации объекта;
на фиг. 6 система передачи информационных данных для реализации способа.
Позициями на чертежах показано:
1. Сервер Проектировщика - основной сервер системы;
2. Сервер организации осуществляющей этап «строительство»;
3. Сервер организации осуществляющей этап «эксплуатация»;
4. Производственные процессы этапа «строительство»;
5. Производственные процессы этапа «эксплуатация»;
6. ИТочки различных функционалов;
7. Промышленный объект;
8. Передвижная ИТочка «сотрудник организации»;
9. Стационарная ИТочка «камера видеонаблюдения»;
10. ИТочка контроля сырья;
11. ИТочка контроля полуфабриката;
12. ИТочка контроля готового продукта;
13. ИТочка управления первым «станком»;
14. ИТочка управления вторым «станком»;
15. Собственные электронные устройства системы;
16. Другие информационные датчики и исполнительные устройства объекта;
17. Маршрутизаторы;
18. Канал связи.
Сокращенные обозначения на чертежах: «ИМ» - ИМодель; А, Б, В и Г - технологические операции.
Общая схема взаимодействий всех ИМоделей ЖЦикла или их принадлежность основным организациям, реализующим каждый из этапов, показаны на фиг. 1. Варианты взаимодействий ИМоделей через системы ИТочек для этапов «строительство» и «эксплуатация» представлены на фиг. 2 и 3. На фиг. 4 и 5 рассмотрены конкретные примеры, на основе вариантов взаимодействий на этапах ЖЦикла фиг. 2 и 3. Система передачи информационных данных для реализации способа, представлена на фиг. 6.
Способ информационного моделирования бизнес-процессов ЖЦикла, состоящего из объектов непосредственно участвующих в производственных процессах, а также сопутствующих объектов, являющиеся составной частью соответствующего бизнес-процесса и влияющих на размер прибыли от бизнес-процесса, реализуют следующим образом:
• создают на этапе «проектирование» ИМодель, при создании которой учитывают пожелания различных организаций этапов «строительство» и «эксплуатация», а также требования НТД к проектируемым производственным процессам, составляющим бизнес-процесс производственного объекта. «Пожелания», требования НТД и технологические операции, составляющие отдельный производственный процесс общего бизнес-процесса, обеспечивают необходимым количеством и необходимого функционала виртуальными ИТочками, включенными в ИМодель. ИМодель имеет в своем составе заложенные наборы ИТочек, структурированные по технологическим операциям производственных процессов, таким образом, что бы можно было через соответствующую ИМодель управлять данными производственного процесса в необходимом объеме. ИМодель-1 может содержать, как минимум, одну ИМодель-6 - «как сделано» с ИТочками, наличие которых определенно техническим заданием (ТЗ) на готовое изделие, полученное изготовителем этого изделия в результате внешней закупки, в том числе и на основе конкурсных процедур. Например, требованием ТЗ может являться поставка оборудования и её ИМодель, на ИТочках которой в виде атрибутивных данных прикреплено видео сварки или этапов обработки скрытых полостей и т.д. Эти пожелания необходимо включать в состав тендерной (конкурсной) документации для контроля поставляемого изделия/оборудования. Причем ИМодель-6 в полной мере не должна являться информационно-исполнительной, т.к. создается по определённым требованиям и для контроля правильности и полноты выполнения скрытых работ и материалов, которые поставляются в виде готового оборудования или услуг. Также возможно, что ИМодель-6 предоставляет собой, как минимум, одну ИТочку, которая представляет собой атрибутивные данные, получаемые из сторонней информационной базы или справочника;
• созданную ИМодель после согласования и получения необходимых разрешений, а также выпуска бумажного варианта, в виде проектно-сметной документации (ПСД), сохраняют под названием ИМодель-1 - «как спроектировано» на сервере Проектировщика 1;
• для организации этапа «строительство» конечному варианту ИМодели-1 присваивают наименование ИМодель-2 - «как строится». Хранят ИМодель-2 на сервере Проектировщика 1, а её копию передают организации 2, осуществляющей этап «строительство», для внесения в неё изменений, осуществляемых в процессе строительства, при этом сама ИМодель-2 на сервере Проектировщика 1 актуализируется за счет вносимых текущих изменений организацией 2 по ИТочкам долговременного хранения данных. ИМодель-2 - «как строилось» содержит «картину» строительства изменений по ИТочкам долговременного хранения данных, по определенным промежуткам времени, за весь этап «строительство»;
• по завершению этапа «строительство» и получения разрешения на ввод объекта в эксплуатацию конечный вариант ИМодели-2 приобретает статус ИМодель-3 - «как построено» и сохраняется в неизменном виде, как и предыдущие ИМодель-1 и ИМодель-2, на сервере Проектировщика 1;
• для организации этапа «эксплуатация» копии ИМодели-3 присваивают наименование ИМодель-4 - «как эксплуатируется». Хранят ИМодель-4 на сервере Проектировщика 1, а её копию передают организации 3, осуществляющей этап «эксплуатация», для внесения в неё изменений, осуществляемых в процессе эксплуатации, при этом, сама ИМодель-4 на сервере Проектировщика 1 актуализируется за счет вносимых текущих изменений организацией 3 по ИТочкам долговременного хранения данных. ИМодель-4 - «как эксплуатируется» содержит «картину» эксплуатации по ИТочкам долговременного хранения данных, по определенным промежуткам времени, на всем этапе «эксплуатация»;
• результатом этапа «эксплуатация», в контексте информационного моделирования, является ИМодель-5 - «как эксплуатируется», но в отличие от этапа «строительство», где конечный вариант ИМодели-3 - «как построено» завершает этап «строительство», ИМодель-5 - «как эксплуатировалось» не обязательно означает немедленную ликвидацию объекта. Фиксация определенного периода этапа «эксплуатация» и на определенный период времени, в виде ИМодели-5 предназначено для фиксации данных, например, для реконструкции объекта или его части, при этом сама эксплуатация объекта и управление данными по ИТочкам может продолжаться. При этом, «капитальный ремонт» воспринимается в понятии - восстановление без изменений, поэтому проведение капитальных ремонтов на объекте не вносит изменений в статус, зафиксированный ИМоделью-3 при вводе объекта в эксплуатацию.
Одним из преимуществ способа является автоматическое, в большинстве случаев, управление данными через размещение или использование имеющихся, на этапах «строительство» и/или «эксплуатация» в ИТочках, реальных информационных или информационно-исполнительных электронных устройств. Эти электронные устройства контролируют выполнение технологических операций, производственных и/или бизнес-процессов и/или управляют исполнительными механизмами, в том числе, на основе удаленного доступа.
Взаимодействие различных по функциональному предназначению ИТочек на этапах «строительство» и «эксплуатация» показано, соответственно, на фиг. 2 и 3. ИМодель-1 содержит заложенные на этапе «проектирование» ИТочки различного функционала для бизнес-процессов 4 и 5, соответственно этапов «строительство» и «эксплуатация». Бизнес-процессы обеспечены ИТочками необходимых функционалов 6, где условное обозначение ИТочки со стрелкой на конце означает - исполнительно-управляющий сигнал, а с квадратом - получение информации. При этом ИТочки, данные по которым подлежат долговременному хранению, отличаются увеличенным размером символов обозначения от ИТочек, данные по которым не подлежат долговременному хранению. Бизнес-процесс 4 этапа «строительство» представлен в виде совокупности производственных процессов строительно-монтажных работ (СМР), состоящих из технологических операций А и Б. Бизнес-процесс 5 этапа «эксплуатация» представлен в виде совокупности производственных процессов, каждый из которых состоит из технологических операций В и Г. Принятое упрощение, по производственным процессам, каждый из которых состоит их двух (А-Б/В-Г) операций СМР и технологических операций, взято только в виде примера пояснения работы способа и системы. На фиг. 2 неиспользуемые бизнес-процессы этапа «эксплуатация» ИМодели-1 обозначены светлее, чем этапа «строительство», на фиг. 3 наоборот. Процессы на этапах фиг. 2 и 3 практически одинаковы, кроме одного, на фиг. 3 показана возможность управления ИТочками на копии ИМодели-4 непосредственно из ИМодели-4, т.е. из организации 1. Эта возможность необходима для обеспечения централизованного диспетчерского управления несколькими бизнес-процессами, имеющих ИМодели уровня ИМодель-4, из одного центра. Такая же возможность есть на этапе «строительство», но, как правило, центральное управление несколькими одновременно строящимися объектами возникает у крупного строительного холдинга - организация 2, при этом, из его центра можно управлять несколькими стройками, имеющих ИМодели уровня ИМодель-2. Для организации 1 и/или его центрального пульта управления, в большинстве случаев, достаточно информационного потока о ходе этапа «строительство». При организации по типу ЕРС-контрактования, схема фиг. 2 может быть пересмотрена с учетом центрального управления данными ИТочек подлежащих долговременному хранению.
Таким образом, основные ИМодели и их копии «живут» отличающимися «жизнями», что заключается в следующем - копия ИМодели оперирует данными процессов этапа, а основная ИМодель, как правило, оперирует только долговременно сохраняемыми данными.
Внешние организации, участвующие в ЖЦикле также могут получать и управлять данными, по необходимым ИТочкам и при этом в зависимости от формата данных иметь или не иметь ИМодели необходимых уровней. Управление данными ИТочек, со стороны внешних организаций, необходимо пояснить. Например, при чрезвычайных ситуациях можно принудительно, используя удаленный доступ через соответствующую ИМодель, управлять процессами для предотвращения или локализации аварии или проведения специальных мероприятий через внешнее управление исполнительными механизмами или получение информации от датчиков объекта с учетом их расположения на объемной модели. Если брать в качестве примера внешней организации охранную структуру ими спасательную службу, то по одним и тем же ИТочкам (дверь/ворота) им необходимо контролировать и обеспечивать блокировку или немедленную разблокировку используя ориентацию по трехмерной планировке объекта.
На фиг. 4 и 5 показаны принципы использования стационарных и передвижных ИТочек объекта 7 в контексте технологических операций А-Б этапа «строительство» фиг. 2 и операций В-Г этапа «эксплуатация» фиг. 3.
Общей передвижной ИТочкой является ИТочка - «сотрудник организации» 8 и его электронное устройство или гаджет, оснащенный технологиями спутниковой навигации, мобильной связи и/или системой радиочастотной идентификации (RFID) и т.д.
Общей стационарной ИТочкой является внешний контролирующий прибор, например «камера видеонаблюдения» 9.
Для этапа «строительство» рассмотрены два СМР-процесса:
1) установка ж/б плиты перекрытия, для чего используются ИТочки А-1 и Б-1, оснащенные, например, системами радиочастотной идентификации (RFID). При этом, для перспективной возможности применения малолюдных технологий на стройке этих ИТочек должно быть, по крайней мере, две на каждой плите, как показано, для контроля положения плиты на месте установки, причем «общаться» эти метки могут между собой по машинопонимаемым технологиям, например, m2m;
2) установка технологического оборудования, для чего используются ИТочки А-2 и Б-2, оснащенные, также, системами радиочастотной идентификации (RFID). При этом, место складирования технологического оборудования обозначено значком «станок» и ИТочкой складирования А-2, а место необходимой установки технологического оборудования обозначено таким же значком «станок», но светлее, это место оборудовано «принимающей» ИТочкой Б-2. Это обеспечивает логистическое отслеживание оборудования, материалов и техники на строительной площадке.
Для этапа «эксплуатация» рассмотрен один производственный процесс, состоящий из двух технологических операций В и Г, где ИТочки 10, 11 и 12 контролируют показатели, соответственно сырья, полуфабриката и готового продукта, а точки 13 и 14 управляют первым и вторым «станками».
На фиг. 6 показана система передачи информационных данных для реализации способа. Система использует собственные электронные устройства 15, расположенные в запроектированных ИТочках объекта 7, а также существующие на объекте 7 информационно-исполнительные датчики и устройства 16 при соответствующем аппаратно-программируемом подходе. ИТочки «общаются» с сервером соответствующей ИМодели через систему маршрутизаторов 17, а также других известных аппаратных средств с помощью известных каналов связи 18. При этом возможен вариант, когда реальная ИТочка передает и получает данные через канал связи другой реальной ИТочки, при этом они принадлежат одной ИМодели.
Система для реализации способа состоит из основного сервера 1, который является сервером Проектировщика. Сервер 1 имеет разделенные базы данных для хранения ИМоделей и атрибутивных данных ИТочек в виде файлов форматов отличных от форматов объемного моделирования. С помощью каналов 158 связи основной сервер 1 связан с вспомогательными серверами 2 и 3 организаций осуществляющих этапы «строительство» и «эксплуатация». Основной сервер 1 предназначен для работы со всеми видами ИМоделей, а вспомогательные сервера 2 и 3 работают только с копиями ИМоделей -2 и -4 соответственно. На серверах 2 и 3 также как и на сервере 1 имеются разделенные по типам хранимых файлов базы данных. Сервера 1, 2 и 3 обеспечивают взаимодействие с помощью каналов 18 связи с серверами внешних организаций по каждому этапу ЖЦикла соответственно. Все сервера связаны системой в единую сеть, в том числе и на основе удаленного доступа. Вспомогательные организации осуществляющие этапы ЖЦикла «строительство» и «эксплуатация» могут иметь свои управляющие системы для организации определенных бизнес-, производственных процессов или технологических операций. Информационные датчики и исполнительные устройства 16 этих систем, установленные на промышленном объекте 7, могут быть использованы, при необходимом аппаратно-программном сопряжении, в качестве своих ИТочек соответствующей ИМоделью. При этом, возможен вариант использования обработанной информации сервером системы установленной на промышленном объекте 7, в виде доступной для понимания сервером соответствующей копии ИМодели. С помощью маршрутизаторов 17 или других известных устройств сопряжения, установленных в реальных воплощениях ИТочек 15, информационно-исполнительные устройства имеют связь с соответствующим сервером 2 или 3, а через него с сервером 1. При этом в качестве каналов связи используют все известные способы связи.
Система реализации способа обеспечивает, как вариант, управление информацией по ИТочкам только по атрибутивным данным на основе уникальных кодов, без использования технологий информационного моделирования. Это обеспечивает ряд преимуществ группы изобретений, так:
- создание ИМодели на этапе «проектирование» происходит, как правило, в одной локальной сети, обеспечивающей с помощью программного обеспечения объёмного моделирования необходимую скорость передачи данных и необходимый уровень защиты информации. Для других этапов ЖЦикла это не всегда возможно, особенно для мобильных компьютеров и электронных гаджетов, например, смартфон или планшет. Выходом является предлагаемая передача данных по принципу передачи только атрибутива ИТочек. В такой ситуации необходимые данные по контролю или управляющему действию возможны в более простых вариантах, например, 2D - т.е. в виде схемы или технологической цепочки или группы ИТочек без прорисовки 3D графики, или даже в формате 1D - текущий показатель или исполнительно-управляющий сигнал по конкретной ИТочке. Сам гаджет кроме информационно-исполнительного устройства, подключенного в соответствии с правом доступа, к соответствующей ИМодели может выполнять функции передвижной ИТочки, по координатам которой можно отслеживать передвижение по 3D модели;
- структурирование и передача данных ИМодели на основе принципа ИТочек без использования технологий объемного моделирования устраняет другую проблему внедрения, когда необходимость «внедрения» технологий объемного моделирования сопровождается специальным техническим оснащением каждого рабочего места и чуть ли не повальным обучением информационному моделированию персонала организаций ЖЦикла, что очень выгодно производителям программного обеспечения. Группа изобретений дает возможность разумного компромисса и предоставляет «работать в полной мере» с технологиями информационного моделирования обученным специалистам, основная часть которых будет находиться у Проектировщика, а незначительная часть в строительной и эксплуатирующей организациях. Все остальные специалисты всех упомянутых и сторонних или внешних организаций могут работать с ИМоделью или необходимой её частью, используя другое известное программное обеспечение или бумажные копии частей ИМодели, даже не зная о существовании ИМодели в организации;
- возможности технологий информационного обмена позволяют пересмотреть некоторые вопросы организации труда и разделения обязанностей на производственном объекте, в том числе отход от классической схемы и поиск новых видов организации управления производством на основе малолюдных и безлюдных технологий. Заявляемая группа изобретений предлагает использовать огромный интеллектуальный «багаж», заложенный в ИМодель на этапах «проектирование» и «строительство» для этапа «эксплуатация», который позволит не только быть структурированным хранилищем, но «организатором» производственного бизнес-процесса в качестве информационно-исполнительной модели. При этом на этапе «эксплуатация» будут востребованы те знания, квалификации и компетенции, которыми уже обладают Проектировщики и которых иногда недостает эксплуатационникам. Это позволит организовать практически постоянный авторский надзор не только «строительный», но и «эксплуатационный», а постоянный (периодический) контроль производственного процесса и общение со специалистами эксплуатирующей организации даст самим Проектировщикам неоценимый опыт, который будет способствовать повышению качества работ. Такое сотрудничество взаимовыгодно позволит крупным холдингам, имеющим в своем составе проектные организации, например, Газпром, ЛУКОЙЛ и другие, организовать полный цикл «интеллектуального» управления производством, перераспределив часть технологических вопросов на специализированные проектные или научные подразделения.
Для реализации способа Проектировщик вынужден развивать новые компетенции и алгоритмы действий, которые позволят:
- для строителей, в необходимых объемах, прорабатывать графики СМР (уровень 4D) и сметы (уровень 5D), учитывать взаимодействия с поставщиками, подрядчиками, Инвестором, контролирующими органами и т.д., а также желаемым уровнем автоматизации выполнения работ этапа «строительство»;
- для эксплуатационников обеспечивать ввод в эксплуатацию (с пакетом необходимой документации) и возможность эксплуатации объекта с учетом соблюдения технологий и управления процессами, а также с удаленным контролем и управлением по уровням доступа, взаимодействием с внешними организациями и вертикальной структурой управления и т.д.;
- для внешних организаций максимально сократить время на взаимодействие и облегчить взаимообмен данных, в том числе в автоматическом режиме, а также машиночитаемом и машинопонимаемом форматах;
- для самого Проектировщика - это возможность получить новую функцию по технологическому сопровождению этапа «эксплуатация», своего рода авторский надзор по необходимым ИТочкам в необходимые периоды времени. Таким образом, эксплуатирующая организация может оптимизировать структуру управления и получить значительный экономический эффект, а проектная организация получить сведения по эксплуатации спроектированного объекта для, например, проведения заочного технического аудита. Это повышает ответственность Проектировщика и заставляет повышать качественный уровень выпускаемых проектов, а рынок проектных услуг постепенно должен очиститься от фирм-однодневок.
Предлагаемый способ имеет одну особенность - он делает производственный процесс прозрачным, как для структур вертикально-интегрированного холдинга, так и соответствующих государственных институтов.
Таким образом, группа изобретений предлагает формирование отличного от известных решений, подхода к информационному моделированию всего ЖЦикла. Это делает возможным более эффективно перераспределить функций управления производственным процессом. При этом предлагаемое понятие ИМодели (информационно-исполнительная модель производственного объекта) характеризует модель иного уровня организации информации, чем просто «проектно-строительная» объемная BIM-модель. Существенным плюсом внедрения является возможность организациям ЖЦикла «работать» с ИМоделью в той мере, в которой они к этому готовы, при этом, понимая, что уже имеющаяся ИМодель дает их предприятию огромные преимущества для развития, в том числе и доведения производственного процесса к использованию малолюдных технологий, технологий типа m2m (машинно-машинное взаимодействие) или искусственного интеллекта. Способ предполагает, что эксплуатирующее объект предприятие «отдает» или «оставляет» свою ИМодель Проектировщику, у которой она находится «под присмотром», не «устаревает», постоянно актуализируется и корректируется, т.е. является для эксплуатирующего предприятия - полезным активом. Система, реализующая предлагаемый способ, должна обеспечить возможность использования ИМодели, её техническую «привязку» и управление потоками данных по каждой технологической операции, каждого бизнес- или производственного процесса.
Задекларированные выше принципы и основные положения позволят реализовывать способ с помощью системы, на всем на протяжении этапов ЖЦикла объекта или комплекса объектов, используя в основе организации потоков данных объемную модель. При этом решаются многие технические задачи по строительству и эксплуатации, а также взаимодействие всех (основных и внешних) организаций участников. Таким образом, достигается технический результат группы изобретений по расширению функциональных возможностей объемной информационной модели до уровня информационно-исполнительной модели, со структурированным сохранением информации по этапам ЖЦикла в виде адаптированных данных.
Предложенные изобретения позволяют обеспечить информационное моделирование и фактическое управление бизнес-процессами этапа ЖЦикла на основе создания возможности взаимодействия ИМодели/ИМоделей этапа с различными организациями и процессами по принципу структурированного хранения и управления данными.