Основные концепции KKS кодирования при создании ЦИМ

Меня зовут Канцедалов Дмитрий, я методолог отдела методологии и сопровождения проектов ООО «БИМЭЙСТЕР ИНЖИНИРИНГ». В этой статье опишу специфику KKS кодирования при создании ЦИМ. В качестве введения предлагаю ознакомиться с термином ЦИМ и типовыми работами в рамках создания ЦИМ.

В настоящее время всё актуальней становится вопрос использования цифровых информационных моделей (ЦИМ) при проектировании сложных производственных объектов. В приказе Минстроя РФ от 31.12.2020 №928/пр под ЦИМ объекта капитального строительства определяют совокупность взаимосвязанных инженерно-технических и инженерно-технологических данных об объекте капитального строительства, представленных в цифровом объектно-пространственном виде. По сути ЦИМ представляет собой объектно-ориентированную трехмерную модель, включающую в себя ряд характеристик (визуальные, физические, функциональные и пр.) объекта и отдельных его частей в виде совокупности взаимосвязанных информационных элементов. Стоит отметить особый интерес к цифровому проектированию со стороны государственных органов, что связано с курсом, обозначенным Правительством РФ, по цифровизации экономики – внедрением цифровых и информационно-коммуникационных технологий в экономику. А капитальное строительство как раз та отрасль, которая сильно влияет на рынок труда, развитие экономики страны в целом и конкурентоспособность на международном рынке.

К типовым работам, выполняемым в рамках проекта по созданию ЦИМ Объекта, относятся:

1. разработка библиотек типовых 3D-элементов моделей зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования Объекта;

2. создание 3D-моделей зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования Объекта с необходимой атрибутивной наполненностью;

3. формирование цифрового технического архива Объекта;

4. разработка типовой структуры декомпозиции Объекта, составление базы данных оборудования (БДО);

5. создание 2D-моделей принципиальных схем электрических, структурных и пр.;

6. настройка связей БДО, элементов 3D и 2D-моделей между собой и с документами технического архива;

7. составление требований по обмену информацией EIR (более подробно описано в статье «Список желаний или как EIR приводит к взаимопониманию»).

На рисунке ниже представлена единая IT-система Объекта. В данном случае считаем, что для Объекта разрабатывается ЦИМ в объёме типовых работ (перечисленных выше), а также предполагается реализация «классической» пирамида управления (пирамиды компьютерной автоматизации) до уровня BI.

В основе IT-системы лежит БДО. Для составления базы данных оборудования (БДО) необходимо определить основные подходы к классификации, детализации, атрибутивной наполненности, системе наименований объекта и пр., а также определить основные термины в контексте структуры базы данных. Так, каждая единица оборудования (актив, техническое место…) должна иметь свой уникальной код (первичный ключ реляционной базы данных) и здесь встает вопрос о применении одной или нескольких систем кодирования оборудования. Причём в случае применения нескольких систем кодирования, коды одной из них должны являться первичными ключами и образовывать структуру/дерево БДО, а другие коды являться атрибутами элементов БДО. Т.о. один и тот же элемент, например предохранитель, можно идентифицировать с помощью нескольких уникальных кодов. На рисунке ниже синим цветом применена система кодирования на основе РТМ34-9АТЭП03-84, фиолетовым – система KKS кодирования, черным – диспетчерское наименование.

В данной статье акцентируем внимание на систему KKS кодирования. Система кодирования KKS, изначально разрабатываемая для объектов электроэнергетики, обладает большим функционалом и учитывает особенности оборудования ТЭС, ПГУ, ТС, АЭС, ГЭС. Наряду с маркировкой технологического оборудования, исполнительных органов (запорно-регулирующей, предохранительной, отсечной и т.п. арматуры), точек измерения, монтажных единиц, устройств АСУ, кабелей, зданий и сооружений система KKS позволяет маркировать алгоритмы и программы различного вида и назначения благодаря описанной методики кодирования входных, выходных и промежуточных сигналов этих алгоритмов. В стандарте KKS (версии Siemens) кодирования присутствует достаточно большое количество не описанных буквосочетаний, что делает систему довольно гибкой и позволяет адаптировать под конкретный Объект.

В стандарте KKS код состоит из 4-х секторов:

1. сектор 0 – объединяющий код (установка/объект в целом);

2. сектор 1 – функциональный код;

3. сектор 2 – агрегатный код;

4. сектор 3 – код части агрегата (код функционального элемента).

Для использования системы KKS кодирования важно определиться со структурой БДО. Вернёмся к рисунку с IT-системой объекта. На рисунке показано, что структура БДО должна быть релевантная ко всем программным продуктам в рамках единой IT-системы. Так, для EAM (enterprise asset management system) системы характерно разделение БДО на две связанные таблицы, где в одной таблице закодированы все технологические позиции (расположение оборудования в соответствии с функциональными особенностями), а в другой активы (единицы оборудования). При такой структуре (см. таблицу ниже) код технологической позиции состоит из 0, 1, 2-го сектора. Таблица активов будет состоять из кодов 3-го сектора, где в качестве нумерации частей агрегатов может использоваться больше символов в зависимости от детализации и количества оборудования. Так, для преобразователя избыточного давления в аккумуляторном баке сетевой воды код технологической позиции «Давление сетевой воды в АБ» 00NDE01CP001, а код актива «Датчик избыточного давления» -B0001.

 Для ERP системы (enterprise resource planning system) типовая структура БДО состоит из технических (технологических) мест и код может состоять как из 0, 1, 2-го сектора, так и из 4 секторов в зависимости от целесообразности детализации. Например, для ручной задвижки код будет иметь вид 00LBA50AA151, для электрифицированной задвижки – 00LBA50AA001KA01, т.к. в этом случае необходимо закодировать редуктор 00LBA50AA001MG01 и электродвигатель 00LBA50AA001-M01.

При создании ЦИМ нескольких однотипных Объектов в рамках одной организации следует предусмотреть расширение сектора 0 кода для детализации объектов и основного оборудования каждого объекта. Как вариант, добавить сектор B и А перед сектором 0 кода, где сектор «B» – уровень объекта (D₁-D₃), сектор «A» – уровень  основных систем объекта (H₁, H₂). A – латинская прописная буква, исключая I и O; N – арабская цифра.

Нумерация функционального кода и кода части элемента – сквозная, нумерация агрегатного кода для определенного вида оборудования формализована. В стандарте KKS формализована нумерация оборудования КИПиА (см. рис. ниже), арматуры, трубопроводов и кабелей. Для удобства идентификации разных видов оборудования на уровне агрегатного кода описывают нумерацию, например выключателей (АВ, разъединители, контакторы, предохранители и т.д.).

Нумерацию секторов кода 1-3 можно адаптировать под структуру оборудования в случае большого количества однотипных единиц, например для стоек внутри шкафов, рассредоточенных в разных корпусах здания.

Буквосочетания функционального и агрегатного кодов (1, 2 секторы кода), свободные для использования в стандарте KKS, адаптируют под конкретный Объект.  Сектор 3 кода используется в случае большого количества функциональных систем >100 в рамках одной комбинации F₁F₂F₃ функционального кода, либо для детализации оборудования для связи «родитель-потомок».

Особое внимание стоит уделить методике KKS кодирования зданий и сооружений (ЗиС). В стандарте KKS вместо агрегатного кода используется код для обозначения координаты ряда, координаты оси, № этажа, № помещения. Также может применять структура со сквозной нумерацией помещений внутри здания. При создании ЦИМ методика KKS кодирования ЗиС детализируется для охвата стен, полов, потолков, дверей, оконных блоков, лестниц и пр.  Применяется несколько структур кода, что однозначно не идентифицирует код ЗиС по количеству символов. В качестве буквы на месте F₁ всегда используют U. Сектор 2 кода может служить как для обозначения строительных конструкций здания/сооружения (фундамент, каркас, лестница, вентшахта, кровля и пр.), так и для обозначения помещения здания/сооружения:

• разряд А₁ предназначен для записи буквенного кода помещения (R – для непроизводственных зданий, T – для производственных);

• разряды, составляющие позицию A_N, предназначены для записи цифрового кода помещения (при кодировании помещения по номеру) или цифровой оси здания (при кодировании помещения по координатам);

• сектор 3 кода предназначен для разделения помещения на отдельные конструкции.

 В случае уже принятой нумерации помещений на Объекте позиция A_N заполняется в соответствии с принятым номером помещения. При кодировании помещений сектор 3 кода используется для кодирования отдельных строительных конструкций. Например, для обозначения дверей к коду помещения добавляется буква «D» и номер двери, согласно принятой нумерации дверей на Объекте (00UYB91R1136D1). Строительные конструкции здания/сооружения в целом имеют структуру кода схожую с технологической позицией, состоящую из функционального и агрегатного кода, где на месте буквы A₁ всегда U.  Например, 01UBY05UQ100 – фундамент здания UBY05.

Выводы

При создании ЦИМ Объекта методику кодирования KKS необходимо адаптировать как под специфику моделируемого объекта, так и с учётом проектируемой, либо существующей IT-системы Объекта. Детальная проработка методики KKS кодирования, основные концепции которой представлены в статье, обеспечит корректную взаимосвязь БДО-3D-2D-технический архив.