Wie teste ich Atomkraftwerke?

    Wir haben uns daran gewöhnt, dass Tests mit einem einzigen Tastendruck gestartet werden. Überprüfungen werden automatisch bei jedem Commit durchgeführt, Statistiken werden ohne Beteiligung des Testers erfasst und Fehler werden im halbautomatischen Modus gestartet. Im Allgemeinen sind wir es gewohnt, Software- und System-Engineering-Technologien auf unsere Software-Projekte anzuwenden. Stellen Sie sich nun vor, Sie müssen den Betrieb eines Kernkraftwerks testen. Es ist nicht nur notwendig, die Software zu testen, sondern auch alle Komponenten zu testen.

    Natürlich kann niemand zuerst eine Station bauen und dann die Stützwand transportieren, da das Lüftungssystem in der aktuellen Konfiguration nicht installiert werden kann. Daher gehen die Prozesse der realen Welt immer mehr auf die "Figur" über. Wie gefällt Ihnen der Kommentar zum Commit "Hauptmauer 2 Meter nördlich verschieben"? Bei der Planung und Erprobung von Kernkraftwerken wird ein vollständig digitaler Ansatz verwendet: Es wird ein Informationsmodell erstellt und ein klassisches V-Modell des Lebenszyklusmanagements angewendet. Somit wird das KKW in ein replizierbares und vollständig digitales Objekt umgewandelt. Der Test und Start moderner Kernkraftwerke erfolgt in digitaler Form, und erst danach beginnen die Bauarbeiter mit der Installation mit denselben digitalen Modellen.

    In diesem Artikel erfahren Sie, was ein modernes Informationssystem ist, wie die Entwicklung und Erprobung von Kapitalobjekten am Beispiel von Kernkraftwerken funktioniert.


    Das Material basiert auf der Interpretation des Berichts von Vyacheslav Alenkov , Direktor für Systemtechnik und Informationstechnologien der Atomstroyexport Engineering Company (ASE) von unserer Dezember-Konferenz Heisenbug 2017 in Moskau.

    In diesem Artikel werde ich darüber sprechen, wie wir Informationsmanagement-Technologien verwenden, um verschiedene Arten von Prozessen beim Bau großer Kapitalanlagen zu testen (in unserem Fall handelt es sich dabei um Kernkraftwerke). In Anbetracht der Tatsache, dass die weltweite Einführung digitaler Technologien beim Kapitalaufbau im Gange ist und diese Technologien zunehmend verschiedene Branchen durchdringen, einschließlich der physischen Welt, werden auch IT-Technologien in diesem Bereich aktiv einbezogen.

    Kleine Einführung: Atomstroyexport (ASE)- Dies ist ein Unternehmen, das eine technische Abteilung der staatlichen Körperschaft Rosatom ist. Wir sind für die Planung, Beschaffung / Lieferung und den Bau nahezu aller Kernkraftwerke in Russland und im Ausland in mehr als 15 Ländern der Welt verantwortlich. Mehr als 90% unserer Projekte sind der Bau und die Gestaltung von Stationen im Ausland. In dieser Hinsicht berücksichtigen wir die besten Anforderungen, die Best Practices internationaler Regulierungsbehörden, die Standards und Regeln internationaler Kunden festlegen.

    In vielen Ländern ist das Thema der Anforderungen an die "Zahl" sehr hoch. Viele Kunden brauchen bereits nicht nur ein Bauobjekt aus Beton / Eisen, das - hier steht es - im Feld. Nun müssen Sie ein digitales Modell übergebenAnlage, die später während des gesamten Lebenszyklus des Kernkraftwerks leben wird. Die Station ist für 5-10 Jahre im Bau, dann wird sie 60 und mehr Jahre betrieben, dh alles, was wir (unter Berücksichtigung der Stilllegung von bis zu 100 Jahren) unternommen haben, wird dann in der entsprechenden Anlage genutzt. Zur gleichen Zeit, wie Sie wissen, ändert sich fast jedes Jahr in der IT aus technologischer Sicht drastisch etwas, und wie man es für 100 Jahre vorhersagen kann, ist natürlich ein großes Problem.

    Das Kernkraftwerk ist bis heute wahrscheinlich eines der komplexesten Objekte, das die Menschheit in Bezug auf die Komplexität des Objekts, die Anzahl der Teilnehmer und die Sicherheit dieser Objekte erstellt. Daher sind diese Objekte ohne digitale Technologie fast unmöglich zu bauen. Nun stellen die Kunden (trotz der Tatsache, dass das Objekt komplex ist) jedes Mal die Forderung, das Objekt "noch schneller" und "noch billiger" zu bauen, während wir gleichzeitig 30 derart komplexe Objekte in verschiedenen Ländern der Welt erstellen und entwerfen und ein solches Informationsangebot ohne digitale Informationen verwalten Technologie ist unmöglich. Die grundlegenden Parameter sind beispielsweise Hunderttausende von Positionen unterschiedlicher Ausrüstung, und jede Position selbst ist ein komplexes Planungsobjekt. Dies sind Zehntausende einzigartiger Ausrüstungsklassen, Dutzende und Hunderttausende digitaler Anforderungen am Eingang (ich werde später noch ausführlicher darauf eingehen), dies ist ein Informationsmodell, das Hunderttausende, manchmal Millionen von Elementen enthält, die untereinander verbunden sind - und dies ist nicht das Endprodukt: Das Modell ist immer noch "fließend". es verändert sich, eine große Anzahl von Teilnehmern arbeitet gleichzeitig mit diesen digitalen Informationen, es kommt zu einer großen Anzahl von Kollisionen zwischen ihnen, und es ist sehr wichtig, den gesamten Prozess in einer zusammenhängenden Art und Weise zu steuern, damit dies alles nicht verschwinden kann. Natürlich gibt es Probleme im Zusammenhang mit der Vorbereitung von „Containern“ zum Speichern dieser Informationen, Erstellen von Verknüpfungen zwischen Elementen, zum Akzeptieren / Prüfen / Testen aller Vorgänge im Entwurfsprozess. In der Entwurfsphase entstehen die meisten Informationen über das Objekt, und erst dann ändert es sich in der Konstruktionsphase.



    Informationsmodell und V-Modell


    Eine der ersten Stufen ist die Erstellung eines Informationsmodells , das natürlich das Konzept von 3D beinhaltet. (Das 3D-Modell ist einfacher zu verstehen, da alles visuell dargestellt wird.) Wir sprechen über das Informationsmodell, da 3D Teil der Informationen ist: Es gibt eine Vielzahl verschiedener mathematischer Daten und Attribute. Nehmen Sie ein Element, zum Beispiel eine Pumpe (die, wie gesagt, Hunderttausende): Jeder von ihnen hat einige Attribute, die dieser Pumpe eigen sind, und diese Attribute ändern sich während des gesamten Lebenszyklus. Dieses Informationsmodell ist eigentlich eine einzige Quelle der Wahrheit, an die sich jeder wendet, diese Informationen verwendet und in seinen Aktivitäten verwendet, wenn er so große Objekte wie ein Kernkraftwerk entwirft.

    Dementsprechend wird um das Informationsmodell herum ein einziger Informationsraum geschaffen , der allen Teilnehmern den Zugang zu diesen Daten ermöglicht, Änderungen, die er selbst oder einige andere Projektteilnehmer, die geografisch verteilt sind, nachverfolgt, und das einzige, was sie zusammenbringt, ist diese Information das Modell

    Ein wichtiger Punkt sind die Anforderungsmanagementprozesse und Konfigurationsmanagementprozesse . Die meisten dieser Prozesse stammten zu einem Zeitpunkt aus dem Management von Projekten, die vom Software-Engineering auf das System-Engineering verlagert wurden (dies betrifft die großen in der physischen Welt erstellten Engineering-Objekte).

    Wahrscheinlich kennt jeder das Konzept des "V-Modells" - tatsächlich wird die Software auch nach dem V-Modell entwickelt: Anforderungen werden gebildet, die nächste Stufe ist die Architektur, dann der Entwurfsprozess (Design, Konstruktionsdesign) und dann die Implementierungsphase ein Objekt erstellen Und dann gibt es einen umgekehrten Upstream-Prozess, wenn Sie verschiedene Prozesse testen, durchführen müssen, die mit Verifizierung, Annahme, Verifizierung und letztendlich an den Kunden übergeben werden, der sicherstellen muss, dass er genau das erhält, was er sich vorgestellt hat. Daher gibt es zwei Prozesse - Verifizierung und Akzeptanz. Ich denke jeder weiß, wie sie sich unterscheiden. Bei der Überprüfung handelt es sich um eine formale Einhaltung der technischen Aufgabe: Sie hatten 500 Wünsche - wir haben jeden Wunsch erfüllt, und das ist, wir haben 500 erfülltformale Antworten. Und zur Akzeptanz gehört auch die Kundenzufriedenheit , das heißt, Sie haben nicht nur alles formal erledigt, sondern er hat wirklich das bekommen, was er wollte. Daher sind beide Prozesse wichtig.



    Das V-Modell ist so breit, weil in der modernen Welt niemand darauf wartet, dass eine Phase abgeschlossen ist (z. B. die Anforderungsentwicklung) und Design und Fertigung beginnen. Wenn Sie den Schnitt (t, Zeit) betrachten, zeigt die gerade rote Gerade, dass sich das Projekt gleichzeitig in mehreren Phasen des Lebenszyklus befindet, d. H. irgendwo anders, vielleicht ist der Kunde mit den Anforderungen festgelegt, irgendwo ist die Projektentwicklung bereits in vollem Gange, und irgendwann haben sie angefangen, eine Fundgrube zu graben (da alles klar ist, gibt es bereits ein Projekt usw.) d.) In dieser Hinsicht sind also noch höhere Anforderungen an die Koordination der Projektbeteiligten zu stellen, da Sie das Ende der Phase nicht erwarten. Tatsächlich bezogen sich diese Themen auf agile Ansätze mit Agile - sie werden jetzt aktiv während der Bauphase genutzt.

    Was bedeutet das horizontale rote Oval: Tatsächlich konzentriert sich der gesamte Wert des Projektmanagements (ein großes Projekt, das vielleicht sogar zunächst einmal umfasst ist) direkt in diesem Oval. Alles darüber ist die Rolle des Kunden.: Es bildet eine Idee, manchmal sehr abstrakt, manchmal formalisiert, und dann führt es das Produkt zum Betrieb. Alles unter dem Oval kann aus verschiedenen Auftragnehmern, Teilnehmern, Lieferanten und einigen Partnern bestehen. Die Mitte des Ovals ist das Hauptmerkmal, d.h. müssen in der Lage sein, mit dem Kunden zu sprechen und die Anforderungen richtig zu formulieren; Es ist notwendig, sie richtig zu zerlegen und sicherzustellen, dass sie alle von allen gleich verstanden werden (es gibt formale Kriterien, wie diese Anforderung getestet werden kann). Man sollte in der Lage sein, die Aufgabe der unteren Teilnehmerschicht (z. B. allen Auftragnehmern oder Softwareentwicklern) zuzuordnen, damit diese klar formuliert ist und nichts verloren geht. Und auf der rechten Seite sollten Sie in der Lage sein, alles andersherum zu tun, dh Arbeit anzunehmen, die Einhaltung dieser Anforderungen zu testen,

    Ein weiterer solcher allgemeiner, theoretischer, vielleicht Aspekt: ​​Wahrscheinlich kennt jeder das klassische Projektverwaltungsdreieck, wenn drei Parameter angegeben werden müssen: Zeit, Kosten und Qualität im Projekt. Standard-Witz: "Wählen Sie zwei beliebige". Bei der Verwaltung des Zeit- und Kostenmanagements sind seit langem alle Technologien erfunden worden, d. Best Practices anwenden, Technologien und Techniken erlernen. Die Hauptprobleme, die sich im Projekt ergeben, hängen jedoch immer mit der Qualität zusammen.. Aus meiner Erfahrung (und ich habe ziemlich viel Erfahrung in verschiedenen Richtungen und Branchen): Es gibt immer Probleme mit der Formulierung der Anforderungen, die dann am Ende des Projekts auftauchen oder etwas falsch gemacht, falsch geprüft, getestet und getestet wurde dies hat sich in der nächsten stufe herausgebildet. Daher muss bei der Arbeit an einem Projekt jetzt der Schwerpunkt auf die Qualität gelegt werden. Sie können mit Qualität arbeiten, internationale Standards (ISO 9000 usw.) verfügen über eine standardisierte Dokumentation, die den Qualitätsbegriff beschreibt.

    Es gibt jedoch zwei weitere Technologien, die besagen: Sie müssen Anforderungen und Konfiguration verwalten. Es ist sehr wichtig, diese beiden Praktiken in guter Qualität zu haben und zu verfolgen, insbesondere bei großen Projekten. Diese Entwurfs- und Konfigurationsprozesse sind eigentlich das Qualitätsmanagement des gesamten Projekts.

    Für Kapitalbauprojekte, zum Beispiel ein Kernkraftwerk, ist es sehr wichtig, dass Sie über ein detailliertes Informationsmodell verfügen, d. H. Fast alles ist jetzt auf die Figur übertragen: Wenn Sie etwas nicht in digitalen Technologien getan haben, wird mit großer Wahrscheinlichkeit ein Fehler in der Bauphase auftreten. Zum Beispiel schneiden sich Lüftungsrohre und Lüftungsrohre, die mit einem Feuerlöschmittel verbunden sind, irgendwo, und Sie werden es nicht in einem Computer finden, wo es möglich war , es sehr kostengünstig und schnell zu reparieren.Wenn all dies bereits erledigt und vermasselt wurde, wurde echtes Geld ausgegeben und Sie müssen etwas kaputt machen, umgestalten, manchmal muss sogar etwas in Bezug auf Projektgenehmigungen geändert werden - dies wirkt sich sofort auf die Kosten und die Fristen aus. Daher ist es sehr wichtig, viele Dinge in einer virtuellen Umgebung zu testen . Wenn wir ein Objekt erstellen / erstellen, testen wir es zweimal: Zum ersten Mal machen wir den digitalen Zwilling vollständig in der Informationsumgebung und überprüfen den Betrieb der Systeme, die mit der Konstruktion und dem Entwurf verbundene Arbeit; Das zweite Mal, dass die erste Prüfung bestanden wird, ist in der realen physischen Welt. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt, denn nun ist es aus Sicht der Physik der wichtigste Trend: Im Computer wird viel getan.

    Früher zum Beispiel, wie das Flugzeug hergestellt wurde: Entworfen, dann eine Vielzahl von Feldtests durchgeführt (Aerotube, riesige Modelle), alles wurde ausgeblasen, dann wurde das Flugzeug gebaut, es wurde getestet - es dauerte viele Jahre ... Die Aufgabe war gestellt - könnte es virtuell sein Umgebung, d.h. so dass das erste gebaute Flugzeug sofort abheben und gemäß den festgelegten Eigenschaften fliegen konnte. Diese Aufgabe wurde nun gelöst: Die meisten Flugzeuge sind komplett in einem Computer konstruiert und werden dort auch getestet, bis alle Flugeigenschaften getestet sind und dann die korrekte Produktionsaufgabe gegeben ist und die Steuerung des Fertigungsprozesses erfolgtso dass alles virtuellen Modellen entspricht - und das allererste Flugzeug, das entsprechend den Eigenschaften gebaut wurde (es ist klar, dass einige Feinabstimmungen vorgenommen werden, aber es gibt nicht so viel Kritik wie zuvor).

    Eine ähnliche Situation ist jetzt beim Kapitalaufbau zu verzeichnen: Fast alles sollte in einer virtuellen Umgebung ausgeführt werden. Erst dann sollte während der Bauphase die Aufgabe bestehen, zu überprüfen, ob das reale Gebäude dem entspricht, was Sie im Computer gezeichnet haben, und dass alles genau dafür getan wurde Technologie. Als Beispiel gibt es sogenannte technologische Schemata : Wir modellieren das PhysischeBei den Prozessen der Geräte sehen wir, wie sie sich in einer bestimmten Umgebung verhalten, wie sie Flüssigkeit / Gas pumpen usw. - all dies wird in einem Computer simuliert, der sich auf 3D bezieht.



    Es ist sehr wichtig, dass Sie in diesem Informationsmodell nichts in 3D verlieren: Sie zeichnen ein Diagramm, es funktioniert für Sie auf eine bestimmte Art und Weise und der Computer überprüft, ob Sie ein Ventil oder ein Rohrstück nicht wirklich vergessen Sie müssen verfahrenstechnisch sein. Jetzt prüft der Computer viele Dinge für den Designer. Sie können sagen: "Bitte, legen Sie die Pfeife von hier in diesen Winkel" und ein Computer mit bestimmten Regeln legt die Pipeline fest. Vielleicht denken Sie aus Science-Fiction-Filmen daran, wie der Prozess des Entwerfens von Objekten dort gezeigt wird: Ein großer Flachbildschirm hängt heraus, und dort entwirft jemand ein paar Wolkenkratzer mit mehreren Zeichen - wir sind tatsächlich nahe an diesen Technologien. Es ist wichtig

    Anforderungsmanagement




    Ein wichtiger Prozess ist, wie gesagt, das Anforderungsmanagement . Wenn ein Kunde am „Eingang“ zu uns kommt, insbesondere ein qualifizierter, gibt er uns keine klassische technische Aufgabe (Talmud auf Papier „eine Station zusammenbauen“), sondern eine Datenbank mit digitalen Anforderungen . Dies sind etwa 15 bis 20.000 Anforderungen, von denen jede ein formalisiertes Erscheinungsbild hat. Die Aufgabe besteht darin sicherzustellen, dass diese Anforderungen während des Projekts erfüllt werden, d. H. Das Projekt wird auf die Einhaltung dieser Anforderungen geprüft. Und der Kunde sagt: „ Alles auf der BühneDas Erstellen eines Objekts, das Entwerfen eines Objekts, jedes Mal, wenn Sie mir beweisen, dass Sie dieses Objekt im Namen der Erfüllung der Anforderungen ausführen, und nicht innerhalb von fünf Jahren etwas erfinden, um ein nicht konformes Projekt zu realisieren. Sie müssen über ein Informationssystem verfügen, in das ich jederzeit einsteigen kann, und sehen, dass alle Aktionen, die Sie ausführen, in gewisser Weise mit der Erfüllung der Anforderungen zusammenhängen, die ich an Sie gestellt habe. “

    Es ist wichtig, dass diese 15-20 Tausend - dies ist nicht die endgültige Voraussetzung. Ja, sehr oft klingen sie, wie es scheint, unhöflich, sehr einfach - zum Beispiel „um einen solchen Standard zu erfüllen“. Tatsächlich stellt dieser Standard jedoch eine Vielzahl von Anforderungen auf der nächsten Ebene dar, und eine der ersten Aufgaben besteht darin, die letzte letzte Anforderung zu erreichen, die bereits berechnet / gemessen werden kann. Und sehr schnell verwandeln sich diese 15-20.000 in Hunderttausende. Sie verstehen, dass es ohne Informationstechnologie fast unmöglich ist.

    Darüber hinaus benötigen Sie für jede Anforderung ein Testprogramm, eine Testmethodik, eine große Anzahl von Projektteilnehmern, die geografisch verteilt sind, und gerade dies (wenn wir über das horizontale rote Oval des V-Modells sprechen) ist der Hauptwert des Qualitätsprojektmanagements.

    All dies geschieht vor allem durch die Technologie, mit Anforderungen zu arbeiten - sie leben über den gesamten Lebenszyklus. Wenn Sie zum ersten Mal die Anforderungen prüfen, wenn Sie Informationsmodelle erstellen, entwickeln Sie Projektdokumentation. Sie sagen: "Schauen Sie, wir haben ein digitales Modell des Objekts erstellt und es entspricht Ihren Anforderungen." In dieser Phase gibt es Tests, Abnahmen, Überprüfungen - der Kunde sagt: "Ja, großartig!". Dann die zweite Stufe, wenn Sie mit dem Kauf von Ausrüstung beginnen und auch die entsprechenden Anforderungen für Hersteller, Ausrüster (bereits über eine bestimmte Größe) festlegenein Stück Eisen, das für dieses Projekt geeignet ist), und überprüfen Sie, ob es wirklich im Werk hergestellt wird, da Sie es in Ihrem Modell so entworfen haben, dass es den Grundanforderungen entspricht. In der nächsten Phase erfolgt der Konstruktionsprozess, wenn all diese Drüsen, Pumpen, Ventile zum Objekt kommen und Sie ein komplexes Objekt von ihnen sammeln, wie von einem großen Konstruktor. Aber es gibt Hunderttausende solcher Elemente, und alle müssen irgendwie miteinander verbunden und überprüft werden. Und bereits zu diesem Zeitpunkt wird die Fertigungstechnologie geprüft , der technologische Prozess selbst wird getestet. Wenn das Objekt bereits erstellt ist, testen Sie - und funktioniert es so, wie Sie es ursprünglich im Informationsmodell entworfen haben?

    Konfigurationsverwaltung




    Als nächstes folgt der Prozess der nächsten Komplexitätsstufe - dies ist der Prozess des Konfigurationsmanagements . Es ist eigentlich sehr einfach. Ideologisch gibt es drei Entitäten, die Sie im Projekt verwalten:

    • was Sie tun wollten, d.h. die ursprüngliche Idee, die Anforderungen und alle grundlegenden Nachrichten, die angezeigt wurden, bevor Sie mit der Erstellung Ihres Objekts begonnen haben;
    • was Sie denken und tun, d.h. alles, was Ihr Objekt beschreibt: Zeichnungen, Informationsmodelle, Dokumentation - eine virtuelle Beschreibung eines physischen Objekts;
    • in der Tat ist das Objekt, das Sie in Beton oder in Metall gebaut haben.

    Der Konfigurationsverwaltungsstandard sagt eine einfache Sache: Sie müssen sicherstellen, dass alle diese drei Elemente jederzeit zueinander passen. Dann stellt sich heraus, dass Sie das Objekt entsprechend den Anforderungen qualitativ erstellt und beschrieben haben, was Sie tatsächlich getan haben und was Sie tatsächlich beschrieben haben. Wenn Sie jedoch, wie gesagt, Hunderttausende von Anforderungen, Millionen von Elementen in einem Projekt, Tausende von Teilnehmern haben, dann den Prozess steuern und sicherstellen, dass die Elemente einander entsprechen, wird dies zu einer Megakomplex-Aufgabe, die informationstechnisch erst aus praktischer Sicht betrachtet wurde. : Schließlich sollte es keine wissenschaftliche Sache sein, sondern eine praktische, gewöhnliche Leute, einfache Designer und Installateure sollten diese Technologie verwenden. Wir haben jetzt diese Technologie,



    Hier ist das Tag- Dies ist das zentrale Element des Systems, die Konstruktionsposition (mit anderen Worten die Pumpe, das Ventil). Woraus Ihr Objekt besteht. In unserem Fall sind dies Hunderttausende von Elementen - jedes Element ist mit einer Reihe von Merkmalen, Attributen, d. H. Es hat Eigenschaften im Zusammenhang mit der Physik (schwer, leicht, rot, weiß usw.), mit seinen Parametern (wie schnell es die Flüssigkeit pumpt), im Allgemeinen, was dieses Objekt tut. Er hat eine Beschreibung, damit Sie einen Kauf tätigen können. Zunächst wissen Sie nicht einmal, um welche Art von Pumpe es sich handelt und welche Art von Anlage sie produzieren wird. Sie wissen nur, dass sie Flüssigkeit von einem Ort zum anderen pumpen muss. Dies ist ein charakteristisches Merkmal. Und nur dann wird es mit einigen Elementen überwachsen, die zeigen, dass es sich um ein bestimmtes Produkt handelt. Sie sollten wissen, wo sich dieses Element befindet:physisch - auf welcher Etage, in welchem ​​Engineeringsystem, in welchem ​​Gebäude, dh es ist auch eine Menge von Parametern, die die geografische Position bestimmen. Es gibt viele solcher Parameter. Es entsteht ein Netzwerk aus semantisch miteinander verbundenen verschiedenen Attributen, die in das Datenmodell eingefügt werden, wodurch alle Projektbeteiligten die Konfigurationsprozesse später verwalten können.

    Das Bild unten zeigt ein Beispiel: Zuerst denken Sie, dass dies eine Art „Ding“ ist (wie der Designer meint: „Es muss etwas geben, was Flüssigkeit mit diesem Tempo von diesem Punkt zu diesem Punkt pumpt“). Im zweiten Schritt werden einige Parameter angezeigt (Beispiele im Bild sind orange hervorgehoben). Dann geht es weiter zur nächsten Phase des Projektlebenszyklus, in der Sie verstehen, dass es eigentlich zwei Teile geben sollte, weil Sie eine Reserve benötigen (wenn einer bricht, sollte der zweite Teil enthalten sein) usw. Es gibt ein logisches Schema: Es gibt eine Reihe von Parametern, die zu diesem Zeitpunkt für dieses Element charakteristisch sind. Dann gehen Sie zur nächsten Stufe, in der Sie sagen: "Ja, jetzt verstehe ich, dass Sie tatsächlich eine Pumpe sind, kein Ventil. Sie haben solche und solche Eigenschaften und ich kann anfangen zu kaufen." Und am Ende kaufen Sie ein bestimmtes Element, ein bestimmtes Stück Hardware kommt mit einer Seriennummer an, die besagt: "Ich bin nicht nur eine Teekanne - ich bin ein Teekannenhersteller für diese und diese Nummer" - und dies ist ein weiteres Merkmal. Dies ist ein Beispiel für die Bewegung eines Elements im Lebenszyklus.



    Wie ich bereits sagte, gibt es Hunderttausende solcher Elemente, die gleichzeitig ein eigenes Leben führen, und es bedeutet, dass Sie dieses riesige Informationsmodell als Elefanten betrachten - einerseits haben Sie einen Schwanz gesehen, andererseits - Kofferraum und jeder sieht dieses Modell von seinem Glockenturm aus. Es ist sehr wichtig, alle miteinander in Einklang zu bringen und zu sagen: "Im Moment ist ein solches Stück dieses Modells für uns wichtig." Es gibt sogenannte Konfigurationszeilend.h. Sie sagen: Obwohl wir hier eine Million Elemente haben, sind diese 25.000 für uns heute wichtig - und wir verfolgen sie, wir wollen, dass sie ihre Parameter nicht verletzen. Und die folgenden Elemente treten erst in der nächsten Stufe auf, ansonsten ist dieser Vorgang einfach unkontrollierbar. Konfigurationslinien sind genau das, was es Ihnen ermöglicht, eine so große Datenmenge gleichzeitig im Kopf zu behalten.



    In der Praxis testen


    Zum Beispiel sagen wir über ein Kernkraftwerk, dass es ein Informationsmodell hat, und wir denken daran: Dann wird diese Anlage betrieben, sie verfügt bereits über betriebliche und technologische Prozesse (sie muss elektrische Energie erzeugen, nach bestimmten Prinzipien arbeiten). . Dementsprechend gibt es ein Steuerinformationssystem , das dieses Objekt dann verwaltet. Beim Entwerfen und Erstellen des Objekts selbst entwerfen und erstellen Sie parallel zum V-Modell ein automatisiertes Prozesssteuerungssystem für das Objekt.dass du baust Dieses System durchläuft auch die relevanten Phasen des Lebenszyklus. Das Kernkraftwerk ist mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die verschiedene Informationen generieren, die in ein Computernetzwerk eingebunden sind. Dementsprechend müssen Sie auch ein Objekt entwerfen und testen: Gibt es wirklich Steuersignale für diese Aktuatoren, wie Sie es im Computer beabsichtigt haben? ; wird es später nicht passieren, dass Sie durch Drücken der Taste nicht etwas öffnen, sondern schließen. Dieses Element wird in einem Computer als klassisches Objekt getestet. Anschließend wird jedes Engineeringsystem separat getestet. Anschließend wird das gesamte Objekt als Ganzes getestet, und es wird ein mehrstufiger Ansatz für die Übernahme der Ergebnisse der durchgeführten Arbeit erhalten. Gleichzeitig ist es sehr wichtig, dass die meisten Tests im Computer durchgeführt werden.



    Das Bild zeigt ein Beispiel: ein Teil des Bedienfelds eines Kernkraftwerks. Dies ist ein Modell, in dem die Arbeit aller Algorithmen, die dann auf einem realen Objekt stehen, mathematisch geschützt ist - und Sie die Leistungsfähigkeit dieser Elemente im Voraus testen. Da darüber hinaus die Aufgabe sehr komplex ist, der gesamte Service - Betrieb (Menschen , die dann hier sitzen und Entscheidungen treffen) im Voraus all abarbeiten , ihre Fähigkeiten, Verhaltensweisen, Reaktionen auf einige Ereignisse, wie auf dem Simulator Ebene Computerspiel (aber nur echt). Dies ist auch ein Testelement, da die Mitarbeiter getestet werden, wie sie auf relevante Ereignisse reagieren. In der virtuellen Welt kommen also viele Dinge vor .

    Der nächste Schritt ist die Bauphase, die Erstellung des Objekts selbst. Wenn Sie das Feld bereits betreten, fangen Sie an zu graben, betonieren, garen Metall usw. Hier ist ein sehr wichtiger Punkt: Sie sollten im Voraus auch viele Dinge im Computer simulieren: Sie sollten die Reihenfolge der Vorgänge sehen und verstehen, dass diese große Pumpe wirklich in diese Öffnung passt, in diese Tür (und nicht so, wie es tatsächlich geschieht: Sie haben es mitgebracht, es kann jedoch nicht gezogen werden, da kleinere Türen vorhanden sind). Ein alltägliches Beispiel: Sie brachten ein Klavier mit nach Hause, aber es passte nicht in die Tür. Wenn Sie ein Kernkraftwerk bauen, sollte dies grundsätzlich nicht der Fall seinObwohl Sie solche Klaviere zu Hunderttausenden haben, ist es ohne Computermodellierung, das Überprüfen aller Routen und Abfolgen von Operationen nahezu unmöglich. Dies bedeutet, dass die Anlage einige nicht standardmäßige Entscheidungen treffen muss (was nicht korrekt ist). Daher haben wir eine Technologie zur Modellierung des Bauprozesses entwickelt .



    Kräne, Maschinen und Mechanismen sind im Bild keine Bilder, sondern kinematische Modelle.und sie haben einen Mathematiker im Haus, was zeigt, dass er diesen Kran gegeben hat, ob er wirklich diese dimensionale Last auf diese Reichweite des Pfeils heben und dorthin bringen wird, wo er es braucht. In der Tat beziehen sich alle Technologien auf Computerspiele, sie werden seit langem im praktischen Bereich eingesetzt. In diesem Fall testen wir zum Beispiel den Standort der Ausrüstung auf der Baustelle, denn wenn sie falsch eingesetzt wird, dauert es Monate der Nacharbeit. Dies ist eine riesige Eisenmechanik, sie müssen sofort richtig angeordnet werden.

    In ähnlicher Weise, aus der Sicht der Abfolge der Vorgänge: Für wen, wozu? Kochen wir zuerst die eine oder andere Pfeife - die gesamte Abfolge muss getestet werden. Dies wird von verschiedenen Organisationen durchgeführt. Wenn Sie dies nicht zentral (in einem Computersystem) getan haben, kommt es zu einer großen Anzahl von Widersprüchen zwischen ihnen.



    Das Bild ist flach, aber die Bedeutung ist wie folgt: Unten rechts ist eigentlich die Programmierung der Arbeit des Installateurs, um eine bestimmte Operation auszuführen, die Reihenfolge dessen, was er tun soll (täglich nach Zeitplan, manchmal nach Stunden). Bei einem Zeithorizont von 5 Jahren ist die Tagesplanung jedoch eine ziemlich detaillierte Planung. Tatsächlich programmieren wir den Arbeitsprozess der Installateure vor Ort und sollten auch in der Computerumgebung getestet werden.

    Digitalisierte Konstruktion


    Tatsächlich ist der Trend so, dass immer mehr Dinge, einschließlich Roboter, ersetzt werden. Wenn Sie sich das BMW-Werk ansehen, in dem Autos hergestellt werden, gibt es praktisch keine Menschen. Vor einigen Jahren war es unmöglich. Wie läuft das? Dies war aus meiner Sicht nur möglich, weil das alles digitalisiert wurde. Wenn ein Computer Schach spielen kann, ist es kein Problem, eine Maschine für ihn herzustellen, wenn alles korrekt digitalisiert, algorithmisiert und überprüft wurde.

    In der Kapitalbautechnologie gibt es einen ähnlichen Trend. Seit vielen Jahren gibt es 3D-Drucker, die zu Hause einfach gedruckt werden können, obwohl es ein hohes, mehrstöckiges war. Es ist klar, dass dies nicht am Beispiel eines Kernkraftwerks möglich ist, aber dies ist der Trend. So fängt es an: Der Computer hat gelernt, Dame zu spielen, nachdem eine bestimmte Anzahl von Jahren Schach gelernt hat, d. H. Der Trend ist unvermeidlich - je mehr Sie digitale Technologien einführen, Prozesse und Algorithmen einrichten, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass weniger intelligente Arbeit von einem Computer ausgeführt wird.



    Im Bild eines der Beispiele: Wir programmieren die Arbeit der Installateure vor Ort - es gibt geeignete Werkzeuge, IT-Mechanismen. Ein Beispiel (unten links) ist, ähnlich wie bei einem mobilen Zahlungsterminal, ein derartiger vandalensicherer Kiosk, der direkt in der Baugrube oder auf dem Objekt in Beton, in Metall, alles in Staub und mit angemessenem Schutz steht. Jeder Installateur kann zu ihm gehen, sein Passwort eingeben, das dreidimensionale Modell des Objekts sehen, das er jetzt tun sollte, eine Aufgabe auf dem Tablet ausdrucken oder auf sich selbst kopieren, diese Arbeit ausführen, sich notieren, was er getan hat, zurückgehen und die Arbeit übergeben. Zuvor musste er dafür beispielsweise zum Hauptsitz gehen, der einen Kilometer vom Objekt entfernt ist - jetzt passiert alles direkt auf dem Gelände. Und es kommt immer näher: Bald werden diese Monitore nicht mehr benötigt. Die Person erhält das alles direkt auf dem Tablet. Während wir solche Dinge einsetzen, weil dort sehr viel Beton und Metall ist, funktionieren moderne Kommunikationsnetze nicht immer und es gibt keine Einschränkungen mehr. Die jüngere Generation gibt es jetzt grundsätzlich nicht ohne Smartphone oder Tablet. Diejenigen, die jetzt zu Erbauern werden, arbeiten bereits leise mit Computertechnologien in der Datenbank, im Prinzip werden sie keine Grafiken mehr benötigen, vielleicht gibt es genug Simulator in einem Computer, der zeigt, was, wo und warum eine Person etwas tun sollte. Es ist schneller als das Zeichnen von Grafiken in der alten Art und Weise. die sich jetzt zu Bauherren entwickeln, arbeiten leise mit Computertechnologien in der Datenbank, im Prinzip werden sie keine Grafiken mehr benötigen, vielleicht gibt es genug Simulator in einem Computer, der zeigt, was, wo und warum eine Person etwas tun sollte. Es ist schneller als das Zeichnen von Grafiken in der alten Weise. die sich jetzt zu Bauherren entwickeln, arbeiten leise mit Computertechnologien in der Datenbank, im Prinzip werden sie keine Grafiken mehr benötigen, vielleicht gibt es genug Simulator in einem Computer, der zeigt, was, wo und warum eine Person etwas tun sollte. Es ist schneller als das Zeichnen von Grafiken in der alten Weise.



    Wenn wir weiter ziehen, finden Sie hier ein Beispiel aus der Station Rostov, das wir im sogenannten Visual Modeling Studio in Betrieb genommen haben. In der Tat ist dies ein technisches 3D-Kino. Wenn Sie eine Brille aufsetzen und sich grob gesagt im Kernkraftwerk befinden, können Sie Rohrleitungen um sich herum sehen, Sie können sie sogar verschieben, umplanen (mehrere Personen machen es gleichzeitig), Sie können die Abfolge der Vorgänge sehen, testen, ob wird dieses oder jenes Element übergeben. Hier finden verschiedene komplexe Besprechungen statt: Anstatt zu einem Objekt zu gehen, das beispielsweise in Bangladesch gebaut wird, können sich alle Spezialisten aus der Ferne verbinden und die aktuelle Situation in der Einrichtung sehen, sie mit dem virtuellen Modell vergleichen und dem Team Lösungen vorschlagen Der Moment ist auf dem Platz. Dies ist eine verteilte virtuelle Realität, auch ein Element eines Computerspiels, das jedoch in technische, praktische Tätigkeiten übertragen wird. Sie leben nicht nur in einem Computerspiel - Sie schaffen wirklich einen Wert, bauen ein ernsthaftes großes Objekt und wenden absolut dieselben Fähigkeiten an, die Sie zum Beispiel beim Programmieren oder beim Computermodellieren verwendet haben.



    Das Bild zeigt zum Beispiel die Installation des Reaktorbehälters, eines der Hauptelemente des Kernkraftwerks. Das alles rechts und unten ist eine virtuelle Simulation . Der Körper wiegt etwa 330 Tonnen, ist ein ziemlich schweres Element, man muss ihn auf den nächsten Millimeter montieren, und er darf auf keinen Fall verzerrt werden. Dann werden riesige Pipelines angeschlossen, in denen auch die Grade aller Verbindungswinkel reguliert werden, sonst geht alles nicht nach Projekt. Und natürlich wird dies alles in einem Computer modelliert: Operationen, Kräne werden modelliert, und das Objekt wird an der erforderlichen Stelle installiert, an der zum Beispiel Laserscanning und -tests ausgeführt werden - und haben wir wirklich alle Parameter erfüllt, die wir anfänglich im Projekt festgelegt haben? ?



    Im Bild ein weiteres Beispiel: In einem Stadium der Konstruktion markieren Sie zur Überwachung des Baufortschritts die Punkte im Computerinformationsmodell, die Sie im Hinblick auf den Arbeitsfortschritt verfolgen möchten. Und dann eine sehr einfache Technologie - an diesen Punkten wird ein kugelförmiges Foto bei 360 Grad gemacht (dies überrascht jetzt auch niemanden), es wird mit einem Punkt aus dem 3D-Modell kombiniert (Sie können sich umdrehen, scrollen, schauen) und rechts davon Um dies zu sehen, musste man aus Sicht des Modells zu diesem Zeitpunkt etwas tun, und auf der linken Seite sehen Sie ein reales Foto von dem, was gerade auf der Baustelle passiert. Und Sie können gemäß dem Plan sehr schnell vergleichen, ob dies abläuft oder nicht, ob Abweichungen oder keine Abweichungen vorliegen. Zuvor mussten Sie eine Vielzahl von Vergleichsoperationen durchführen - sehen Sie sich die Dokumente an, vergleichen Sie sie mit dem Zeitplan -, und jetzt können Sie innerhalb weniger Minuten die Bewegung des Projekts sehen und aus der Ferne sehen, d. H. Sie müssen nicht physisch zu diesem Objekt gehen wie die Dinge tatsächlich passieren Unten - der Schieberegler in der Zeit, wenn Sie ihn durchblättern, haben Sie einen "Film" über die Vorgänge - sowohl im Modell als auch im wirklichen Leben.



    Wie ich bereits gesagt habe, ist demnach nicht nur die Modellierung wichtig, sondern auch die Überprüfung nach Beendigung der Arbeit. Viele Dinge werden nicht "mit dem Auge" erledigt, wenn Sie gekommen sind und gesehen haben - ja, Sie legen wirklich die Ausrüstung an oder gießen Beton, aber Sie haben keine formellen Kontrollmöglichkeiten. Jetzt gibt es solche Werkzeuge - Sie können das Objekt mit einem Laser scannen und feststellen, dass es wirklich nicht von seinen Achsen abweicht. Darüber hinaus ist es jetzt mit Hilfe von Drohnen möglich, wenn nicht über Objekte im Gebäude, sondern auf dem Gelände gesprochen wird. Die Technologie entwickelt sich aktiv: Eine Person muss nicht einmal laufen und verschwendet Zeit, wenn das Objekt groß ist. Außerdem können Sie regelmäßig - im automatisierten Modus - Drohnen eingeben, starten und mithilfe eines Algorithmus starten, der scannt und tatsächlich Informationen darüber liefert, ob Abweichungen vorliegen Was ist derzeit in Ihrem Modell? Es gibt entsprechende andere Steuerelemente innerhalb des Objekts, dieselben sphärischen Panoramen - so dass Sie tatsächlich ein Stück des automatisierten Steuerungssystems (automatische Steuerung, Testen, Sprechen Ihrer Sprache) erstellen, unabhängig davon, ob Sie das, was Sie ursprünglich als Projekt programmiert haben oder nicht Form des Informationsmodells.

    Zusammenfassend möchte ich sagen, dass angesichts der totalen Digitalisierung der physischen Welt (und der Trend wird immer deutlicher sichtbar), die Fähigkeiten, die jetzt in der IT-Branche entwickelt werden, einschließlich Tests, immer aktiver werden, um die reale physische Industrie zu durchdringen. Und in dieser Hinsicht möchte ich vielleicht sogar das Potenzial der Technologie freisetzen. Wenn wir beispielsweise Mitarbeiter einstellen, nehmen wir sehr viele Ingenieurspositionen an, jedoch aus der IT-Branche, weil es manchmal einfacher ist, einen Ingenieur aus einem IT-Spezialisten zu machen, als einige Ingenieure, um die Fähigkeiten dieser Kultur, flexible Ansätze usw. zu übertragen, obwohl dies der Fall ist Natürlich nicht immer der Fall.
    Wenn Ihnen dieser Bericht gefallen hat, beachten Sie bitte: Vom 6. bis 7. Dezember kommt Heisenbug wieder nach Moskau. Es wird nützliche Tipps geben, erstaunliche Geschichten, und die Welten von Testern und Entwicklern kommen wieder in Kontakt. Sie können den aktuellen Status des Programms (und, falls gewünscht, ein Ticket kaufen) jederzeit auf der Konferenz- Website einsehen .

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