Aktuální vydání

celé číslo

12

2022

Automatizace výrobních, montážních a balicích strojů a linek

Elektrické, pneumatické a hydraulické pohony

celé číslo

COMOS pomáhá zvyšovat kvalitu a produktivitu projektování energetických zařízení

Ve firmě Doosan Škoda Power pomohlo multiprofesní inženýrské prostředí COMOS od firmy Siemens zvýšit produktivitu inženýrské práce na projektech energetických zařízení dodávaných zákazníkům po celém světě až o 30 %. O tom, proč se firma rozhodla právě pro COMOS a co jí nový systém přinesl, jsme hovořili s vedoucím engineeringu Jaromírem Čihákem.

Pane Čiháku, jste vedoucím oddělení engineeringu pomocných provozů parních turbín. Čím přesně se vaše oddělení zabývá?

Pomocné provozy parní turbíny jsou, zjednodušeně řečeno, všechno, na co se turbína připojuje. Takže v mém oddělení jsou strojní inženýři, kteří dělají návrh procesního zapojení, 3D model, návrh a výpočet potrubí včetně pevnostních výpočtů, únavové analýzy, specifikují armatury, které potom nakupujeme, a tak dále.

Potom máme elektroinženýry, kteří specifikují generátor a navrhují vývody generátoru, transformátor buzení a transformátor vlastní spotřeby. Měli jsme i projekty včetně vyvedení výkonu až do rozvodny. To je součástí naší práce jen výjimečně, ale umíme to.

Dalším oddělením je měření a regulace. Jedna část se zabývá provozním měřením – definováním všech měřicích bodů, rozsahů, přesností a podmínek a nákupem snímačů. Na stavbě potom mají na starost instalaci všech snímačů a pohonů včetně jejich kabeláže, oživení a uvedení do provozu.

Ještě máme oddělení automatizace, které se zabývá specifikací a nákupem řídicího systému a programováním. Mají to těžší o to, že nemáme jeden preferovaný řídicí systém, ale musíme respektovat, co požaduje zákazník.

 

Odkud jsou vaši zákazníci?

Z celého světa. Namátkou, nedávno jsme pro dánského zákazníka realizovali velký projekt energetického zdroje na biomasu zahrnující turbínu a celou strojovnu včetně napájecích čerpadel, parovodů a dalších součástí. Jiný zdroj na biomasu jsme realizovali ve Švédsku nedaleko Stockholmu. Hodně našich zákazníků je z kategorie EPC – Engineering, Procurement, and Construction. To jsou firmy, které se zabývají kompletní dodávkou elektráren nebo tepláren: kotle, turbíny, strojovny, odsíření a tak dále.

Když se podíváme mimo Evropu, realizovali jsme velké projekty v Jižní Americe, například v Chile, Kolumbii, Uruguayi. Teď například chystáme projekt z oblasti papírenského průmyslu v Paraguayi.

 

Jak se taková složitá zařízení projektovala, než jste zavedli Comos? Jaký byl výchozí stav?

Ten byl hodně zajímavý. Měli jsme asi osmdesát uživatelů a spoustu typů inženýrských softwarů. Některé byly nakoupené, hodně jich bylo vyvíjených vlastními silami: různé nadstavby softwaru AutoCAD, makra v Excelu, databáze v Accesu. Na tvorbu algoritmů se používal software NSD, který fungoval pod MS DOS. Až do roku 2013. To tam snad raději nepište, nebo jen jako zajímavost, jak prehistorický software se tu používal. V takovém prostředí byla automatická výměna dat zkrátka nemožná. Jedno oddělení vytisklo výkres, schéma nebo rozpisku, inženýři v něm zakroužkovali změny a druhé oddělení si podle toho upravovalo svou dokumentaci.

 

To zase není takový dávnověk, změnové řízení se v mnoha firmách ještě dělá s červenou tužkou v ruce.

Jenže potom nikdy nemáte konzistentní data. Vydáte revizi procesního schématu, přidáte pět měření, ale v seznamu měřicích bodů se změna objeví třeba až za několik týdnů. O mnoha změnách se tak pracovníci dozvědí třeba až na stavbě. Výsledkem je nízká efektivita, stres a chyby.

 

Je jasné, že s nekompatibilitou systémů jednotlivých oddělení, kterou popisujete, jste spokojení být nemohli. Co s tím?

Copak my, horší bylo, že s tím nebyli spokojení naši zákazníci. Jeden můj kolega to zhodnotil tak, že naše dokumentace nevypadá jako od profesionální firmy. A měl pravdu. Když si koupíte auto nebo pračku solidní značky, dostanete k nim srozumitelný, jazykově a graficky dobře upravený manuál bez chyb. A takhle naše dokumentace prostě nevypadala.

Navíc obrovská chybovost znamenala, že se mnoho věcí muselo dodělávat a předělávat až na stavbě. To s sebou neslo zvýšené náklady a prodloužení termínů.

Motivace ke změně tedy byla zřejmá: zajistit dostupnost všech dat projektu, aby byla na jednom místě, v jedné databázi, a zrychlit tok dat mezi odděleními. Odhadoval jsem, že projektanti trávili až 30 % pracovní doby hledáním dat, telefonováním a komunikací s kolegy.

Snahou tedy bylo mít jednotnou databázi dat se všemi informacemi o projektu, včetně údajů ze všech ostatních oddělení. Všechna data se ověřují, zadávají do systému a potom se s nimi může pracovat.

Proto jsme v roce 2014 vyhlásili výběrové řízení na nový inženýrský software.

 

Jaké byly vaše požadavky?

Měli jsme několik základních požadavků, například aby na centrálně uložených datech mohlo současně pracovat několik uživatelů, aby administrátor měl možnost bezpečně řídit přístupy k centrálně uložené databázi, aby bylo možné definovat uživatelská práva, aby všechny práce probíhaly online a nemusely vznikat žádné lokální meziverze. Navíc jsme chtěli, aby systém bylo možné přizpůsobit našim požadavkům, abychom si mohli doprogramovat vlastní moduly, abychom mohli konfigurovat návaznosti na další software.

Zásadní pro nás byla možnost vytvořit rozhraní na systémy Aveva, které používáme pro 3D modelování.

Velmi důležitá pro nás byla také detailní správa a trasování změn.

Podstatným požadavkem bylo rovněž to, aby v systému už byly připravené základní moduly pro jednotlivé profese.

 

Co přesně to znamená?

Vezměte si třeba potrubní komponenty. Když uděláte všechny kombinace tvarů, rozměrů a materiálů, dostanete se například k půl milionu komponent, z nichž potom konstruktér skládá potrubí. U turbíny jde o potrubí od atmosférického tlaku do 15 MPa při teplotě média od 150 do 650 °C, proto je komponent tolik. My jsme chtěli, aby alespoň základní databáze, symboly a knihovny byly k dispozici, protože to výrazně zkrátí a zjednoduší implementaci.

 

Ještě jste měli nějaké speciální požadavky?

Jak už jsem uvedl, zákazníky máme po celém světě, takže jsme požadovali, abychom mohli pracovat v různých jazykových verzích, ale také podle různých norem a v různých fyzikálních jednotkách.

 

Proč jiné softwary ve výběrovém řízení neuspěly?

Už jsem mluvil o tom, že některé by pro nás znamenaly začínat od nuly, protože neměly žádné základní knihovny. Problém byl i s požadavkem spolupráce různých profesí na jednom projektu. Některé softwary umožňují například navrhnout rozváděč a elektrická schémata a jsou na to skvělé, ale pro multiprofesní práci nejsou vhodné.

 

A jak to vycházelo cenově?

O ceně jsme se pochopitelně také bavili a pro některé dodavatele to byl kámen úrazu, protože nám nedokázali odpovědět na jednoduchou otázku, kolik bude stát licence pro uživatele, který potřebuje nakreslit procesní schéma nebo schéma zapojení. Od firmy Siemens jsem odpověď dostal. Comos není zrovna levný, ale jednání firmy Siemens je férové. Transparentnost nabídky pro nás byla důležitým krité­riem, s nímž měli někteří dodavatelé problém.

 

V čem vám firma Siemens ještě vyšla vstříc?

Siemens a chomutovská firma Desin, která nám Comos jako integrátor dodávala, měly tým zkušených techniků, kteří nám s implementací velmi pomohli. Hlavní bylo, že velmi dobře pochopili, co chceme: že si systém chceme sami přizpůsobit na míru, že nechceme řešení na klíč, u kterého bychom spoustu času strávili už jen tvorbou zadání – že chceme otevřený software, který si sami budeme umět upravit, jak potřebujeme.

 

Jak potom probíhala implementace?

To se musí dělat po kouskách. Nemůžeme zastavit všechny práce a poslat projektanty domů, aby za měsíc mohli začít pracovat s novým softwarem. Problém je, že u takového postupu nejsou výhody na první pohled patrné. Takže jsme vždycky kousek udělali, konstruktéři nám řekli, že je to hrozné a že to po­užívat nebudou, a tak jsme jim museli vysvětlit, že to používat budou, a pokračovali jsme dál.

Začali jsme implementací na typová schémata zapojení měření. V těch se navrhuje odběrové místo, armatura s pěticestným ventilem, impulzní potrubí, převodník, kabel do sdružovací skříňky a tak dále. Všechny tyto komponenty jsme zavedli do Comosu. Nyní stačí pro daný typ a rozsah měření vybrat typové schéma zapojení, zadat ho do projektu v Comosu a jako výsledek dostaneme kusovník, kde je shrnuto, kolik bude celkem třeba převodníků, armatur, kabelů a tak dále. To je důležité pro stanovení ceny a pro komunikaci s dodavatelem, protože dříve jsme takto přesné zadání nebyli v této fázi projektování schopni dát. Comos nám umožňuje jít do větších detailů a vytvářet pro dodavatele přesnější zadání.

 

Říkal jste, že v některých odděleních nebyl Comos přijímán bez výhrad. Bylo těžké přimět projektanty, aby změnili zavedený způsob práce?

Připadali mi jako tesař, který má tolik práce, že nemá čas nabrousit si pilu. Ale hodně mě podpořili vedoucí jednotlivých oddělení, kteří výhody Comosu pochopili rychle. Oni sami věděli, kde je tlačí bota, a sami zjistili, jak jim Comos pomáhá: práce je rychlejší, výstupy jsou kvalitnější, ubylo dohadování o správnosti a aktuálnosti dat.

Jak funguje v praxi týmová multiprofesní spolupráce?

Uvedu příklad: ventil s pohonem. Strojní inženýr potřebuje, aby splňoval jeho požadavky na návrhový tlak, průtok, teplotu, světlost potrubí a materiál. Elektroinženýr potřebuje specifikovat parametry pohonu, výkon a napětí, a technik MaR potřebuje definovat řídicí signály. To všechno se musí sejít v jednom objektu. Právě tohle Comos umožňuje, to je pro nás jeho velká výhoda.

 

Co přinesl Comos pro změnové řízení?

To byl velký krok vpřed. Dřív muselo navazující oddělení čekat na oficiální schválení změn a teprve potom s nimi mohlo začít pracovat. Navíc nebylo jednoduše dohledatelné, kdo, kdy a proč změnu provedl. V Comosu jsou všechny tyto informace snadno a ihned viditelné. Trasování změn je tak naprosto triviální.

 

Podařilo se odstranit všechny problémy s nekonzistencí dat?

Upřímně, ne. To snad ani nejde. Data zadávají technici různých profesí z různých oddělení a chyba se občas stane. Není však na straně Comosu, ale na straně těch, kdo s ním pracují.

 

Shrneme-li tedy přínosy: lepší konzistence dat, efektivnější práce, lepší kvalita, méně chyb... Zapomněl jsem na něco?

Práce je opravdu mnohem efektivnější. Když vezmu jen úsporu naší práce, tak doba strávená na projektu se zkrátila o 25 až 30 %.

Dostali jsme se do většího detailu, který můžeme pomocí Comosu dodavatelům definovat. Potom však hodně záleží na spolupráci s dodavateli, zda jsou schopni dodat přesně to, co jsme jim specifikovali. Může se stát, že dodavatel například preferuje jiného dodavatele pohonů k regulovaným ventilům, než jsme navrhli my, a jiné pohony mají trochu jiné zapojení, takže musíme čekat, až nám dodavatel předá data, která teprve můžeme zadat do Comosu a zapojení na naší straně upravit.

Obecně strukturalizace dat od dodavatelů je problém. Ne každý vyplní naše šablony, musíme si data vyhledávat v katalogových listech a převádět do Comosu. Vše­obecně uznávané standardy nejsou a jde jen o dohodu. Třeba ve stavebnictví u nadlimitních veřejných zakázek je povinné používat BIM, v našem oboru zatím žádná taková povinnost není. Existují částečné standardy pro tvorbu dokumentace, například německá VGB 107 (pozn. red.: Objednávka a provedení armatur pro tepelné elektrárny). S tou máme dobré zkušenosti z projektů pro některé německé zákazníky. Otázka je, zda se někdy povede prosadit takovéto normy jako mezinárodní standard.

Už jsme hovořili o zvýšení produktivity práce. To lze vyčíslit snadno. Je možné nějak kvantifikovat i ostatní přínosy Comosu? Jaká je jeho návratnost?

To není lehká otázka. Pro mnohé projekty je Comos, nebo podobný systém, nutnost, bez toho bychom se o zakázku ani nemohli ucházet.

Úspora zhruba 30 % práce projektantů je vidět na první pohled. Naše oddělení udělá sto tisíc produktivních hodin za rok, když vezmete sazbu 1 000 korun za hodinu práce projektanta, máte úsporu 30 milionů ročně. Ale konkurenční výhodu není možné kvantifikovat tak jednoduše.

 

Co plánujete s Comosem dále? Budete ho ještě rozšiřovat nebo doplňovat?

Do budoucna budu určitě chtít Comos Mobile. V něm je přístup do databáze uložené v cloudu realizován prostřednictvím webového rozhraní. Přístup přímo k databázi například ze staveb je neocenitelný. Pochopitelně za předpokladu, že v databázi bude opravdu všechno, včetně dodavatelské dokumentace.

V současné době je to tak, že technik na stavbě má k dispozici schémata a obrázky off-line a dokumentaci k jednotlivým zařízením si musí najít u jejich dodavatelů. Moje představa je, že technik na stavbě bude mít tablet, kde se mu otevře model zařízení, klikne si na armaturu a na záložku schéma zapojení a bude vědět, jak má zapojit například pohon ventilu. To vypadá krásně, ale zatím počítáme, zda se to vyplatí. Toto řešení je totiž nákladné nejen na pořízení vlastního softwaru, ale také na údržbu, protože o data se musí někdo starat a udržovat je aktuální.

Myslím, že tady musí jít poptávka také od koncového zákazníka. Pro nás je výhodou přehledná struktur dat a rychlost montáže na místě, ovšem zákazníkovi to přináší další výhody pro jeho práci a údržbu.

Děkuji Vám za rozhovor.

 

Investice, která se vyplatí

Příběh implementace systému Comos ve firmě Doosan Škoda Power může být inspirací i pro jiné projektové firmy. Implementace inženýrského systému je nákladná a dlouhodobá a je třeba ji předem pečlivě připravit a v jejím průběhu správně řídit – nejen po technické stránce, ale i z pohledu motivace budoucích uživatelů. Příklad firmy Doosan Škoda Power ukazuje, že se to vyplatí.

 

Rozhovor vedl Petr Bartošík.

 

Výroba turbín v Plzni

Mezi špičkové výrobky plzeňské Škody od počátku patřily parní turbíny. Ty se v Plzni vyrábějí nepřetržitě již od roku 1904.

Jejich výrobu v Plzni, po rozpadu Škody, zachránila jihokorejská společnost Doosan Corporation, která v roce 2009 provedla akvizici plzeňské firmy Škoda Power, jež se tak stala její dceřinou firmou a působí nyní pod názvem Doosan Škoda Power.

Doosan Škoda Power parní turbíny nejen vyrábí, ale též je dodává zákazníkům jako součást ucelených dodávek energetických zařízení. Pracovníci Doosan Škoda Power zajišťují také instalaci zařízení a jejich uvedení do provozu. Kromě toho je Doosan Škoda Power kompetenčním centrem pro turbogenerátory pro celou skupinu Doosan.

Doosan Škoda Power má zákazníky po celém světě, nejen v Evropě, ale významné zakázky rovněž realizovala v Severní i Jižní Americe nebo v Asii.

 

 

Doosan

Název Doosan [du:san] znamená „malá zrnka písku, která dohromady tvoří horu“. Toto jméno odráží přesvědčení, že většího úspěchu lze dosáhnout jen tím, že se všichni zúčastnění spojí.

Firma vznikla v roce 1896 jako obchodní dům Park Seung-jik Store. Postupně ale rozšiřovala oblast podnikání z maloobchodu do průmyslové výroby. V roce 1978 změnila své jméno na Doosan.

V moderní historii byla jejím významným milníkem akvizice firmy Korea Heavy Industries & Construction (2001), v současnosti Doosan Heavy Industries & Construction, celosvětově uznávané společnosti specializující se na výrobu energie, odsolování vody, hutnictví, metalurgii a stavebnictví.

V roce 2007 firma získala tři obchodní divize společnosti Ingersoll Rand, včetně divize Bobcat. Tím významně posílila svou pozici na trhu stavebních strojů.

Od roku 2014 firma vyrábí i palivové články, určené zejména pro použití v budovách.

Někteří z našich čtenářů možná znají také roboty Doosan. V roce 2017 dokončila firma Doosan Robotics v Koreji výstavbu továrny na výrobu kolaborativních robotů s roční výrobní kapacitou více než 10 000 jednotek. Kolaborativní roboty Doosan jsou zde integrovány do hlavního výrobního procesu a pracují bok po boku s lidmi na výrobě dalších kolaborativních robotů.

 

 

COMOS pro inženýrskou práci

Integrovaný softwarový systém COMOS společnosti Siemens nabízí konzistentní a ucelené řízení inženýrských prací od oblasti návrhu a projektování přes provoz až po modernizaci zařízení.

COMOS FEED (Front-End Engineering and Design) je součást systému COMOS určená pro projektování procesů a tvorbu procesních schémat (PFD, Process Flow Diagram). Umožňuje importovat bloky a propojení z modelů vytvořených v simulačním softwaru. Velkou předností je, že dovoluje již od začátku projektování spolehlivě plánovat náklady na celý projekt. Původně fragmentované informace, které bylo třeba individuálně ověřovat, shrnuje do jednotné databáze.

COMOS P&ID, COMOS PipeSpec a COMOS EI&C jsou součásti určené pro detailní inženýrink procesních zařízení. Na základě výstupů z COMOS FEED umožňují paralelní návrh schémat měření a regulace, potrubních tras, elektrického zapojení a řídicího systému.

COMOS Logical navazuje na COMOS EI&C a propojuje návrh elektrotechnické části projektu včetně řídicích signálů s logickým řízením.

COMOS Isometrics je součást systému COMOS určená pro interaktivní tvorbu izometrických výkresů založených na centrální databázi COMOS. Konzistentní data, inteligentní přenos dat a podpora různých typů izometrie podstatně snižují riziko chyb.

V systému COMOS je integrováno také rozhraní pro standardní 3D nástroje významných dodavatelů softwaru.

COMOS Platform je základem pro globální spolupráci mezi všemi zúčastněnými stranami zapojenými do projektování a provozu závodu. Zajišťuje, že vždy a všude je k dispozici nejnovější verze všech informací týkajících se projektu – napříč všemi obory a odděleními a se všemi relevantními odkazy.

COMOS PQM (Project Quality Management) pomáhá zvyšovat kvalitu inženýrských prací. Usnadňuje revizi všech dokumentů a zajišťuje schválení v souladu se zákonem. Umožňuje také snadno integrovat externí dokumenty.

COMOS WebView usnadňuje práci na dálku. K projektové dokumentaci je možné přistupovat z různých webových prohlížečů, i z mobilních zařízení.

Více informací: www.siemens.cz/comos

 

 

 

Obr. 1. Parní turbíny se v Plzni vyrábějí od roku 1904 (foto: Doosan Škoda Power)

Obr. 2. Dodávka energetického zařízení pro paroplynovou elektrárnu Punta del Tigre v Uruguayi zahrnovala dvoutělesovou kondenzační parní turbínu o výkonu 200 MW, generátor, řídicí systém a provozní přístrojové vybavení, olejový systém, potrubí, systém ucpávkové páry a odvodnění (foto: Doosan Škoda Power)

Obr. 3. Dvě turbíny o celkovém výkonu 418 MW včetně potrubí, řídicího systému a provozního přístrojového vybavení, systému ucpávkové páry a odvodnění, olejového systému a vysokotlaké hydrauliky dodala firma Doosan Škoda Power pro paroplynovou elektrárnu Fadhili v Saúdské Arábii (foto: Doosan Škoda Power)

Obr. 3. COMOS je integrovaný softwarový systém, který umožňuje konzistentní a ucelené řízení inženýrských prací od oblasti návrhu a projektování přes provoz až po modernizaci zařízení (foto: Siemens)