Wie man Kernkraftwerke testet

Wir sind es bereits gewohnt, Tests per Knopfdruck durchzuführen. Überprüfungen finden automatisch bei jedem Commit statt, Statistiken werden ohne Teilnahme des Testers gesammelt und Fehler werden im halbautomatischen Modus gemacht. Im Allgemeinen sind wir es gewohnt, Software- und Systemtechnik-Technologien auf unsere Softwareprojekte anzuwenden. Stellen Sie sich nun vor, Sie stehen vor der Aufgabe, den Betrieb eines Kernkraftwerks zu testen. Es ist nicht nur notwendig, die Software zu testen, sondern auch alle Komponenten zu testen.

Natürlich kann niemand zuerst die Station bauen und dann die tragende Wand übertragen, da das Lüftungssystem in der aktuellen Konfiguration nicht montiert werden kann. Daher gehen die Prozesse der realen Welt zunehmend in die "digitale". Wie gefällt Ihnen der Kommentar zum Commit „Umzug der Hauptstadt 2 Meter nördlich“? Bei der Planung und Erprobung von Kernkraftwerken wird ein vollständig digitaler Ansatz verwendet: Es wird ein Informationsmodell erstellt, auf das das klassische V-Modell des Lebenszyklusmanagements angewendet wird. So wird das Kernkraftwerk zu einem replizierbaren und vollständig digitalen Objekt. Das Testen und Starten moderner Kernkraftwerke erfolgt in digitaler Form, und erst danach beginnen die Bauherren mit der Installation unter Verwendung derselben digitalen Modelle.

In diesem Artikel erfahren Sie, was ein modernes Informationssystem ist, wie die Entwicklung und Erprobung von „Kapital“ -Anlagen am Beispiel von Kernkraftwerken erfolgt.


Das Material basiert auf dem Protokoll des Berichts von Vyacheslav Alenkov , Direktor für Systemtechnik und Informationstechnologie des Atomstroyexport Engineering Company (ASE) von unserer Moskauer Konferenz Heisenbug 2017 im Dezember.

In diesem Artikel werde ich darüber sprechen, wie wir Informationsmanagementtechnologien einsetzen und verschiedene Prozesse beim Bau großer Kapitalanlagen (in unserem Fall Kernkraftwerke) testen. Angesichts der Tatsache, dass in der Bauindustrie digitale Technologien weltweit eingeführt werden und diese Technologien zunehmend in verschiedene Branchen vordringen, einschließlich solcher, die sich auf die physische Welt beziehen, werden auch IT-bezogene Technologien in diesem Bereich aktiv einbezogen.

Eine kleine Einführung: Atomstroyexport (ASE) ist ein Unternehmen, das eine Engineering-Abteilung des staatlichen Unternehmens Rosatom ist. Wir sind verantwortlich für die Planung, Beschaffung / Lieferung und den Bau fast aller Kernkraftwerke in Russland und im Ausland in mehr als 15 Ländern der Welt. Mehr als 90% unserer Projekte sind der Bau und das Design von Bahnhöfen im Ausland. In dieser Hinsicht übernehmen wir die besten Anforderungen, Best Practices internationaler Regulierungsbehörden, setzen Standards und Regeln von internationalen Kunden.

In vielen Ländern ist das Thema „digitale“ Anforderungen sehr hoch. Viele Kunden benötigen bereits nicht nur ein in Beton / Eisen gebautes Objekt, das - hier ist es - vor Ort ist. Jetzt müssen Sie ein digitales Modell des Objekts übergeben, das dann während des gesamten Lebenszyklus eines Kernkraftwerks gültig ist. Die Station wurde 5-10 Jahre lang gebaut und dann 60 oder mehr Jahre lang betrieben, dh alles, was wir getan haben (unter Berücksichtigung der Stilllegung bis zu 100 Jahren), wird dann in der entsprechenden Einrichtung genutzt und lebt. Gleichzeitig ändert sich, wie Sie wissen, fast jedes Jahr in der IT aus technologischer Sicht etwas dramatisch, und wie man dies für 100 Jahre vorhersagt, ist natürlich ein großes Problem.

Kernkraftwerk - heute wahrscheinlich eine der komplexesten Einrichtungen, die die Menschheit baut, gemessen an der Komplexität der Anlage, der Anzahl der Teilnehmer und der Gewährleistung der Sicherheit dieser Anlagen. Ohne digitale Technologie sind diese Objekte daher kaum zu bauen. Jetzt stellen Kunden (trotz der Tatsache, dass die Einrichtung komplex ist) jedes Mal Anforderungen, um die Einrichtung „noch schneller“ und „noch billiger“ zu bauen, während wir gleichzeitig 30 derart komplexe Objekte in verschiedenen Ländern der Welt erstellen und entwerfen und eine solche Reihe von Informationen ohne digitale Informationen verwalten Technologie ist unmöglich. Zum Beispiel sind die Hauptparameter Hunderttausende von Positionen verschiedener Geräte, und jede Position für sich ist ein komplexes technisches Objekt. Dies sind Zehntausende einzigartiger Geräteklassen, Zehntausende von Anforderungen an digitale Eingänge (ich werde später mehr darüber erzählen). Dies ist ein Informationsmodell, das Hunderttausende, manchmal Millionen von Elementen enthält, die miteinander verbunden sind, und dies ist nicht das Endprodukt: Das Modell „fließt“ immer noch, ändert 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, diesen gesamten Prozess miteinander zu verbinden, damit er nicht übertragen wird Achse Natürlich gibt es Probleme im Zusammenhang mit der Vorbereitung von „Containern“ zum Speichern dieser Informationen, zum Erstellen von Verknüpfungen zwischen Elementen, zum Akzeptieren / Überprüfen / Testen aller Vorgänge im Entwurfsprozess. In der Entwurfsphase werden die meisten Informationen über das Objekt angezeigt, und erst dann in der Bauphase ändern sie sich. Gerade in der Entwurfsphase wird ein Informationsmodell des Objekts erstellt. Wir verfügen über eine Reihe von Technologien - es gibt viele davon, aber ich habe einige wichtige hervorgehoben, mit denen Sie diese Informationen so verwalten können, dass sie nicht zusammenbrechen.

Informationsmodell und V-Modell

Eine der ersten Phasen ist die Erstellung eines Informationsmodells , das natürlich das Konzept von 3D enthält. (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 viele verschiedene mathematische Daten und Attribute. Nehmen wir zum Beispiel ein Element, eine Pumpe (von der, wie ich bereits sagte, Hunderttausende): Jedes von ihnen hat eine Reihe von Attributen, die für diese Pumpe charakteristisch 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 nimmt und in seiner Arbeit verwendet, wenn er so große Objekte wie ein Kernkraftwerk entwirft.

Dementsprechend wird ein einzelner Informationsraum um das Informationsmodell erstellt, über den alle Teilnehmer darauf zugreifen, von ihm vorgenommene Änderungen oder andere geografisch verteilte Projektteilnehmer verfolgen und diese Informationen nur zusammenführen können Modell.

Ein wichtiger Punkt sind die Anforderungsmanagementprozesse und Konfigurationsmanagementprozesse . Die meisten dieser Prozesse stammten zu einer Zeit genau aus der Verwaltung von Projekten, die vom Software-Engineering auf das Systems-Engineering umgestellt wurden (hier geht es bereits um die großen Engineering-Objekte, die in der physischen Welt erstellt wurden).

Wahrscheinlich ist jeder mit dem Konzept des „V-Modells“ vertraut - tatsächlich wird die Software auch in Übereinstimmung mit dem V-Modell entwickelt: Anforderungen werden gebildet, die Architektur wird in der nächsten Phase gebildet, der Entwurfsprozess (Projekt, Entwurf, detaillierter Entwurf) wird fortgesetzt, dann die Implementierungsphasen ein Objekt erstellen. Und dann kommt ein Backup-Prozess, bei dem es notwendig ist, verschiedene Prozesse in Bezug auf Verifizierung, Akzeptanz und Verifizierung zu testen, durchzuführen und letztendlich an den Kunden weiterzugeben, der sicherstellen muss, dass er genau das erhalten hat, was er beabsichtigt hat. Daher gibt es zwei Prozesse - Überprüfung und Akzeptanz. Ich denke, jeder weiß, wie sie sich unterscheiden. Ein Scheck ist eine formelle Entsprechung zur technischen Aufgabe: Sie hatten 500 Wünsche - wir haben jeweils das Gegenteil angekreuzt und jetzt 500 formelle Antworten erfüllt. Zur Akzeptanz gehört auch die Kundenzufriedenheit , dh Sie haben nicht nur alles formal erfüllt, 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 Phase der Anforderungsentwicklung), Design und Fertigung beginnen. Wenn Sie sich die Schicht (t, Zeit) ansehen, zeigt die vertikale gerade rote Linie nur, dass sich das Projekt gleichzeitig in mehreren Phasen des Lebenszyklus befindet, d. H. woanders bestimmt der Kunde vielleicht die Anforderungen, irgendwo ist die Projektentwicklung bereits in vollem Gange, und irgendwo haben sie grob gesagt bereits begonnen, eine Grube zu graben (weil alles über ihn klar ist, es bereits ein Projekt gibt usw.) d.). In diesem Zusammenhang ergeben sich daher noch größere Anforderungen an die Koordination der Projektteilnehmer, da Sie nicht auf das Ende der Phase warten. Tatsächlich beziehen sich diese Themen auf flexible Ansätze mit Agile - sie werden jetzt in der Bauphase aktiv verwendet, da Sie nicht mehrere parallele Phasen gleichzeitig verwalten können, wenn Sie solche flexiblen Ansätze und Teambuilding-Veranstaltungen nicht anwenden, wenn sich Teilnehmer auf unterschiedlichen Ebenen befinden Phasen gleichzeitig an dem Projekt arbeiten.

Was bedeutet das horizontale rote Oval? Tatsächlich konzentriert sich der gesamte Wert des Projektmanagements (einschließlich eines großen Projekts, vielleicht sogar in erster Linie) direkt auf dieses Oval. Alles, was über ihm liegt, ist die Rolle des Kunden : Er formt die Idee, manchmal sehr abstrakt, manchmal formalisiert, und nimmt dann das Produkt in Betrieb. Alles unter dem Oval kann verschiedene Auftragnehmer, Teilnehmer, Lieferanten, einige Partner sein. Das Zentrum des Ovals - dies ist das Hauptmerkmal, d.h. Sie müssen in der Lage sein, mit dem Kunden zu sprechen und die Anforderungen korrekt zu formulieren. Es ist notwendig, sie korrekt zu zerlegen, um sicherzustellen, dass sie alle von allen gleichermaßen verstanden werden (es gibt formale Kriterien, wie diese Anforderung getestet und in die Arbeit aufgenommen werden kann). Sie müssen in der Lage sein, die Aufgabe auf eine niedrigere Teilnehmerschicht (z. B. alle Auftragnehmer oder Softwareentwickler) festzulegen, damit sie klar formuliert ist und nichts verloren geht. Und im richtigen Teil müssen Sie in der Lage sein, das Gegenteil zu tun, dh die Arbeit anzunehmen, die Einhaltung der ursprünglichen Anforderungen zu testen und dies dem Kunden zu demonstrieren. Sagen Sie: „Schauen Sie: Was Sie wollten, dann sind wir tatsächlich Sie übergeben. "

Ein weiterer allgemeiner, theoretischer, vielleicht Aspekt: ​​Wahrscheinlich ist jeder mit dem klassischen Dreieck des Projektmanagements vertraut, wenn drei Parameter angegeben werden müssen - Zeit, Kosten und Qualität im Projekt. Ein Standardwitz: "Wähle zwei." In Bezug auf Zeitmanagement und Kostenmanagement wurden alle Technologien für eine lange Zeit erfunden, d.h. Nehmen Sie es, wenden Sie die Best Practices an, lernen Sie Technologien und Techniken. Die Hauptprobleme, die im Projekt auftreten, hängen jedoch immer mit der Qualität zusammen . Aus meiner Erfahrung (und ich habe ziemlich viel Erfahrung in verschiedenen Richtungen und Branchen): Es gibt immer ein Problem mit der Anforderungserklärung, die dann am Ende des Projekts auftaucht, oder jemand hat etwas falsch gemacht, falsch überprüft, getestet und es tauchte im nächsten Schritt auf. Daher muss der Schwerpunkt bei der Arbeit an einem Projekt jetzt auf der Qualität liegen. Sie können mit Qualität arbeiten, in internationalen Standards (ISO 9000 usw.) gibt es standardisierte dokumentarische Beschreibungen des Qualitätskonzepts.

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 im Auge zu behalten, insbesondere bei großen Projekten. Diese Entwurfs- und Konfigurationsprozesse sind in der Tat das Qualitätsmanagement des gesamten Projekts.

Für Kapitalbauprojekte, beispielsweise ein Kernkraftwerk, ist es sehr wichtig, dass Sie über ein detailliertes Informationsmodell verfügen, d. H. Fast alles ist jetzt digitalisiert: Wenn Sie etwas nicht in digitalen Technologien getan haben, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler in der Bauphase auftreten. Zum Beispiel kreuzen sich irgendwo eine Art Lüftungsrohr und ein mit einem Feuerlöscher verbundenes Rohr, und Sie werden es nicht in einem Computer finden, wo Sie es sehr billig und schnell reparieren können, aber wenn all dies bereits geschweißt, angeschraubt und echtes Geld ausgegeben wurde , und Sie müssen etwas kaputt machen, neu gestalten, manchmal muss sogar etwas in Bezug auf Projektgenehmigungen geändert werden - dies wirkt sich sofort auf die Kosten und das Timing aus. Daher ist es sehr wichtig, viele Dinge in einer virtuellen Umgebung zu testen. Tatsächlich testen wir ein Objekt beim Erstellen / Erstellen zweimal: Zum ersten Mal führen wir ein digitales Double in der Informationsumgebung vollständig durch und überprüfen dort den Betrieb der Systeme sowie die Konstruktions- und Entwurfsarbeiten. Das zweite Mal wird der erste Test in der realen physischen Welt bestanden. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt, denn jetzt ist es aus Sicht der „Physik“ der wichtigste Trend: Im Computer wird viel getan.

Zuvor zum Beispiel, wie ein Flugzeug hergestellt wurde: entworfen, dann eine große Anzahl von Feldtests durchgeführt (Aero-Tube, riesige Modelle), alles wurde gesprengt, dann wurde das Flugzeug gebaut, es wurde getestet - es dauerte viele Jahre ... Die Aufgabe wurde gestellt - ist es möglich, alles virtuell zu machen Umgebung, d.h. so dass das allererste gebaute Flugzeug sofort abhebt und entsprechend seinen inhärenten Eigenschaften fliegt. Dieses Problem wurde nun gelöst: Die meisten Flugzeuge werden vollständig im Computer entworfen und dort so weit getestet, dass alle Flugeigenschaften getestet werden und dann die richtige Fertigungsaufgabe gegeben wird. Der Fertigungsprozess wird überwacht, sodass alles mit den virtuellen Modellen übereinstimmt - und das erste gebaut wird Das Flugzeug fliegt entsprechend den Merkmalen (es ist klar, dass es einige geringfügige Verbesserungen gibt, aber es gibt nicht so viel Kritik wie zuvor).

Eine ähnliche Situation ist jetzt beim Kapitalbau zu beobachten: Fast alles sollte in einer virtuellen Umgebung erledigt werden, und erst dann sollte in der Bauphase die Hauptaufgabe darin bestehen, zu überprüfen, ob das reale Gebäude mit dem übereinstimmt, was Sie im Computer gemalt haben, und dass alles nur dafür getan wurde Technologie. Als Beispiel gibt es sogenannte technologische Schemata : Wir simulieren die physikalischen Prozesse des Gerätebetriebs, sehen, wie es sich in einer bestimmten Umgebung verhält, wie es Flüssigkeit / Gas pumpt usw. - all dies wird in einem mit 3D verbundenen Computer simuliert .



Es ist sehr wichtig, dass Sie in diesem Informationsmodell nichts in 3D verlieren: Sie zeichnen ein Diagramm, es funktioniert auf bestimmte Weise für Sie, und dann überprüft der Computer, ob Sie wirklich kein Ventil oder Rohrstück vergessen haben Sie müssen in Bezug auf Prozesstechnologie sein. Jetzt überprüft der Computer viele Dinge für den Designer. Sie können sagen: "Bitte, legen Sie mir von hier aus ein Rohr in diesen Winkel", und ein Computer mit bestimmten darin festgelegten Regeln wird eine Rohrleitung verlegen. Vielleicht erinnern Sie sich aus Science-Fiction-Filmen daran, wie der Prozess des Entwerfens von Objekten gezeigt wird: Ein großer Flachbildschirm wird aufgehängt, und dort entwerfen Menschen einen Wolkenkratzer mit wenigen Zeichen - wir sind diesen Technologien tatsächlich nahe, das Prinzip des generativen Designs entspricht in vielerlei Hinsicht dem. Es ist wichtig, dass so viel Wissen und Regeln wie möglich auf den Computer übertragen werden.

Anforderungsmanagement

Ein wichtiger Prozess ist, wie gesagt, das Anforderungsmanagement . Wenn ein Kunde am „Eingang“ zu uns kommt, der besonders qualifiziert ist, gibt er uns keine klassische technische Aufgabe (Talmud auf Papier „Station zusammenbauen“), sondern eine Datenbank mit digitalen Anforderungen . Dies sind ungefähr 15 bis 20.000 Anforderungen, von denen jede eine formalisierte Form hat, und die Aufgabe besteht darin, die Erfüllung dieser Anforderungen während des Projekts sicherzustellen, d. H. Das Projekt wird auf Einhaltung dieser Anforderungen überprüft. Und der Kunde sagt: „In der Phase des gesamten Prozesses der Erstellung eines Objekts und des Entwurfs eines Objekts beweisen Sie mir jedes Mal, dass Sie dieses Objekt im Namen der Erfüllung der Anforderungen ausführen, und lassen sich in fünf Jahren kein Projekt einfallen, das die Anforderungen nicht erfüllt. Sie müssen über ein Informationssystem verfügen, auf das ich jederzeit zugreifen kann, um sicherzustellen, dass alle von Ihnen durchgeführten Aktionen in irgendeiner Weise mit der Erfüllung der Anforderungen zusammenhängen, die ich ursprünglich für Sie festgelegt habe. “

Es ist wichtig, dass diese 15-20 Tausend nicht die endgültigen Anforderungen sind. Ja, sehr oft scheinen sie unhöflich und sehr einfach zu klingen - zum Beispiel "diesen und jenen Standard einhalten". Tatsächlich stellt dieser Standard an sich eine Vielzahl von Anforderungen der nächsten Stufe dar, und eine der ersten Aufgaben besteht darin, die letzte endgültige Anforderung zu erreichen, die bereits berechnet / gemessen werden kann. Und sehr schnell verwandeln sich diese 15-20 Tausend in Hunderttausende. Sie verstehen, dass dies ohne Informationstechnologie fast unmöglich ist.

Darüber hinaus benötigen Sie für jede Anforderung ein Testprogramm, eine Testmethode, eine große Anzahl von Projektteilnehmern, die geografisch verteilt sind, und genau das (wenn wir über das horizontale rote Oval im V-Modell sprechen) ist der Hauptwert eines guten Projektmanagements.

All dies geschieht zuallererst durch die Technologie des Arbeitens mit Anforderungen - sie leben während des gesamten Lebenszyklus. Wenn Sie die Anforderungen zum ersten Mal überprüfen, wenn Sie Informationsmodelle ausführen, das Design und die Arbeitsdokumentation entwickeln, sagen Sie: „Sehen Sie, wir haben ein digitales Modell des Objekts erstellt, das Ihren Anforderungen entspricht.“ In dieser Phase finden Tests und Abnahmetests statt - der Kunde sagt: „Ja, ausgezeichnet!“. Als nächstes, in der zweiten Phase, wenn Sie mit dem Kauf von Geräten beginnen und die entsprechenden Anforderungen an Hersteller und Lieferanten von Geräten stellen (bereits über das spezifische Stück Eisen, das in diesem Projekt enthalten sein wird), und überprüfen, ob sie es wirklich in der Fabrik so herstellen, wie Sie es entworfen haben in seinem Modell, so dass es die Grundanforderungen erfüllt. Die nächste Stufe ist der Bauprozess, bei dem all diese Eisenstücke, Pumpen und Ventile zum Objekt kommen und Sie von einem großen Designer ein komplexes Objekt daraus zusammensetzen. Aber es gibt Hunderttausende solcher Elemente, und alle sollten irgendwie miteinander verbunden und überprüft werden. Und schon in dieser Phase wird die Fertigungstechnologie überprüft, der Prozess selbst getestet. Wenn das Objekt bereits erstellt wurde, testen Sie - funktioniert es so, wie Sie es ursprünglich im Informationsmodell entworfen haben?

Konfigurationsmanagement

Als nächstes folgt der Prozess der nächsten Komplexitätsstufe - dies ist der Konfigurationsverwaltungsprozess . Es ist eigentlich sehr einfach. Aus ideologischer Sicht gibt es drei Entitäten, die Sie in einem Projekt steuern:

• was Sie tun wollten, d.h. , , , , ;
• , , .. , : , , — ;
• , .

Der Konfigurationsverwaltungsstandard sagt eine einfache Sache: Sie müssen sicherstellen, dass alle drei dieser Elemente zu einem bestimmten Zeitpunkt konsistent sind. Dann stellt sich heraus, dass Sie das Objekt qualitativ gemäß den Anforderungen erstellt haben, beschrieben haben, was Sie tatsächlich getan haben und was Sie tatsächlich beschrieben haben. Wenn Sie jedoch, wie ich bereits sagte, Hunderttausende von Anforderungen, Millionen von Elementen in einem Projekt und Tausende von Teilnehmern haben, wird die Verwaltung dieses Prozesses und die Sicherstellung, dass die Elemente einander entsprechen, zu einer mega-komplexen Aufgabe, die in Bezug auf die Informationstechnologie aus praktischer Sicht erst kürzlich angegangen wurde : Schließlich sollte dies keine wissenschaftliche Sache sein, sondern eine praktische, gewöhnliche Leute, einfache Designer, Installateure sollten diese Technologie verwenden. Wir haben jetzt solche Technologie,und es basiert nur auf einem seriösen ontologischen Datenmodell, das zunächst in das System eingenäht wurde.



Hier taggen- Dies ist das zentrale Element des Systems, die Auslegungsposition (dh die Pumpe, das Ventil), aus der Ihr Objekt besteht. In unserem Fall sind dies Hunderttausende von Elementen - jedes von ihnen ist auf eine Netzwerkweise mit einem bestimmten Satz von Merkmalen, Attributen verbunden, d.h. Es hat physikalische Eigenschaften (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. Zuerst wissen Sie nicht einmal, um welche Art von Pumpe es sich handelt und welche Anlage sie produzieren wird - Sie wissen nur, dass sie Flüssigkeit von einem Ort zum anderen pumpen muss. Dies ist eine charakteristische Funktion. Und erst dann wird es mit einigen Elementen überwachsen, die zeigen, dass dies ein bestimmtes Produkt ist. Sie sollten sich darüber im Klaren sein, wo sich dieses Element befindet:Wenn Sie sich ein Kernkraftwerk vorstellen (bedingt - 150 Objekte in der Nähe), müssen Sie verstehen, wo es stehtphysikalisch - auf welcher Etage, in welchem ​​technischen System, in welchem ​​Gebäude, dh in einer Reihe von Parametern, die die Geographie und Position bestimmen. Es gibt viele solche Parameter. Es entsteht ein Netzwerk semantisch miteinander verbundener verschiedener Attribute, die im Datenmodell festgelegt sind und es dann allen Projektteilnehmern ermöglichen, die Konfigurationsprozesse zu steuern.

Das folgende Bild zeigt ein Beispiel: Zuerst denken Sie, dass dies eine Art „Ding“ ist (wie der Designer denkt: „Es sollte etwas geben, das mit einer gewissen Geschwindigkeit Flüssigkeit von diesem Punkt zu diesem Punkt pumpt“). Im zweiten Schritt wird eine Reihe von Parametern angezeigt (Beispiele sind im Bild orange hervorgehoben). Dann fahren Sie mit der nächsten Phase des Projektlebenszyklus fort, in der Sie verstehen, dass es tatsächlich zwei Teile geben sollte, da Sie eine Reserve benötigen (wenn einer bricht, muss der zweite enthalten sein) usw. Es gibt ein logisches Schema: Es gibt zu diesem Zeitpunkt noch eine Reihe von Parametern, die für dieses Element charakteristisch sind. Dann gehen Sie zur nächsten Stufe, wo 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 einen bestimmten Artikel, ein bestimmtes Stück Eisen hat eine Seriennummer, die besagt: "Ich bin nicht nur eine Teekanne - ich bin eine Teekanne des Herstellers von so und so unter der Nummer von so und so" - und dies ist ein weiteres Merkmal. Dies ist ein Beispiel für die Bewegung eines Elements während des gesamten Lebenszyklus.



Wie ich bereits sagte, gibt es Hunderttausende solcher Elemente, die gleichzeitig ihr eigenes Leben führen, und das bedeutet, dass Sie dieses riesige Informationsmodell irgendwann wie einen Elefanten betrachten - einerseits haben Sie einen Schwanz gesehen, andererseits - Kofferraum, und jeder sieht dieses Modell von seinem Glockenturm. Es ist sehr wichtig, alle untereinander zu versöhnen und zu sagen: "Im Moment ist dieser Abschnitt dieses Modells für uns wichtig." Es entstehen sogenannte Konfigurationsliniend.h. Sie sagen: Trotz der Tatsache, dass wir hier eine Million Elemente haben, sind diese 25.000 heute für uns wichtig - und wir überwachen sie, wir möchten, dass sie ihre Parameter nicht verletzen. Und die folgenden Elemente treten erst in der nächsten Phase auf, sonst ist dieser Prozess einfach unkontrollierbar. Konfigurationszeilen sind genau das, was es Ihnen ermöglicht, gleichzeitig eine so große Datenmenge in Ihrem Kopf zu behalten.

Übungstests

Zum Beispiel über ein Kernkraftwerk sagen wir, dass es ein Informationsmodell hat, und wir haben noch eines im Sinn: Dann wird dieses Objekt betrieben, es hat bestehende betriebliche und technologische Prozesse (es 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 System zur Steuerung der technologischen Prozesse des Objektswas du bauen wirst. Dieses System durchläuft auch die entsprechenden Phasen des Lebenszyklus. Das Kernkraftwerk ist mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die verschiedene Informationen erzeugen. Sie sind in einem Computernetzwerk miteinander verbunden. Dementsprechend müssen Sie auch das Objekt entwerfen und testen: Gehen die Steuersignale wirklich so an diese Aktuatoren, wie Sie es im Computer beabsichtigt haben? ;; Wird es dann passieren, dass Sie durch Drücken der Taste etwas nicht öffnen, sondern schließen? Dieses Element wird in einem Computer als klassisches Objekt getestet, dann wird jedes Engineering-System separat getestet, und dann wird das gesamte Objekt als Ganzes getestet, und es wird ein mehrstufiger Ansatz zum Akzeptieren der Ergebnisse der durchgeführten Arbeit erhalten. Und es ist sehr wichtig, dass die meisten Tests auf einem Computer stattfinden.weil die Situation hier noch komplizierter ist als nur das Entwerfen, Erstellen eines Objekts.



Das Bild zeigt ein Beispiel: ein Fragment des Bedienfelds eines Kernkraftwerks. Dies ist ein Layout, in dem die Arbeit aller Algorithmen, die dann auf einem realen Objekt stehen, mathematisch verdrahtet ist - und Sie testen die Leistung dieser Elemente im Voraus. Da das Objekt sehr komplex ist, muss der gesamte Operationsdienst (Personen, die dann hier sitzen und Entscheidungen treffen) alle ihre Fähigkeiten, Praktiken und Reaktionen auf bestimmte Ereignisse im Voraus erarbeiten , als wäre es auf der Ebene eines Simulators, eines Computerspiels (aber nur echt). Dies ist auch ein Element des Testens, da Menschen darauf getestet werden, wie sie auf relevante Ereignisse reagieren. Daher passieren anfangs viele Dinge in der virtuellen Welt.

Die nächste Phase ist die Bauphase, die Erstellung des Objekts selbst, wenn Sie bereits ins Feld gehen, mit dem Graben beginnen, Beton gießen, Metall brauen usw. Es gibt einen sehr wichtigen Punkt: Sie sollten viele Dinge im Voraus im Computer modellieren: Sie sollten die Abfolge der Vorgänge sehen und verstehen, dass diese große Pumpe wirklich in diese Öffnung, diese Tür passt (und nicht so, wie sie wirklich ist: Sie haben sie gebracht, und es kann nicht gezogen werden, weil es kleinere Türen gibt). Ein häufiges Beispiel: Ein Klavier wurde zu Ihnen nach Hause gebracht, aber es passte nicht in die Tür. Wenn Sie ein Kernkraftwerk bauen, sollte dies im Prinzip nicht seinObwohl Sie Hunderttausende solcher „Klaviere“ haben, ist es klar, dass dies ohne Computersimulation, Überprüfung aller Routen und Abfolgen von Operationen fast unmöglich ist. Dies bedeutet, dass einige nicht standardmäßige Entscheidungen in der Einrichtung getroffen werden müssen (was nicht korrekt ist). Daher haben wir auch die Technologie zur Modellierung des Bauprozesses entwickelt .



Im Bild sind Kräne, Maschinen und Mechanismen keine Bilder, sondern kinematische Modelleund sie haben einen Mathematiker im Inneren, der zeigt, was dieser Kran gegeben hat, ob er diese Gesamtlast auf diese Reichweite wirklich heben und dorthin bringen wird, wo sie gebraucht wird. Nahezu alle Technologien beziehen sich auf Computerspiele und werden seit langem im praktischen Bereich eingesetzt. In diesem Fall testen wir beispielsweise den Standort des Geräts auf der Baustelle. Wenn es falsch installiert ist, sind dies Monate der Neuerstellung. Dies sind riesige Eisenmechanismen, sie müssen sofort richtig platziert werden.

Ähnlich verhält es sich unter dem Gesichtspunkt der Abfolge der Vorgänge: Wer, warum, wir kochen zuerst die eine oder andere Pfeife - die gesamte Abfolge muss getestet werden. Daran sind verschiedene Organisationen beteiligt. Wenn Sie dies nicht zentral (in einem Computersystem) getan haben, entstehen zwischen ihnen eine Vielzahl von Widersprüchen.



Das Bild auf dem Bild ist klein, aber die Bedeutung ist folgende: Unten rechts befindet sich die Programmierarbeit des Installateurs, um diesen oder jenen Vorgang auszuführen, die Reihenfolge dessen, was er tun sollte (bis zum Zeitplan von Tag zu Tag, manchmal von Stunde zu Stunde). Wenn Sie jedoch einen Horizont von 5 Jahren haben, ist die tägliche Planung eine ziemlich detaillierte Planung. Tatsächlich programmieren wir den Prozess der Arbeit der Installateure auf der Site und er sollte auch in einer Computerumgebung getestet werden.

Digitalisierte Konstruktion

Tatsächlich geht der Trend dahin, dass immer mehr Dinge ersetzt werden, auch durch Roboter. Wenn Sie sich die BMW Fabrik ansehen, in der Autos hergestellt werden, sind praktisch keine Menschen da. Vor einigen Jahren war dies unmöglich. Wie läuft das Aus meiner Sicht wurde dies nur möglich, weil dies alles digitalisiert wurde. Wenn ein Computer Schach spielen kann, ist es kein Problem, eine Maschine zu schweißen, wenn alles korrekt digitalisiert, algorithmisiert und überprüft wurde.

Ein ähnlicher Trend gibt es in der Kapitalbautechnologie. Seit vielen Jahren gibt es 3D-Drucker, die zu Hause drucken, obwohl sie einfach sind, obwohl es ein hohes, mehrstöckiges Gebäude gab. Es ist klar, dass dies am Beispiel eines Kernkraftwerks nicht möglich ist, aber der Trend ist genau das. Es beginnt so: Der Computer lernte nach einer bestimmten Anzahl von Jahren das Schachspielen, d. H. Ein Trend ist unvermeidlich - je mehr Sie digitale Technologien implementieren, Prozesse und Algorithmen einrichten, desto wahrscheinlicher ist es, dass weniger intelligente Arbeiten von einem Computer ausgeführt werden.



Eines der Beispiele im Bild: Tatsächlich programmieren wir die Arbeit der Installateure vor Ort - es gibt geeignete Tools und IT-Mechanismen. Als Beispiel (unten links) ähnelt ein Terminal für mobiles Bezahlen einem solchen Anti-Vandalismus-Kiosk, der direkt in der Grube oder am Objekt in Beton, in Metall, staubbedeckt und mit angemessenem Schutz steht. Jeder Installateur kann sich ihm nähern, sein Passwort eingeben, ein dreidimensionales Modell des Objekts anzeigen, das er jetzt ausführen soll, die Aufgabe über WLAN drucken oder kopieren, diese Arbeit ausführen, markieren, was er getan hat, zurückgehen und den Auftrag annehmen. Zuvor musste er dafür beispielsweise zum Hauptquartier gehen, das sich einen Kilometer vom Objekt entfernt befindet - jetzt passiert alles direkt auf der Baustelle. Und es rückt immer näher: Bald werden diese Monitore nicht mehr benötigt, eine Person erhält dies alles direkt auf dem Tablet. Bisher setzen wir solche Dinge ein, weil es viele konkrete, metallische und moderne Kommunikationsnetze gibt, die nicht immer funktionieren und es keine Einschränkungen mehr gibt. Die jüngere Generation ohne Smartphone oder Tablet gibt es grundsätzlich nicht mehr. Diejenigen, die jetzt Bauherren werden, arbeiten bereits mit Computertechnologien in der Datenbank. Im Prinzip benötigen sie keine Grafiken mehr. Vielleicht reicht ein Simulator in einem Computer aus, der zeigt, was, wo und warum eine Person tun sollte. Dies ist schneller als das Zeichnen von Diagrammen auf altmodische Weise.



Wenn wir weitermachen, sehen Sie hier ein Beispiel aus der Station Rostow, die wir im sogenannten Visual Modeling Studio in Betrieb genommen haben. Tatsächlich ist es ein solches technisches 3D-Kino, wenn Sie Ihre Brille aufsetzen und sich grob gesagt im Kernkraftwerk befinden - Sie sehen Rohre um sich herum, Sie können sie sogar bewegen, neu planen (mehrere Personen tun dies gleichzeitig), Sie können die Abfolge der Vorgänge sehen und testen, ob das eine oder andere Element wird passieren. Hier finden verschiedene schwierige Besprechungen statt: Anstatt zu einem Objekt zu gehen, das beispielsweise in Bangladesch gebaut wird, können alle Spezialisten eine Remoteverbindung herstellen und die aktuelle Situation am Objekt anzeigen, sie mit einem virtuellen Modell vergleichen und dem Team, das sich in diesem Objekt befindet, einige Lösungen vorschlagen Moment ist auf der Website. Dies ist eine verteilte virtuelle Realität, die ebenfalls Bestandteil eines Computerspiels ist, jedoch auf technische und praktische Aktivitäten übertragen wird. Sie vegetieren nicht nur in einem Computerspiel - Sie schaffen wirklich einen Wert, indem Sie ein ernstes großes Objekt erstellen und genau die Fähigkeiten anwenden, die Sie beispielsweise beim Programmieren oder beim Computermodellieren verwendet haben.



Das Bild zeigt beispielsweise die Installation eines Reaktorbehälters, eines der Hauptelemente eines Kernkraftwerks. Rechts und unten befindet sich lediglich eine virtuelle Simulation . Das Gehäuse wiegt ungefähr 330 Tonnen, ein ziemlich schweres Element, es muss mit einer Genauigkeit von einem Millimeter montiert werden und sollte in keiner Weise schief sein. Dann werden riesige Pipelines daran angeschlossen, in denen auch die Grade aller Verbindungswinkel geregelt werden, sonst läuft nicht alles nach Projekt. Und natürlich wird dies alles in einem Computer simuliert: Operationen, Kräne werden simuliert, und erst dann wird das Objekt an der richtigen Stelle installiert, wo beispielsweise mit Hilfe des Laserscannings Tests durchgeführt werden - haben wir wirklich alle Parameter erfüllt, die ursprünglich im Projekt festgelegt wurden? ?



Im Bild - ein weiteres Beispiel: In einem bestimmten Stadium der Konstruktion markieren Sie zur Überwachung des Baufortschritts die Punkte im Computerinformationsmodell, die Sie im Hinblick auf den Fortschritt verfolgen möchten. Und dann eine sehr einfache Technologie: An diesen Punkten wird ein sphärisches 360-Grad-Foto aufgenommen (Sie werden auch niemanden überraschen). Es wird mit einem Punkt aus dem 3D-Modell kombiniert (Sie können sich umdrehen, scrollen, sehen) und rechts können Sie Sehen Sie, was aus Sicht des Modells zu diesem Zeitpunkt hätte geschehen sollen, und links sehen Sie ein echtes Foto dessen, was in diesem Moment auf der Baustelle tatsächlich passiert. Und Sie können sehr schnell vergleichen, ob dies alles nach Plan verläuft oder nicht, es gibt Abweichungen oder keine Abweichungen. Früher war es dafür erforderlich, eine große Anzahl von Vergleichsvorgängen durchzuführen - um Dokumente anzusehen, mit dem Zeitplan zu vergleichen -, aber jetzt können Sie sehr schnell in wenigen Minuten die Bewegung des Projekts sehen, und aus der Ferne müssen Sie nicht physisch zu diesem Objekt gehen, sondern schauen wie die Dinge wirklich passieren. Unten finden Sie einen Zeitschieber. Wenn Sie einen Bildlauf durchführen, erhalten Sie einen „Film“ über das Geschehen - sowohl im Modell als auch im realen Leben.



Dementsprechend ist, wie ich bereits sagte, ein wichtiger Punkt nicht nur die Modellierung, sondern auch die Überprüfung der Tatsache der Arbeit. Viele Dinge werden nicht mehr „mit dem Auge“ erledigt, als Sie kamen und sahen - ja, Sie haben Geräte aufgestellt oder Beton gegossen, aber Sie haben keine formellen Kontrollen. Jetzt gibt es solche Mittel - Sie können ein Objekt mit einem Laser scannen und feststellen, dass es wirklich nicht von einer seiner Achsen abgewichen ist. Darüber hinaus kann dies jetzt mit Drohnen geschehen, wenn wir über Objekte nicht im Gebäude, sondern auf der Baustelle sprechen. Die Technologie entwickelt sich aktiv: Eine Person muss nicht einmal gehen und Zeit verschwenden, wenn das Objekt groß ist. Darüber hinaus können Sie in einem automatisierten Modus regelmäßig Drohnen nach einem bestimmten Algorithmus starten, der scannt und tatsächlich Informationen darüber gibt, ob es Abweichungen von dem gibt, was Sie derzeit im Modell haben. Es gibt andere geeignete Steuerelemente innerhalb des Objekts, dieselben sphärischen Panoramen - Sie machen also tatsächlich einen Teil des automatisierten Steuerungssystems (automatische Steuerung, Testen, Sprechen Ihrer Sprache) darüber, ob Sie wirklich das tun, was Sie ursprünglich als Projekt programmiert haben Form des Informationsmodells.

Abschließend möchte ich sagen, dass unter Berücksichtigung der vollständigen Digitalisierung der physischen Welt (und der Trend wird immer sichtbarer) die Fähigkeiten, die jetzt in der IT-Branche entwickelt werden, einschließlich Tests, immer aktiver in die reale physische Industrie eindringen. Und in dieser Hinsicht würde ich vielleicht sogar das Potenzial der Technologie freisetzen. Wenn wir beispielsweise Mitarbeiter einstellen, nehmen wir viele Mitarbeiter in technische Positionen mit, aber aus der IT-Branche, da es manchmal einfacher ist, einen Ingenieur aus einem IT-Spezialisten zu machen, als die Fähigkeiten dieser Kultur, flexible Ansätze usw. auf einige Ingenieure zu übertragen Dies ist natürlich nicht immer der Fall.

Wenn Ihnen dieser Bericht gefallen hat, achten Sie darauf: Am 6. und 7. Dezember kommt Heisenbug wieder nach Moskau. Es wird nützliche Tipps und erstaunliche Geschichten geben, und die Welten der Tester und Entwickler werden wieder in Kontakt kommen. Sie können den aktuellen Status des Programms jederzeit auf der Konferenzwebsite anzeigen (und auf Wunsch ein Ticket kaufen).