Использование мобильных технологий при выполнении электромонтажных работ на изделиях морской техники

Заказчик
АО СПО "Арктика"
Руководитель проекта со стороны заказчика
Год завершения проекта
2021
Сроки выполнения проекта
Сентябрь, 2020 - Август, 2021
Масштаб проекта
50 автоматизированных рабочих мест
Цели
Повышение производительности труда и качества выполнения работ, отказ от выполнения работ на объекте «по бумажному чертежу» за счет использования мобильных устройств, обеспечивающих вывод трехмерной модели кабельных трасс заказа и всей сопутствующей документации на экран планшетного компьютера.

Устраняется необходимость транспортировки на место выполнения работ объемного комплекта бумажной технологической и конструкторской документации, документация всегда находится в актуальном виде со всеми изменениями.

В несколько раз ускоряется поиск необходимой информации в массиве документации за счет интерактивности представления данных.

Уникальность проекта

Для реализации проекта используется специально разработанное программное обеспечение, которое строит на экране планшетного компьютера 3D-изображение корабля на основе массивов проектных данных, выгружаемых из САПР проектных организаций.
Обеспечивается интерактивность представления данных.

Одним из ключевых ограничений проекта была невозможность подключения планшетов к беспроводной связи, так как электромонтажные работы выполняются внутри металлического корпуса корабля, который полностью экранирует связь. Кроме того, на отдельных объектах, связанных со строительством кораблей в интересах МО РФ, применение устройств с технологией беспроводной связи недопустимо по требованиям ИБ.

Все это привело к необходимости работы планшетов в асинхронном режиме: в конце смены планшеты устанавливаются на док-станцию, и выполняется их синхронизация с КИС: на планшет загружаются изменения 3D-модели и документации, с планшета информация о выполненных в течение смены работах загружается в КИС.
Использованное ПО
Серверная часть разработана с использованием языка Python и пакета Django. Клиентская часть разработана с использованием языка JavaScript и библиотек jQuery и Vue.js. В качестве базы данных используется файловая база данных SQLite.
Сложность реализации
  • Необходимость использования мобильных устройств в условиях агрессивной среды (повышенная влажность, запыленность, ограниченное пространство с большим количеством выступающих металлических конструкций). Потребовалось использование устройств промышленного исполнения.
  • Отсутствие возможности обеспечить подключение мобильного устройства к корпоративным информационным системам на месте выполнения работ.
  • Ограничения, вызванные требованиями информационной безопасности при выполнении работ на объектах морской техники в интересах МО РФ. Планшеты не должны иметь модулей беспроводной связи, геолокации, камер и микрофонов.
  • Высокие требования к быстродействию, которые особенно сложно было выполнить, учитывая необходимость визуализации 3D-модели электротехнической части заказа.
  • Повышенные требования к защите обрабатываемых данных.
Описание проекта
До начала реализации проекта при проведении электромонтажных работ на строящихся или ремонтируемых объектах морской техники существовала производственная необходимость наличия непосредственно на рабочем месте на объекте комплекта конструкторской и технологической документации, согласно которому проводились работы. Один комплект документации весит в среднем 5 кг. Размещать архив бумажной документации непосредственно на корабле невозможно по требованиям пожарной безопасности.

Такая организация работ порождала следующие сложности:

1. Существовала необходимость переноски значительного объема копий бумажных документов в условиях стесненных помещений, трапов и переходов. Дополнительно исполнитель работ должен был обеспечить сохранность документов от пыли, грязи, влаги и прочих внешних факторов, присущих процессу строительства корабля. В конце смены документацию приходилось сдавать в архив, так как ее хранение на заказе запрещено. Архив обычно находится на значительном удалении от места выполнения работ (расстояние до архива от 5 до 42 минут в зависимости от конкретного объекта). Значительную часть пути до архива приходилось преодолевать по самому объекту. Так, самый большой объект, где реализовывался данный проект, в длину составляет 230 метров, имеет 7 палуб, более 50 трапов и более 100 коридоров.

2. Работникам архива помимо изготовления копий документов на замену приходилось покопийно учитывать выданные на руки документы, т.к. в документы периодически вносятся корректировки. В случае поступления в архив извещения на изменение документа приходилось оповещать держателей устаревших копий о недействительности документа и изготавливать необходимое количество копий обновленной документации. Тем не менее происходили случаи выполнения работ по устаревшим документам, что приводило к браку и необходимости переделки выполненных работ.

3. Исполнитель работ на производственном участке вынужден был искать необходимые записи в бумажных документах, содержащих до нескольких тысяч записей. Поиск необходимой информации занимал значительное время. Дополнительным негативным фактором становилось отсутствие в запрошенном комплекте необходимого документа, которое обнаруживалось непосредственно при выполнении работ. Также в случае выполнения работ раньше запланированного срока продолжение работ на соседнем участке было невозможным из-за отсутствия непосредственно на объекте необходимой документации.

Основной идеей проекта стала замена комплекта бумажной документации на производственном участке на планшетный компьютер, содержащий интерактивную трехмерную модель электротехнической части корабля (строящегося или ремонтируемого) и документацию в электронном виде.


В АО «СПО «Арктика» используется информационная система «Электромонтаж», специализированная под особенности электромонтажных предприятий судостроительной отрасли. Одним из основных источников данных для информационной системы являются массивы проектных данных, получаемые от проектантов. Эти массивы содержат информацию об объеме электромонтажных работ на объекте: перечень монтируемого оборудования, перечень и состав кабельных трасс, маршруты кабельных трасс и т.д. Массивы в заранее оговоренном формате выгружаются из САПР проектных организаций, после чего загружаются в систему «Электромонтаж» и служат основой для подготовки производства, планирования и т.д.

Так как от качества и достоверности проектных данных напрямую зависит качество автоматизированных внутренних бизнес-процессов предприятия, был разработан модуль интеллектуального анализа получаемых массивов проектных данных. Он позволяет выявлять ошибки и нестыковки на самых ранних этапах подготовки производства, например, находить разрывы в маршрутах кабельных трасс, взаимное пересечение оборудования и элементов насыщения и т.д. Выявленные ошибки визуализируются на интерактивной трехмерной модели заказа. Дополнительно ко всем элементам трехмерной модели привязаны документы из электронного архива, например, по клику на помещение на 3D-модели можно получить полный перечень документации, необходимой для выполнения работ в помещении, и по ссылкам открыть необходимые документы. Этим программным обеспечением, разработанным специалистами АО «СПО «Арктика», пользуются не только службы подготовки производства на предприятии, но и проектные организации для автоматизированного анализа массивов проектных данных перед их передачей на электромонтажное предприятие.

Система представляет из себя классическое веб-приложение и построена на базе кроссплатформенных решений, поэтому возможна его работа на различных операционных системах (в т.ч. мобильных). Для запуска системы необходим веб-браузер.

После появления необходимости предоставления электромонтажникам судовым доступа к информационным ресурсам предприятия непосредственно на кораблях это программное обеспечение было развернуто на планшетах промышленного исполнения. Это удалось сделать сравнительно быстро и безболезненно за счет того, что программное обеспечение изначально разрабатывалось как кроссплатформенное решение на базе веб-технологий.

Отдельные сложности были с выбором конкретной модели планшета. Необходимо было найти планшет, который бы одновременно удовлетворял следующим условиям:
• должен эксплуатироваться в суровых условиях строительства корабля;
• удовлетворял требованиям службы безопасности на режимных объектах (не имел модулей беспроводной связи, видеокамеры, микрофона);
• имел достаточно большой экран и низкий вес.

В опытной эксплуатации использовались несколько различных моделей планшетов, был определен оптимальный вариант.

Каждый планшет закреплён за конкретным рабочим. Перед началом рабочей смены на планшет из корпоративной информационной системы автоматически загружается актуальная 3D-модель электротехнической части строящегося корабля и необходимая документация (конструкторская, технологическая), относящаяся к району работ бригады. На утреннем разводе мастера выдают планшеты рабочим. В течение рабочей смены бригады используют планшеты в своей работе и в конце смены сдают планшеты мастерам. Мастера устанавливают планшеты на док-станции, которые автоматически идентифицируют устройство, выполняют загрузку изменений документации и модели на планшет. Далее утром все повторяется.

Сохранность информации от несанкционированного доступа, а также на случай утраты планшета обеспечена шифрованием информации на жестком диске планшета. Реализован механизм обеспечения актуальности информации на планшете путем проверки программным обеспечением времени последнего обновления данных на планшете, и в случае превышения заданного интервала работа программного обеспечения блокируется до обновления локальной базы данных планшета до актуальной версии, содержащейся на серверах системы «Электромонтаж». Пользователю выдается сообщение о необходимости установки планшета на док-станцию для зарядки и обновления данных.

Проект признан успешным, по отдельным видам работ и операциям производительность труда электромонтажников судовых возросла на порядок. Принято решение о масштабировании проекта, увеличении числа планшетов и вовлечении в проект других филиалов предприятия.

Презентация
География проекта
Головное предприятие в г. Северодвинске, филиал в г. Калининграде, филиал в г. Мурманске.
Дополнительные презентации:
Использование мобильных устройств.pdf
Коментарии: 2
  • Николай Галкин
    Рейтинг: 919
    Itella
    ИТ Директор
    12.10.2021 19:02

    Планшет 13-14 дюймов, на сколько удобно работать с большими чертежами на таких планшетах? Производительности процессора планшета и его памяти хватает для работы с большими чертежами?

    • Евгений Ляховский Николай
      Рейтинг: 55
      АО СПО "Арктика"
      Начальник управления ИТ
      13.10.2021 10:38

      Николай, добрый день. Мы пробовали несколько моделей планшетов, остановились на 11,6 дюймов FHD. Такой вариант по размеру оказался оптимален для эксплуатации в условиях корабля. Электромонтажники все молодые, пользуются личными смартфонами, поэтому проблем с планшетом нет, активно пользуются масштабированием.
      На выбранной модели оперативная память 8GB. Вполне достаточно для работы с большими чертежами. У нас при загрузке в электронный архив pdf автоматически оптимизируются, чтобы занимать меньше места, но даже с файлами более 200MB нет проблем.
      Рекомендую посмотреть презентацию, приложенную к проекту, ту, которая не в pdf, а на Google диске. Если ее скачать, то там есть встроенное видео с моделью заказа. В штатном режиме при работе с несколькими кабелями модель работает на планшете также шустро, как на десктопе (как на видео в презентации). Но если требуется показать все кабели выходящие из какого-нибудь насыщенного помещения, то на отрисовку может уйти довольно значительное время (30-40 секунд). Однако, как правило, такие задачи перед рабочим не стоят. Этим больше пользуются конструктора и технологи (на десктопе), а рабочий работает с маршрутом конкретного кабеля или трассы.

Год
Предметная область
Отрасль
Управление