Цифровизация технологических процессов как неотъемлемая часть развития компании

146

Цифровизация технологических 
процессов как неотъемлемая часть 
развития компании

В

ысоковольтные вводы яв-

ляются достаточно специ-

фическим оборудованием, 

в  конструкции  которого 

не применяются ни цифровые ин-

тегральные  схемы,  ни  автомати-

зированные  системы  управления, 

даже  программное  обеспечение 

на  вводе  отсутствует.  На  первый 

взгляд,  это  продукция,  которую 

никак  нельзя  отнести  к  объектам 

цифровой энергетики.

По  определению  НИУ  ВШЭ 

цифровая  экономика  —  это  дея-

тельность  по  созданию,  распро-

странению и использованию циф-

ровых  технологий  и  связанных 

с  ними  продуктов  и  услуг.  Иными 

словами,  цифровая  экономика  — 

это  цифровизация  всего  жизнен-

ного цикла продукции, начиная от 

разработки и заканчивая ее утили-

зацией.  И  именно  цифровизация 

процессов  проектирования  и  про-

изводства высоковольтных вводов 

позволяет  отнести  их  к  объектам 

цифровой энергетики. 

На  заводе  «Изолятор»  цифро-

визация процесса проектирования 

высоковольтных  вводов  началась 

еще в 1980-х годах с применения 

специализированных  компьютер-

ных программ при разработке про-

дукции. В то время были созданы 

и  начали  использоваться  первые 

расчетные  программы,  позволяю-

щие ускорить и упростить процесс 

расчета  высоковольтных  вводов, 

и  вместе  с  тем  дающие  возмож-

ность за короткий промежуток вре-

мени просчитать разные варианты 

будущей  конструкции  и  выбрать 

наиболее  оптимальное  решение. 

При этом разработка всей осталь-

ной  конструкторской  и  техноло-

гической  документации  выполня-

лась по-прежнему вручную.

Во второй половине 90-х годов 

в специальном конструкторско-тех-

нологическом  бюро  завода  «Изо-

лятор» стали внедряться конструк-

торские программы, позволяющие 

при  разработке  новых  изделий 

использовать  3D-моделирование. 

Преимущество 

использования 

современных  систем  проекти-

рования,  предназначенных  для 

создания  моделей  и  проведения 

детального  инженерного  анали-

за, сразу стало очевидным и дало 

толчок  к  масштабному  переходу 

всего коллектива СКТБ завода на 

цифровой формат.

Активное освоение нового про-

граммного обеспечения по време-

ни совпадает с началом внедрения 

на заводе ряда новых технологий 

и  принципиально  новых  конструк-

ций  высоковольтных  вводов.  Так, 

в начале 2000-х фактически с нуля 

создается  и  внедряется  в  серий-

ное  производство  технология  на-

несения  силиконового  оребрения 

на высоковольтные вводы с твер-

дой изоляцией. А спустя несколько 

лет  запускается  серийное  произ-

водство  высоковольтных  вводов 

с  RIP-изоляцией,  вводов,  изготов-

ленных  по  принципиально  новой 

технологии,  которой  не  было  ра-

нее ни в СССР, ни в России.

Все  эти  годы  СКТБ  завода 

«Изолятор»  внедряло  и  активно 

использовало  современное  ПО, 

позволяющее ускорить процессы 

разработки  новых  конструкций 

и  технологических  процессов, 

сделать процесс разработки наи-

более  качественным,  техноло-

гичным  и  прогнозируемым.  Кро-

ме  расчетных  и  конструкторских 

программ  с  3D-моделированием 

активно  применяют  разнообраз-

ные  расчетные  модули,  исполь-

зующие  в  качестве  расчетных 

моделей  цифровых  двойников 

для компьютерной имитации про-

цессов  и  воздействий,  которым 

будет  подвержен  высоковольт-

ный  ввод  как  на  разнообразных 

технологических  этапах,  так 

и при эксплуатации. 

Компьютерная  имитация  на 

основе цифровых двойников вво-

дов  применяется  для  всесторон-

ней  оценки  будущего  изделия. 

Это разнообразные механические 

ОБОРУДОВАНИЕ

Статья

подготовлена

по

материалам

доклада

генерального

директора

ООО

 «

Завод

 «

Изо

–

лятор

», 

руководителя

НИК

 D1 

РНК

СИГРЭ

, 

доктора

технических

наук

А

.

З

. 

Славинского

на

конференции

 «

Инновации

в

энергомашиностроении

: 

перспективы

технологического

развития

», 

состоявшейся

в

рамках

РМЭФ

-2021.

147

3D-МОДЕЛИ 

ВВОДОВ 

НАПРАВЛЯЮТСЯ 

ПРОИЗВОДИТЕЛЯМ 

ТРАНСФОРМАТОРОВ

ИЛИ ДРУГОГО 

ОБОРУДОВАНИЯ

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ 

ЗАВОД №1

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ 

ЗАВОД №2

ПРОЕКТНАЯ 

ОРГАНИЗАЦИЯ

ПРОЕКТНАЯ 

ОРГАН

ГГ

ИЗАЦИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬ 

КРУЭ

Использование

универсального

 3D-

формата

при

обмене

информацией

между

производителями

. 

Производители

используют

модели

вводов

при

проекти

–

ровании

оборудования

воздействия  (консольные  нагруз-

ки, сейсмическая активность и вы-

сокое давление), высоковольтные 

электрические  перенапряжения 

(как  длительные,  так  и  при  пере-

ходных  процессах,  а  также  при 

импульсных  воздействиях),  про-

верка  состояния  будущего  ввода 

при  протекании  через  его  кон-

струкцию токов короткого замыка-

ния (как токов термической стой-

кости  с  оценкой  допустимости 

нагрева  элементов  конструкции, 

так и токов динамической стойко-

сти  с  оценкой  достаточной  меха-

нической  прочности  конструкции 

в отношении всех возможных фак-

торов,  действующих  на  изделие 

в одно и то же время). 

Для  подтверждения  соответ-

ствия вводов требованиям россий-

ского (ГОСТ Р 55187-2012) и меж-

дународного  (IEC  60137:2017) 

стандартов  проводятся  более 

20  видов  приемочных  испытаний, 

как  в  собственной  аккредитован-

ной лаборатории, так и по требова-

нию заказчиков в международных 

испытательных центрах.

Наиболее сложным с точки зре-

ния сохранения надежности высо-

ковольтного ввода является режим, 

при  котором  одновременно  дей-

ствуют такие факторы, как сейсми-

ческая  активность,  максимальная 

допустимая  консольная  нагрузка, 

воздействия от собственного веса 

компонентов конструкции при мак-

симальном  угле  установки  ввода 

и  электродинамическое  усилие, 

возникающее  при  коротком  замы-

кании. 

Расчет вводов на механическую 

стойкость  проводится  с  учетом 

одновременного воздействия всех 

перечисленных  нагрузок,  чего  ни-

когда не может произойти в обыч-

ной  эксплуатации.  Проведение 

оперативных  расчетов,  выявле-

ние слабых мест конструкции, вы-

работка  наиболее  эффективного 

пути усиления слабых мест невоз-

можны  без  использования  совре-

менного  инженерного  программ-

ного обеспечения. Положительные 

результаты  проведенных  в  даль-

нейшем испытаний подтверждают 

правильность  принятых  подходов 

при  проектировании  и  расчетах 

высоковольтных вводов. 

Как только конструкторам На-

учно-технического центра завода 

становятся  понятны  параметры 

закупаемых компонентов, они на-

правляют  запросы  компаниям, 

которые  специализируются  на 

изготовлении  данных  элемен-

тов  конструкции  высоковольтно-

го  ввода.  Ответ  от  поставщиков 

приходит в виде габаритных чер-

тежей и 3D-моделей данных ком-

понентов. 

Заказчик,  в  свою  очередь,  по-

лучив  модель  высоковольтного 

ввода, помещает ее в модель сво-

его  устройства.  И  в  дальнейшем 

ведет разработку своего агрегата, 

имея возможность наиболее точно 

учесть  все  особенности  высоко-

вольтного  ввода.  Такая  практика 

имеет  большое  количество  поло-

жительных сторон: 

– ускорение  проектирования  на 

всех  этапах,  у  всех  компаний, 

вовлеченных в процесс созда-

ния конечного изделия;

– минимизация,  практически  ис-

ключение  вероятности  возник-

новения  конструкторских  оши-

бок, а в случае их выявления — 

скорейшая корректировка;

– широкое  использование  обме-

на  3D-моделями  позволяет 

наиболее  точно  адаптировать 

конструкции  узлов  оборудова-

ния от разных производителей.

Для  управления  массивом 

данных  и  оптимизации  процес-

сов было принято решение о вне-

дрении  на  заводе  современной 

сис темы.  С  прошлого  года  на  за-

воде  активно  внедряется  PLM-

система — прикладное программ-

ное  обеспечение  для  управления 

жизненным циклом продукции. 

Первой большой целью данной 

работы  является  полный  уход  от 

технической  документации  на  бу-

мажных носителях. Это очень дол-

гий  и  сложный  путь,  и  он  займет 

несколько  лет,  но  уже  сейчас  все 

конструкторские  разработки  НТЦ 

завода ведет в одной экосистеме.

Согласование, проверка и архи-

вирование документации происхо-

дит  по  прописанным  алгоритмам. 

PLM-система  позволила  сделать 

процесс  разработки  более  откры-

тым  и  контролируемым.  А  удоб-

ства  выбранной  PLM-системы 

позволяют  ускорить  разработку 

новых вводов и упростить процесс 

их унификации. 

Компания «Изолятор» находит-

ся в начале большого пути, на ко-

тором PLM система — это только 

начало.  А  цифровизация  и  ком-

пьютерная  имитации  на  основе 

цифровых  двойников  —  не  само-

цель, это всего лишь инструменты, 

помогающие  быть  в  одном  ряду 

с  ведущими  мировыми  произво-

дителями  высоковольтных  вводов 

и  продолжать  выпускать  продук-

цию,  не  уступающую  лучшим  ми-

ровым аналогам.  

Р

+ 7 (495) 727-33-11

mosizolyator@mosizolyator.ru

www.mosizolyator.ru

№

 2 (65) 2021