Как сохранить историю сварного шва на 60 лет, не построив ещё одно озеро данных

Иван Ломанов

Руководитель проектов, группа компаний «Ай‑Джи‑Эй Технологии»

Меня зовут Иван Ломанов. Я инженер по образованию и много лет работаю на стыке эксплуатации оборудования АЭС, неразрушающего контроля и цифровизации. Я участвовал в разработке пилота информационной системы неразрушающего контроля металла оборудования и трубопроводов на Кольской АЭС со стороны эксплуатирующей компании, в запуске и развитии ФГИС ОПВК, а также работал в Центре цифровых технологий Росэнергоатома. Сейчас я занимаюсь цифровизацией процессов контроля металла оборудования и трубопроводов на атомных электростанциях. За это время мне удалось посмотреть на одну и ту же задачу с разных сторон — от инженерной эксплуатации до проектирования информационных систем.

Представим, что через 30 лет инженер открывает историю конкретного сварного шва. Ему будет недостаточно увидеть последнюю запись о контроле. Нужно понять, что это за шов, где он находится, какие требования к нему применяются, как его контролировали раньше, какие результаты получали и какие решения принимались по итогам этих проверок. На первый взгляд кажется, что информационной системе достаточно хранить результаты контроля. На практике речь идёт о сотнях тысяч контролируемых элементов, огромном количестве исполнительной документации, десятках подрядных организаций, разных системах идентификации и требованиях, которые действуют на протяжении всего жизненного цикла станции.

Поэтому возникает вполне практическая задача: как сохранить эту историю и при этом не построить очередное озеро данных, в котором через несколько лет инженер сам будет искать нужную информацию?

Почему электронный архив сам по себе проблему не решает

Особое внимание на АЭС уделяется элементам металла оборудования и трубопроводов первого и второго контуров. Это наплавленные поверхности, основной металл, сварные соединения и другие контролируемые участки оборудования и трубопроводов. Контроль начинается ещё при изготовлении и строительстве, продолжается при вводе в эксплуатацию и затем выполняется в течение всего срока службы станции. При этом требования к методам, объёму и периодичности контроля закладываются ещё на этапе проектирования.

Поэтому проблема заключается не только в количестве документов. Если просто заменить бумажные папки сканами, принципиально ничего не изменится: документ будет находиться там, где его положили, а информация нужна там, где принимается решение. На большой стройке исполнительная документация передаётся комплектами. Это сварочные формуляры, реестры, протоколы, радиографические снимки, сертификаты материалов и множество других документов. Проверка таких комплектов может занимать недели и месяцы. Если обнаруживается ошибка, приходится возвращаться к документам, исправлять их и проходить проверку повторно. Иногда ошибка в документации приводит к необходимости возвращаться уже к выполненным строительно‑монтажным работам.

Поэтому цифровизация здесь должна решать не задачу «куда сложить документы», а другую задачу — создать связанную историю физического объекта. Документ в такой системе становится не конечным результатом, а одним из источников информации об объекте.

Шов № 1 через 30 лет должен остаться швом № 1

На этапе строительства и эксплуатации один и тот же физический объект может иметь разные идентификаторы. Например, сварной шов на монтажном чертеже имеет один номер, связанный с выполнением работ и сварочными формулярами. После передачи оборудования в эксплуатацию трубопровод получает постоянный эксплуатационный код KKS, а номер сварного шва в эксплуатационной документации может отличаться. Физически это всё тот же шов. Если связь между идентификаторами не сохранить, через несколько лет возникает неприятная ситуация: документы существуют, но найти их по эксплуатационному объекту уже не так просто.

Поэтому одна из ключевых задач информационной системы — сквозная трассировка объекта от строительства до эксплуатации. Монтажные обозначения должны быть связаны с эксплуатационными кодами, а вместе с ними должна сохраняться история выполнения работ и контроля. Тогда объект перестаёт быть набором отдельных документов: сварной шов связан со сварочными материалами, результатами контроля, выявленными дефектами, их устранением, передачей в эксплуатацию и последующими проверками. Получается уже не архив, а связанный набор инженерных данных.

Но даже здесь нельзя просто взять и загрузить в систему всё, что есть на стройке. Исполнительная документация представляет собой огромное количество формуляров, реестров, протоколов и других документов. Поэтому часть работы с ними можно автоматизировать. Например, данные из сварочных формуляров используются при формировании ревизий исполнения трассировки трубопроводов. Если трассировка меняется, необходимо понимать, какие документы и результаты контроля относятся к каждой версии исполнения. Если в системе уже есть реестры сварочных работ и результаты неразрушающего контроля, их можно сопоставлять с конкретными элементами металла по номеру формуляра, проекту и ревизии. Специалист при этом не переносит информацию из одного документа в другой вручную, а работает с уже связанными данными и проверяет результат.

Когда чертёж становится интерфейсом

Одной связи между данными всё равно недостаточно. Инженеру нужно не только знать, что объект существует, но и понимать, где именно он находится. Технологическая схема АЭС показывает оборудование, арматуру и трубопроводы достаточно крупно и схематично. Для эксплуатационных задач этого обычно достаточно. Специалисту по контролю металла нужен другой масштаб: конкретные участки трубопровода, отводы, тройники, сварные швы и зоны контроля.

Поэтому в таких системах особенно полезны цифровые векторные схемы контроля. Это уже не просто электронный чертёж: каждый элемент схемы связан с объектом в информационной системе. Нажав на нужный участок, специалист получает его цифровую историю — результаты предыдущего контроля, замеры толщины, документы, выявленные и отслеживаемые несплошности и дефекты. При этом для такой задачи не обязательно создавать дорогостоящую 3D‑модель. На эксплуатации часто важнее простой инструмент визуализации, который позволяет быстро получить нужную информацию.

Связь работает и в обратную сторону: изменение данных в системе может отражаться на схеме, а новая разметка на схеме может становиться основанием для изменения данных в информационной системе. В таком случае схема перестаёт быть картинкой и становится интерфейсом работы с инженерными данными.

Одна схема для заказчика и подрядчика

Для проведения неразрушающего контроля недостаточно знать, что участок существует и что для него предусмотрен контроль. Нужно понимать, готов ли участок к проведению работ. Где‑то необходимо снять теплоизоляцию, где‑то установить строительные леса, организовать освещение и ограждение. Для отдельных участков трубопроводов необходимо обеспечить опорожнение или, наоборот, заполнение системы теплоносителем.

Эти требования можно заранее отразить на цифровой схеме контроля. На её основе формируется конкретное задание подрядчику с требованиями и чек‑листами. Здесь появляется важный эффект: заказчик и подрядчик видят один и тот же объект и одну и ту же информацию. Ситуаций «мы подготовили одно, а вы имели в виду другое» становится значительно меньше. Цифровая схема становится общим языком для всех участников процесса, работающих с сотнями километров трубопроводов.

От отдельного измерения к состоянию оборудования

После подготовки начинается непосредственно контроль. Инженер выходит на объект, выполняет измерения и вносит результаты в систему. На этом этапе данные начинают работать уже не только как архив. Возьмём ультразвуковую толщинометрию. При первом контроле мы получаем значение толщины в конкретной контрольной точке. При следующем обследовании появляется ещё одно значение. И тогда вопрос меняется: важно знать не только текущую минимальную толщину, но и понимать, что происходит с ней во времени.

Если при очередном измерении толщина вдруг увеличилась, это тоже информация. История предыдущих замеров позволяет увидеть аномалию, проверить методику и условия проведения измерения и понять, можно ли доверять новому результату. Такой подход применим не только к толщинометрии. Для других методов контроля можно использовать дефектограммы и отслеживать изменение параметров выявленных несплошностей и дефектов во времени.

При этом решение нельзя принимать по одной цифре. Если на конкретном участке обнаруживается тенденция к изменению параметров выявленной несплошности, её необходимо сопоставить с данными по аналогичным техническим системам и элементам, работающим при сопоставимых условиях. Только после этого отдельный результат становится частью инженерной картины. Так цифровизация переводит контроль от работы с отдельными результатами к работе с динамикой состояния оборудования.

Как не превратить систему в озеро данных

Здесь возникает главный принцип такого подхода: не нужно сразу пытаться оцифровать абсолютно всё. Если заставить специалиста при каждой операции заполнять десятки и сотни полей, цифровая система быстро превратится в дополнительную нагрузку. Поэтому историю объекта имеет смысл формировать поэтапно.

На первом уровне фиксируется сам факт выполненной работы и её связь с конкретным объектом. Например, документ подтверждает, что сварной шов был выполнен и принят. Сертификаты материалов также важны на этом уровне — они являются частью подтверждения того, из чего и по каким требованиям выполнена работа. Следующий уровень — декомпозиция знаний об объекте. Появляются сведения о том, кто выполнял работу, имел ли необходимые удостоверения и допуски, по каким нормативным требованиям был выполнен шов, когда и на основании каких требований проводился контроль, кто его проводил, какая была оценка, какие результаты получены и какие документы относятся к этому объекту.

Только после этого имеет смысл идти глубже. Из сканов и первичных документов постепенно извлекаются дополнительные параметры, которые становятся полезными для анализа причин и закономерностей: параметры контроля, сведения о приборах и их сертификатах, а также другие исходные данные, необходимые для анализа и подтверждения выполнения требований. Получается движение сверху вниз: сначала документ как факт выполненной работы привязывается к объекту, затем постепенно раскрывается содержание этого факта. Не все данные одинаково важны в каждый момент времени, поэтому система должна наполняться по мере возникновения потребности в конкретной информации.

Здесь мне нравится аналогия с метро. Сначала человеку нужно понять, откуда и куда ему ехать. Потом он строит маршрут. И только после этого смотрит конкретные станции и переходы. С инженерными данными работает тот же принцип: сначала мы понимаем объект и его место в системе, затем раскрываем его историю и только при необходимости проваливаемся в конкретный документ, измерение или параметр. Так получается не озеро данных, а структурированная инженерная память.

Один объект — общая информационная картина

В такой системе работают разные участники процесса: руководители стройки и эксплуатации, органы ядерного регулирования, технический надзор, инспекция, специалисты эксплуатирующих подразделений, специалисты по сварке, подготовке контроля, неразрушающему и разрушающему контролю металла. У каждого своя задача, но объект один. Информация об этом объекте должна быть общей, а результат работы одного специалиста — становиться частью общей информационной картины, а не очередным файлом, который потом кто‑то будет переносить в другую систему.

Поэтому при проектировании подобных решений мы опираемся на три взаимосвязанных фактора.

Информационный стандарт исключает неоднозначность и снижает затраты на интерпретацию информации.

Цифровая модель каждого элемента обеспечивает прослеживаемость объекта на протяжении жизненного цикла — от изготовления до вывода из эксплуатации.

Среда совместной работы позволяет сделать так, чтобы действие одного участника становилось частью общей картины и было доступно тем, кому эта информация нужна дальше.

Почему качество инженерной информации имеет значение

Для атомной энергетики это не просто вопрос удобства работы с информацией. Цена серьёзной ошибки в этой отрасли уже известна. После Чернобыльской аварии трудно говорить о том, что качество контроля, инженерной информации и принятых решений может быть второстепенным вопросом. Поэтому информационная система не должна увеличивать объём работы инженера бесконечным количеством полей, документов и обязательных операций. Она должна помогать ему выполнять эту работу.

Именно поэтому при проектировании информационных систем контроля металла важно учитывать не только то, какие данные можно собрать, но и то, какие данные действительно нужны специалисту на каждом этапе и как связать их между собой. В таком подходе цифровизация — это не перенос бумажного архива в электронный вид, а создание преемственности инженерной информации. История объекта не должна зависеть от смены подрядчиков, отдельных специалистов и количества лет, прошедших с момента строительства.

И тогда через 30 или 60 лет инженер, открыв конкретный сварной шов, увидит не гору документов, а понятную инженерную картину, с которой можно работать.