Как избежать ошибок при проектировании

Николай Кукушин, 24/04/19

Строительство автоматизированных систем, в том числе безопасности, и их дальнейшая техническая эксплуатация в значительной степени зависят от уровня проектирования. Почему недопонимание важности стадии проектирования ведет к потере средств и созданию дополнительных угроз?

Что является подводными камнями в проектировании? Попробуем в этом разобраться, не привязываясь к конкретному программному обеспечению САПР.

Рисунки ведут к ошибкам

Возьмем любой проект, например рис. 1, и посмотрим, имеется ли возле УГО-элементов (условных графических обозначений) их нумерация и отличительные префиксы.

Если префиксы и нумерация отсутствуют, то проектировщик, скорее всего, применял непрофессиональное ПО, и все используемые им УГО являются не более чем рисунками, или это версия AutoCAD, которая не нумерует автоматически элементы. Различие огромно, но часто остается "за кадром" понимания заказчика.

ris-1

Во-первых, такой проектировщик обречен вручную подсчитывать все нанесенные на планах элементы, потому что его программа не может этого делать автоматически. Отсюда неминуемо негативное влияние человеческого фактора: либо будут излишки, либо недостача каких-то существенных элементов в спецификации проекта.

Во-вторых, все неизбежные в любом деле коррекции и изменения будут связаны с неимоверными затратами труда, что также преумножит ошибки и усугубит положение. Поэтому такие проектировщики в штыки воспринимают любую критику, чтобы не соглашаться даже с минимальными поправками, для них это равносильно тому, чтобы начать работу заново.

В-третьих, когда УГО – просто рисунок, а не пронумерованный элемент, то будет сложно быстро найти и идентифицировать в документации (технологических картах) необходимый компонент, если на нем отсутствует учетный префикс и номер, привязанный к данному элементу. Все это станет "заплывом на длинные дистанции", приведет к путанице еще на стадии проектирования (например, один и тот же элемент будет фигурировать под разными наименованиями на разных страницах) и усложнит монтаж, приемку и дальнейшую эксплуатацию.

Автоматическая нумерация не ошибается

В современных проектах, где использовалась профессиональная САПР, пронумерованы все элементы и кабельные линии (кроме входящих в локальные соединения какого-либо отдельного устройства), поэтому нет никаких неопределенностей в отношении всех основных компонентов, что особенно важно в крупных проектах, где корректировки при промежуточных согласованиях исчисляются сотнями и тысячами, – упомнить и уследить, а также проконтролировать их правильность вручную будет несоизмеримо сложнее и займет гораздо больше времени, чем если бы все это сделала программа. Автоматическое формирование спецификации многократно упрощает и ускоряет работу проектировщика и исключает ошибки.

ris-2

Средний по величине проект содержит сотни кабелей, "блуждающих" по этажам и кабинетам. Если кабельные линии отображать как рисунки, то программа не сможет измерить их длину и придется делать это вручную, промеряя каждый отрезок. Хотя у многих программ есть функция измерительной линейки, это ручной труд и ошибки. "Компас", Visio, AutoCAD и многие другие программы не измеряют длину линии или провода, в том числе в лотке (коробе, жгуте). Профессиональное программное обеспечение автоматически измеряет длину сразу всей линии, а не отдельных сегментов "по линейке", чем оказывает проектировщику неоценимую помощь в быстром, точнейшем, безошибочном определении длин кабельных линий, что особенно важно в линиях со сложной топологией (рис. 2).

Кабельный журнал – удобнее, точнее и быстрее

Точные длины линий необходимы в любом проекте. Профессиональные монтажники при прокладке новых линий не бегают с кабелем из угла в угол, а сразу отмеряют нужную длину по кабельному журналу – таблице с длинами кабеля.

Кабельный журнал из профессиональных проектов превосходит обычные ожидания монтажников, и они всерьез удивляются, когда видят точное совпадение указанных в проекте длин кабеля с реально проложенными. Меньше обрезков, меньше ошибок, выше экономия, намного быстрее продвигается работа. Прораб уже заранее знает, каким образом нарезать кабель, чтобы его точно хватило и не появилось соблазна сделать запрещенные сростки, которые иногда прячут от глаз заказчика в гофру или в лоток, и именно эти скрытые скрутки зачастую становятся источниками неисправностей и пожаров.

Если кабель недешевый (Lapp, Olflex и др.), то точность кабельного журнала позволяет экономить весьма заметные деньги. То же самое справедливо и для лоточной системы: ее для одних и тех же целей можно спроектировать по-разному, украшая объект или усложняя его дальнейшую техническую эксплуатацию. Точное проектирование лоточной системы сберегает существенные финансовые средства не только в силу экономии самих лотков, но и трудозатрат, ведь монтаж меньшей длины занимает меньшее время. Ошибки в проектной документации приводят к дополнительным работам, которые обычно не запланированы в бюджете и поэтому могут влиять на качество строительства в силу нехватки, например, материалов для переделок, не говоря о двойной работе монтажников. Все это подтверждает, что экономить на проектировании неразумно. Но многие, очень многие заказчики стремятся так или иначе получить проект бесплатно, почти как в известной басне (рис. 3).

ris-3

Многие ищут софт для проектирования, используют то и другое, но в чистых BricsCAD, AutoCAD, nanoCAD либо "Компасе" никаких кабелей и жгутов нет.

Для проектирования жгутов есть связки Brics-CAD + CADWorx P&ID или, возможно, BricsCAD в совокупности с решениями от CSoft.

Практика как критерий

Проектировщики от проекта к проекту набирают массу шаблонных решений. Начинающему специалисту будет нечего показать заказчику из предыдущих проектов (их попросту нет либо слишком много ляпов), и это "выдает его с потрохами", позволяя сразу понять его уровень. Сегодня многие компании в погоне за дешевизной вопреки здравому смыслу берут проектировщиками пользователей софта со средним образованием, которые никогда не были аттестованы Ростехнадзором на знание норм ПУЭ, ПТЭЭП и других (ГОСТ, СНиП и т.д.) в тех сферах, где они берутся за проектирование. Главный критерий – владение софтом, над этим трудятся новоявленные школы, где быстро натаскивают даже гуманитариев. Они способны запросто перепутать провода N и PE даже на одной странице проекта, поскольку для них это просто обозначения, а не ключевой элемент электробезопасности.

В некоторых вузах до сих пор инженерные факультеты настоятельно требуют владения кульманом, но дают будущим инженерам очень мало навыков в САПР. Не отсюда ли в проектах самых авторитетных государственных организаций встречаются такие ляпы, как соединители капюшонного типа, запрещенные ПУЭ? Кабель прокладывают в плинтусе, где невозможно соблюсти пожарные нормы, минимально допустимый радиус изгиба кабеля, – отсюда и пожары. Ахинея в части расчета по току КЗ стала атрибутом проектов. Если проектировщик не изучал электротехнику, то как он может адекватно выбрать требуемые элементы, например защиты? Проекты авторитетных заказчиков с сайта госзакупок часто демонстрируют явные ошибки и опасные решения, в результате чего у заказчика либо повредится оборудование, либо под угрозой окажется безопасность персонала. Прокуратура Новгорода недавно выставила на торги проект, где для стальных дверей проектировщиком были выбраны мебельные замки.

Многие проектировщики игнорируют радиусы изгиба кабеля, например при вводе в лоток или при выходе из него. В результате изоляция кабеля в силу недопустимого механического давления ухудшается, что в случаях с силовыми кабелями может повлечь повышенную утечку между жилами и даже их горение после пиролиза изоляции. Такое недавно встречалось на ОПО, где проектировщик явно недопонимал важность соблюдения предельных радиусов изгиба кабеля.

Квалификация падает

Противоречие между компетентностью проектировщика и уровнем владения САПР создает все большие трудности для специалистов, поскольку на изучение самих современных САПР требуется значительное количество времени и более производительные компьютеры. В крупных проектных компаниях все заметнее деградация уровня профессионализма проектировщиков, которые просто далеки от электротехники и полевой практики, поэтому навязывают заказчику не только неэффективные, но и небезопасные решения.

Примером такого "снижения трудозатрат" на многих объектах в России, включая государственные, является отсутствие УЗО вопреки нормам п. 1.7.53 ПУЭ и п. 4 ст. 82 ФЗ-123. В итоге страдает конечный потребитель, поскольку УЗО – эффективное превентивное средство защиты кабелей от пожаров и персонала от ударов электрического тока.

Практика стабильно показывает низкий уровень квалификации проектировщиков крупных организаций, где "высокий руководитель" редко вникает в детали проекта, а низовые исполнители не обладают требуемыми знаниями и опытом.

Распространен вариант, когда субподрядчик вынужден бесплатно оформлять проектную документацию заново, поскольку исходный проект никуда не годился, на этом крупные организации зачастую экономят деньги на проектирование. Такой способ фигурирует в договорах как оформление исполнительной документации.

Сбагрить хлам

Многие проекты отстали от прогресса на десяток лет, что особенно заметно в высокотехнологичных отраслях, например системах безопасности и АСУ ТП.

Крупные фирмы не только превращаются в переполненные склады залежалых партий безнадежно устаревшего оборудования, но и копируют проекты из "проверенных источников", в результате чего во многих госпроектах использовалось устаревшее импортное оборудование по завышенным ценам. Проектной организации это достаточно выгодно: во-первых, меньше труда уходит на поиск решений, во-вторых, дороговизна компонентов быстро съедает бюджет, и чем меньше компонентов, тем меньше труда! Труда не только проектировщика, но и строителя. Заказчик ведь не сможет упрекнуть такого проектировщика в чем-либо, поскольку он сошлется на "скудный бюджет" и авторитетное оборудование достопочтенных производителей Европы или Японии, хотя в действительности продукция собирается в Китае и стоит в разы меньше.

Примерами таких "ошибок" может служить использование европейских видеокамер, которые в 2013 г. при одинаковых наиболее существенных параметрах с Hikvision отличались в цене в 10 с лишним раз. Программное обеспечение может использовать устаревшие форматы и требовать в разы большей производительности сервера, чем эффективное ПО. Лучшие решения демонстрируются прежде всего на выставках, но и там без глубокого опыта и знаний очень легко стать жертвой продавцов и очень непросто разглядеть ошибки производителей.

Привязка к объекту

Довольно часто проектировщики предлагают лишь слегка переделанный типовой проект. Многие организации настолько к этому привыкли, что сводят переговоры только к обсуждению цены, это наглядно демонстрируют условия многих тендеров на сайте госзакупок. В результате появляется огромное количество нестыковок, которые выявляются ближе к разгару стройки.

Профессиональные проектировщики в предложении клиенту на начальной стадии передают не менее трех возможных вариантов "предпроекта", из которых сделать окончательный выбор совсем непросто, потому что все они по-своему хороши. Старые, но не устаревшие ГОСТы 34-й серии предполагают конкурс концепций и эскизных проектов, но где такие конкурсы на практике? Технологии развиваются, и в каждом конкретном случае оптимальное по эффективности решение может существенно отличаться от применяемых в сходных объектах. От чего это зависит? В системах безопасности, например, выбор зависит от производительности имеющихся на объекте компьютеров и даже типа дверей. В АСУ ТП – от типа датчиков и стратегий надежности. Факторов много, и учесть их возможно лишь путем многократного обсуждения не за один день. В идеале проектировщик выступает лишь как "генератор идей" и "энциклопедия" решений, а клиент сам определяет стратегию проекта и делает осознанный выбор лучшего варианта, который далее оформляется в виде проектной документации.

Влияние на монтаж

Если проектная организация не имеет опыта монтажа и эксплуатации, то ее проектные решения могут оказаться невыполнимыми, что застопорит все строительство и сорвет планы.

На практике монтажники вынужденно "подправляют" проекты и делают по-своему. Что в итоге достается заказчику, который заказывал (согласовывал) одно, а получил другое?

Поскольку подрядчик обязан согласовывать каждое отступление от проекта с заказчиком, то на такое пересогласование уходит много времени, – такова неизбежная цена непродуманности проектной документации.

Эффективность невыгодна

Редко кто из проектировщиков стремится к эффективности проектов не только в смысле возможностей, но и по себестоимости. Чем дешевле, тем меньше прибыль от строительства. Поэтому по тендерам госзакупок видно, что доводы инженерной мысли играют последнюю роль. Если бы существовали условия для конкурса проектов на стадии концепций, то можно было бы экономить заметные бюджетные средства. Но кому это выгодно?

Инженерный подход дает экономию не по одной, а сразу по многим позициям, которые предопределяют еще и экономию в ходе эксплуатации за счет меньшего энергопотребления.

Вместо этого – урезанные сроки и отсутствие предварительного обсуждения и конкурса вариантов, что на самом деле не может быть выгодно заказчикам, но очень выгодно конкретному чиновнику, который организует подобные закупки.

"Штабная культура"

Если проектировщик использует вместо элементов рисунки, то неизбежны ошибки, как уже было отмечено выше. Важны и другие последствия, о которых обычно не говорят, потому что они не нормированы в принципе.

Представьте себе план или схему. Одни из них легко и удобно читать, другие оставляют впечатление бурелома: компоненты и надписи наскакивают друг на друга, в одном месте пусто, в другом густо. Какие-то надписи вовсе не прочитать, поскольку они не помещались в отведенную им рамку…

Проблема некоторых видов непрофессионального ПО для дизайна в том, что любое перемещение рисунка требует перемещения всех прилегающих компонентов и влечет значительные затраты труда и времени.

Профессиональное дизайнерское ПО для проектирования электрических схем позволяет передвигать элементы так, что остальные тянутся за ним следом, не рассыпаясь, и остается только лишь слегка подправить общий вид, быстро и легко.

Если на схемах провод или соединение смещены и не совпадают, то проектировщиком была использована САПР, не поддерживающая соединения, что чревато скрытыми ошибками. "Штабная культура" проявляется в безукоризненном совпадении центров линий и соединителей, что в профессиональном дизайне достигается легко и непринужденно.

Удобство чтения проектной документации в значительной мере определяет уровень качества эксплуатации систем объекта.

Про 3D-проектирование

Трехмерная графика, несомненно, обладает огромными преимуществами перед двухмерной. Современные 3D-картинки позволяют увидеть и найти наиболее оптимальное решение для размещения оборудования и прокладки кабельных линий. Но есть и проблемы.

На чем прораб или менеджер заказчика будет листать 3D-проект? Даже автокадовские файлы с их неэффективностью с трудом открываются на обычных планшетах. Прораб с ноутбуком – редкость, поскольку на стройке и в переполненном лестницами и инструментами автомобиле очень легко разбить любую оргтехнику.

Большинство программ 3D-дизайна многократно дороже, и их использование требует весьма производительной техники, которая также стоит в разы больше. Сможет ли такой 3D-проектировщик поработать на далеком крупном объекте с ноутбуком? Дорогостоящий ноутбук придется брать. А сопутствующий обследованию объекта риск случайно уронить по пути или разбить в ДТП? Добавьте к этому традиционные кражи на стройках, где контингент строителей оставляет желать лучшего.

Другая проблема состоит в значительном повышении трудоемкости. Многократный рост числа задаваемых параметров в 3D-программе приводит к росту ошибок, поскольку все эти задаваемые параметры и подробности задает человек. Выходит, 3D влечет увеличение рисков ошибок.

Переход к BIM-технологиям еще больше отдалит проектировщиков от знаний и практики, поскольку для использования BIM потребуется сначала потратить много времени на кабинетное изучение этого программного продукта (например, Revit), при условии наличия весьма производительного компьютера с правильным источником бесперебойного питания. Обычного ноутбука недостаточно.

Но это все имеет какой-то смысл только для новых проектов, если на объекте уже имеется 3D-модель и документация. А если объект уже существует и 3D-документации просто нет?

Для создания 3D-проекта системы безопасности уже существующего здания потребуется сначала создать 3D-модель самого здания, на что уйдет много времени. Смысл?

Исходя из того, что 3D-САПР создают разные фирмы, то и подходы к проектированию у них значительно различаются. Отсюда сложности проектирования. В силу разнообразия мнений и предпочтений проектировщиков однообразия и стандартного подхода не намечается, что хорошо видно даже на примере САПР 2D-проектов.

Поскольку большинство существующих объектов имеют в лучшем случае обычную проектную документацию в 2D-формате, как правило, даже не в электронном, а только в бумажном виде, то и проекты систем безопасности имеет смысл делать в 2D-формате.

Если еще не существует ГОСТов 3D-проектирования, заказчику будет непросто контролировать и обсуждать с проектировщиком промежуточные решения.

Когда начнется стройка, то результаты 3D-проектирования во всех деталях будет сложно отразить на бумаге, обычный планшет не сможет открыть такие файлы либо их открытие будет занимать неприемлемо долгое время. Прораб будет в ярости, поскольку никто не заплатит рабочим за простой бригады из-за того, что он завис на открытии файла.

Способ проверить проект

В случае комплексного строительства одна крупная генподрядная строительная организация сама себе делает проект и сама же его выполняет. Сама издает приказы и сама же их исполняет. Это удобно. Но выгодно ли это заказчику?

Малая проектная фирма уже лучше тем, что не является частью крупной компании, и это дает заказчику множество преимуществ, которые не все осознают.

Если проект делает небольшая независимая проектная организация, заказчик "убивает сразу двух зайцев":

проектировщики в интересах заказчика стремятся сделать шедевр применения высоких технологий и наилучших решений, чтобы в дальнейшем с гордостью демонстрировать такой результат другим заказчикам;
проект будет оценивать исполнитель-строитель, и любые детали, неясности, неопределенности, неоднозначности, просчеты и ляпы в расчетах и схемах проектировщик должен будет обосновать либо устранить, поэтому заказчик бесплатно получает себе и скрупулезную экспертизу проектной документации.

Подведем итоги

Старая русская пословица "Семь раз отмерь, один раз отрежь" – главный принцип проектирования. Любой, кто берется за дело без проекта, рискует столкнуться с суровой реальностью, потерей времени и денег.
Бесплатный проект равносилен бесплатному сыру со всеми его последствиями.
Увлечение 3D-проектированием может привести к неожиданным проблемам на этапе строительства из-за технологической неготовности прорабов и особенностей строительства.
Отсутствие в проектной документации кабельного журнала с точным указанием всех длин кабельных линий является надежным признаком недостаточного уровня профессионализма проектировщика.

Источники