• Лебедев Константин Викторович, Сибирский федеральный университет (Красноярск, Россия)
• Бойко Евгений Анатольевич, Сибирский федеральный университет (Красноярск, Россия)
• Куличкин Алексей Павлович, Сибирский федеральный университет (Красноярск, Россия)
• Лойко Владимир Павлович, Сибирский федеральный университет (Красноярск, Россия)
• Бобров Алексей Васильевич, Сибирский федеральный университет (Красноярск, Россия)
• Новицкий Дмитрий Александрович, ООО Сибирская генерирующая компания(Москва, Россия)
• Посохов Юрий Михайлович, ООО Сибирская генерирующая компания(Москва, Россия)

В статье представлен опыт создания BIM-моделей котлов тепловых электростанций, а также особенности моделирования отдельных элементов котельного агрегата. Рассмотрена статистика отказов теплоэнергетического оборудования и приведен сравнительный анализ по различным элементам котельного оборудования и поверхностям нагрева. На основе этих данных была проведена сравнительная оценка надежности различных элементов котельного агрегата, что обосновывает актуальность детального моделирования поверхностей нагрева. Показано, что BIM-модель выступает не как конечный продукт, а как интегральный компонент комплексной информационной системы. В связи с этим предложена концепция интеграции разработанных моделей в структуру «цифрового двойника» для использования в системах управления жизненным циклом и техническим обслуживанием энергетических активов. Описаны технологические и алгоритмические аспекты создания моделей для каждой поверхности нагрева и узла. Предложен алгоритмический подход к построению геометрии элементов котельного оборудования, основанный на формализации операций моделирования в виде специализированного языка последовательных трансформаций («turtle language»). Данный язык описывает последовательность операций вытягивания, поворотов и пространственных преобразований трубных элементов, что позволяет воспроизводить сложную пространственную конфигурацию поверхностей нагрева на основе параметрических данных проектной документации. Практическая реализация подхода выполнена в виде программной библиотеки на языке Python с использованием открытых инструментов формирования IFC-моделей, обеспечивающих совместимость с BIM-средами и инженерными системами анализа. В работе представлен математический аппарат преобразования координат и алгоритмы перехода от локальных систем координат к глобальной системе модели, обеспечивающие корректное позиционирование элементов при последовательных трансформациях. Разработанный инструментарий позволяет автоматически генерировать детализированные трёхмерные модели котельных агрегатов, пригодные для последующего использования в CAE-расчётах, системах мониторинга состояния оборудования, планировании ремонтов и обучении персонала. Полученные результаты демонстрируют эффективность предложенного подхода и его перспективность для применения при создании цифровых двойников объектов теплоэнергетики и развитии систем управления техническим состоянием оборудования.

BIM-моделирование, поверхности нагрева, котельный агрегат, цифровой двойник, твердотельное моделирование, управление активами, электронный ремонтный формуляр

2026-03-05