Hispanopedia WikiEl modelado de información de sistemas ( SIM ) es el proceso de modelar sistemas complejos interconectados. Los modelos de información de sistemas son representaciones digitales de sistemas interconectados, como instrumentación y control eléctrico , sistemas de energía y sistemas de comunicación . Los objetos modelados en un SIM tienen una relación uno a uno con los objetos del sistema físico. Los componentes, las conexiones y las funciones se definen y vinculan tal como lo harían en el mundo real.
Orígenes
El concepto de SIM existe desde mediados de la década de 1990. Fue propuesto por primera vez en 1994 por la empresa australiana de ingeniería de instrumentación, sistemas eléctricos y de control I&E Systems Pty Ltd. Como muchas innovaciones tecnológicas, la idea de SIM surgió por necesidad. Desde mediados de los noventa, la complejidad de los sistemas de energía, control y tecnologías de la información y la comunicación (TIC) ha crecido exponencialmente debido a los rápidos avances tecnológicos; esto ha dejado obsoletas las metodologías y aplicaciones tradicionales basadas en papel utilizadas para el diseño de sistemas.
En un proyecto de ingeniería de sistemas de instrumentación y control eléctrico (EICS), el costo de las actividades de diseño puede representar hasta el 70 % del gasto total del proyecto. Los análisis revelaron que las limitaciones de los métodos y flujos de trabajo en papel contribuían significativamente al elevado costo del diseño, ya que requerían la duplicación de información en múltiples documentos, lo que generaba errores y omisiones en el diseño y, por consiguiente, un aumento en el costo de la mano de obra. Ante esta situación, la empresa comprendió la necesidad de abandonar los métodos tradicionales en papel y adoptar un enfoque de modelado digital más eficiente y sistemático.
El término «Modelado de Información de Sistemas» se publicó por primera vez en un informe técnico en 2012 por Peter ED Love y Jingyang Zhou. [ 1 ] El informe presentó evidencia empírica para demostrar que el uso de un SIM podría mejorar la productividad y reducir el costo de producir la documentación EICS. La investigación examinó un conjunto de planos de ingeniería eléctrica de un sistema transportador de apiladores de mineral de hierro; los errores y omisiones identificados en los planos se clasificaron y cuantificaron. El informe concluyó que el uso de métodos tradicionales de diseño asistido por computadora (CAD) para producir diseños de ingeniería eléctrica es ineficaz, ineficiente y costoso.
Desde 2013, se han publicado varios artículos de investigación académica que han demostrado la efectividad y eficiencia del uso de un SIM en lugar de CAD para diseñar y documentar EICS en una variedad de proyectos (por ejemplo, planta de procesamiento de mineral de hierro , sistema de control de seguridad de FPSO , planta de fundición de cobre , refinería de petróleo y una planta de energía geotérmica ). [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
Definición
El modelado de información de sistemas (SIM) se puede definir como el proceso de modelar digitalmente un sistema complejo interconectado. Un modelo de información de sistemas es un recurso de información compartido que constituye una base de conocimiento fiable durante su ciclo de vida .
A lo largo del ciclo de vida
Un SIM que contiene toda la información del proyecto puede aplicarse durante todo el ciclo de vida del proyecto. [ 2 ]
Diseño
El diseño y la documentación de ingeniería pueden realizarse simultáneamente con un SIM. Un SIM puede crearse a medida que avanza el diseño de un EICS. Ya no se requieren dibujantes ni modeladores. Al aplicar un SIM al diseño de un sistema conectado, todos los equipos físicos y las conexiones asociadas que se van a construir pueden modelarse en una base de datos relacional . Los componentes se clasifican según los atributos "Tipo" y "Ubicación". El atributo "Tipo" se utiliza para definir las funcionalidades del equipo. El atributo "Ubicación" se utiliza para describir la posición física del equipo. Las conexiones entre equipos se modelan como "conectores". Para facilitar el diseño, se pueden asignar y adjuntar atributos, como un módulo de dispositivo, especificaciones y manuales del proveedor, a cada objeto individual.
Una vez finalizado el proceso de diseño, se crea una copia de solo lectura del modelo, se exporta y se pone a disposición de los demás miembros del equipo del proyecto. Los usuarios pueden acceder a toda o parte de la información de diseño dentro del SIM según sus respectivos niveles de autorización. Se pueden establecer datos privados de usuario y vincularlos al modelo.
Adquisiciones y construcción
Cuando se aprueba el diseño para la construcción, se puede emitir un SIM, que es una representación digital del diseño, a diferentes partes interesadas, como el equipo de adquisiciones y los contratistas de construcción . La gestión de la información se realiza digitalmente y se elimina la necesidad de planos en papel. [ 8 ] El plan de adquisiciones y el cronograma de construcción se pueden crear para cada objeto individual en el SIM. Las actividades de construcción se pueden asignar a objetos o paquetes de trabajo con factores de ponderación definidos. Esto permite a los gerentes realizar un seguimiento detallado del progreso de las adquisiciones y la construcción a nivel de objeto individual y tomar decisiones informadas.
Gestión de activos
Un SIM es especialmente útil para los gestores de activos, ya que permite almacenar información en un único modelo digital. [ 2 ] En un entorno tradicional basado en CAD, los planos en papel se entregan normalmente al propietario del activo en forma de planos "tal como se construyó" , que reflejan, en teoría, la construcción real de cada sistema, componente y conexión de un proyecto. Si un gestor de activos desea mantener, reparar o actualizar cualquier parte del activo, entonces debe utilizar los planos "tal como se construyó". Sin embargo, recuperar la información contenida en una serie de planos es una tarea tediosa y que consume mucho tiempo. Cualquier error u omisión en los planos puede dificultar la interpretación del diseño.
Cuando se realiza ingeniería utilizando un SIM, la información se puede almacenar en formato digital, lo que permite una correspondencia uno a uno. Operaciones como pruebas, calibración, inspección, reparación, modificaciones menores y aislamiento se pueden definir y programar dentro del SIM. Los datos del SIM también se pueden exportar e importar fácilmente a otras aplicaciones de gestión de activos de terceros para cumplir con la estrategia de gestión de activos del propietario. Además, el SIM puede funcionar como herramienta de capacitación, que se puede utilizar regularmente para ayudar a los operadores a familiarizarse con el diseño.
Software
I&E Systems Pty Ltd. ha desarrollado un paquete de software comercial propietario , Digital Asset Delivery (DAD), basado en el concepto de System Information Modelling (SIM).
La versión inicial de DAD se lanzó en 1997 y era principalmente una herramienta de modelado utilizada para diseñar y documentar sistemas de ingeniería eléctrica. Desde su creación, DAD se ha probado y aplicado en numerosos proyectos, incluyendo, entre otros, proyectos nuevos y existentes, sistemas de energía, control y TIC. El software DAD se ha mantenido y actualizado continuamente para adaptarse a proyectos EICS complejos y en constante evolución. La última versión de DAD es la versión 13. DAD ofrece diversas funcionalidades para capturar la complejidad de los sistemas actuales, incluyendo: CAPAS (por ejemplo, Ensamblaje (Físico): ¿Cómo se construye?, Control (Funcional): ¿Cómo funciona?, etc.), RELACIONES: vínculos entre componentes en diferentes capas, GRUPOS: componentes y conectores con características comunes. DAD trabaja en estrecha colaboración con su aplicación asociada ActivityExchange, que aprovecha el potencial del modelo digital para permitir a los usuarios definir, organizar, realizar un seguimiento e intercambiar el trabajo a realizar en cualquier proyecto. Una vez completado, cada registro de trabajo se puede añadir al modelo digital para futuras consultas y continuidad histórica. ActivityExchange gestiona los flujos de trabajo en tiempo real de toda la interacción humana con los componentes del sistema, incluyendo la revisión del diseño, la adquisición, la construcción, la puesta en marcha y, finalmente, el mantenimiento.
desarrollo internacional
El concepto de SIM se ha aplicado y verificado en varios proyectos internacionales.
Australia
Existen varias organizaciones con sede en Australia, pertenecientes a diversos sectores industriales, que se benefician de la tecnología SIM. Algunos ejemplos:
Fortescue, con sede en Australia Occidental, ha adoptado SIM para todos sus proyectos construidos desde 2010. Estos proyectos incluyen el gran proyecto de mineral de hierro Solomon , la ampliación de sus instalaciones portuarias de exportación y el proyecto de magnetita North Star . Fortescue reconoce que el uso de SIM en estos proyectos generó importantes ahorros y una ejecución más eficiente, y que continúa aportando beneficios para la operación de estas instalaciones.
Opticomm construye, posee y opera una extensa red de comunicaciones por fibra óptica que conecta decenas de miles de propiedades residenciales y comerciales. Su red está completamente modelada mediante SIM, y todas sus actividades de construcción y operación se basan en la información contenida en su modelo de información basado en SIM.
En 2016, el Aeropuerto de Perth adoptó el SIM y modeló su red de distribución eléctrica utilizando esta tecnología. Los componentes eléctricos y los cables en su SIM están vinculados a los objetos en su sistema de información geográfica (SIG). Esto proporciona información técnica y geográfica completa sobre todos los componentes y cables de su sistema eléctrico. El Aeropuerto de Perth planea ampliar el uso del SIM a otros sistemas conectados, como los sistemas de iluminación de pistas y las redes de comunicación.
Porcelana
En 2014 , se aplicó SIM para modelar y gestionar los sistemas eléctricos y de comunicación de las estaciones del metro de Wuhan, en China. En 2016, se creó un modelo SIM para digitalizar el sistema de control distribuido (DCS) del Centro Internacional de Exposiciones de Wuhan. Desde 2014, el Centro BIM de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong ha llevado a cabo diversos proyectos de investigación, entre los que se incluyen la aplicación de SIM, la integración de SIM con BIM y la integración de SIM con el Modelado de Información de Ingeniería (EIM).
Arabia Saudita
En 2015, una importante empresa japonesa de ingeniería y construcción aplicó SIM para modelar los sistemas eléctricos y de instrumentación de un gran proyecto de refinería de petróleo en Arabia Saudita. SIM sirvió de base para la gestión de todas las actividades de adquisición y construcción a través de portales específicos para cada área.
Europa
En 2018, una importante empresa de logística en Irlanda implementó SIM para modelar toda su infraestructura de TIC antes de una importante renovación de hardware y software. SIM se utilizó para mapear los procesos de negocio de alto nivel de la organización, hasta llegar a los registros específicos de cada sistema, garantizando así el éxito de la migración a un nuevo ERP y el cumplimiento de los requisitos del RGPD. SIM se utilizó como base de datos de gestión de la configuración (CMDB) para facilitar las actividades del proyecto necesarias para actualizar las tecnologías de la organización y se convertirá en una parte integral de sus operaciones de TI.
SIM y BIM
El modelado de información de sistemas es diferente del modelado de información de construcción , aunque ambos se centran en compartir conocimiento e información. El proceso BIM se ha definido como:
El modelado de información para la construcción ( BIM ) es una representación digital de las características físicas y funcionales de una instalación. Un BIM es un recurso de conocimiento compartido que proporciona información sobre una instalación y constituye una base fiable para la toma de decisiones durante su ciclo de vida, que abarca desde su concepción inicial hasta su demolición.
Un SIM es similar a BIM; en este caso, "Edificio" se reemplaza por "Sistema" para representar el proceso de modelado de sistemas complejos interconectados, como el control eléctrico, la energía y las comunicaciones, que no poseen geometría. En esencia, un SIM adopta una perspectiva específica de la disciplina para modelar sistemas complejos interconectados, pero puede integrarse con un modelo de información de construcción cuando se establece un único punto de referencia .
La forma tradicional de documentar el diseño del sistema conectado es mediante dibujos 2D creados por dibujantes, que constan de varias vistas que deben utilizarse conjuntamente para formar un diseño integrado . Dado que los dibujos se crean manualmente y la información de un componente puede estar representada en varios dibujos diferentes, la probabilidad de que se produzcan errores, omisiones, conflictos y duplicaciones aumenta significativamente. [ 3 ] [ 4 ] Desde mediados de la década de 1970, ha habido una tendencia a sustituir los dibujos tradicionales dibujados a mano por dibujos digitales asistidos por ordenador. Aunque la eficiencia en la creación de dibujos ha mejorado desde la introducción del CAD, sigue existiendo una dependencia excesiva de la producción de documentación en papel a pesar del auge de la ingeniería digital. Con la introducción de SIM, se pueden lograr beneficios de productividad, especialmente durante las operaciones y el mantenimiento de los activos para EICS.
SIM no se limita a los sistemas EICS, de energía y de comunicaciones. Puede utilizarse para modelar diversos sistemas conectados, como la topología de red , los bucles causales y las interacciones entre personas y organizaciones. El ámbito de aplicación de SIM va más allá de la "instalación física" definida para BIM, lo que permite modelar tanto las redes físicas como virtuales de los sistemas conectados.
Aplicaciones extendidas
Un SIM puede vincularse a Sistemas de Información Geográfica para facilitar la gestión de información espacial. Por ejemplo, un modelo SIM con componentes asignados mediante coordenadas puede vincularse a Google Earth para mostrar la ubicación física real de los componentes. Un SIM también puede vincularse a modelos 3D de terceros, utilizando aplicaciones como Autodesk Navisworks , para obtener soporte espacial y proporcionar datos detallados del sistema a dichos terceros. La interoperabilidad se puede lograr entre el SIM y diversas tecnologías, como el modelado de imágenes , Google Maps , la realidad virtual , la realidad aumentada , el código QR y la identificación por radiofrecuencia .
Véase también
Referencias
- ↑ Love, PED y Zhou, J. (2012). Errores de documentación en sistemas de instrumentación y eléctricos: Hacia el modelado de información de sistemas. Escuela de Entorno Construido para Sistemas de Instrumentación y Electricidad, SoBE 100/2012, Universidad Curtin, julio, Perth, Australia.
- 1 2 3 Peter ED Love; Jingyang Zhou; Jane Matthews; Chun-Pong Sing; Brad Carey (19 de junio de 2015). "Un modelo de información de sistemas para la gestión de activos eléctricos, de control e instrumentación". Built Environment Project and Asset Management . 5 (3): 278– 289. doi : 10.1108/BEPAM-03-2014-0019 . ISSN 2044-124X .
- 1 2 Love, Peter ED; Zhou, Jingyang; Sing, Chun-pong; Kim, Jeong Tai (2013-11-01). "Errores de documentación en instrumentación y sistemas eléctricos: Hacia la mejora de la productividad mediante el modelado de información de sistemas". Automation in Construction . 35 : 448– 459. doi : 10.1016/j.autcon.2013.05.028 .
- 1 2 Love, Peter ED; Zhou, Jingyang; Sing, Chun-pong; Kim, Jeong-Tai (2014-06-03). "Evaluación del impacto de las RFI en los contratos de ingeniería eléctrica y de instrumentación". Journal of Engineering Design . 25 ( 4– 6): 177– 193. doi : 10.1080/09544828.2014.935305 . ISSN 0954-4828 . S2CID 56570703 .
- ↑ Love, PED, Matthews, J. y Zhou, J., (2014). Modelo de información de sistemas para la gestión de activos de sistemas eléctricos, de control e instrumentación. BIM Journal 11 , pp. 10-13
- ↑ J. Zhou; PED Love; J. Matthews; B. Carey; CP Sing; DJ Edwards (29 de octubre de 2015). "Hacia la mejora de la productividad en la documentación de ingeniería eléctrica". International Journal of Productivity and Performance Management . 64 (8): 1024– 1040. doi : 10.1108/IJPPM-10-2014-0151 . ISSN 1741-0401 .
- ↑ Zhou, J.; Love, PED; Matthews, J.; Carey, B.; Sing, CP (2015-01-01). "Modelo orientado a objetos para la gestión del ciclo de vida de proyectos de control de instrumentación eléctrica". Automation in Construction . 49, Parte A: 142– 151. doi : 10.1016/j.autcon.2014.10.008 .
- 1 2 Love, Peter ED; Zhou, Jingyang; Matthews, Jane (2016-07-01). "Modelado de información de sistemas: Del intercambio de archivos al intercambio de modelos para sistemas de instrumentación y control eléctricos". Automation in Construction . 67 : 48– 59. doi : 10.1016/j.autcon.2016.02.010 .
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- ↑ Love, Peter ED; Zhou, Jingyang; Edwards, David J.; Irani, Zahir; Sing, Chun-Pong (2017-05-01). "Fuera de las vías: El rendimiento de los costos de los proyectos de infraestructura ferroviaria" (PDF) . Transportation Research Part A: Policy and Practice . 99 : 14–29 . doi : 10.1016/j.tra.2017.02.008 . hdl : 10454/11645 .
- ↑ Love, PED; Zhou, J.; Matthews, J.; Sing, MCP; Edwards, DJ (2017). "Modelado de información de sistemas en la práctica: Análisis de la calidad de la documentación de licitación en un megaproyecto minero" (PDF) . Automation in Construction . 84 : 176–183 . doi : 10.1016/j.autcon.2017.08.034 .
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