Самоорганизация IT-Систем для электростанций: cистема Smart-MES как венец Информодинамики

Не слишком ли эта заявка на венец самонадеянна и не попахивает ли здесь обычным авантюризмом и невежеством, и даже неким обывательским пренебрежением к новейшей науке «Информодинамика»? Совсем нет. Дело в том, что Smart-MES разрабатывалась своим чередом, даже не подозревая, что параллельно формируется новейшая наука.

Вот передо мной Книга – «Информодинамика или Путь к Миру открытых систем», которая посвящена становлению основ новой науки «Информодинамика». В Главе 8. «Инженерия систем интеллектуальной направленности» приводятся две системы: «qWord» и «Текрам», как образцы достижения Информодинамики. Отметим, что эти системы разработаны для дискретных производств.

Но если система Smart-MES, которая изначально создавалась для электростанций и для непрерывных производств, имеет методологически лучшую реализацию, то это и есть венец. Здесь следует сказать, что некоторые вопросы, которые в Книге обозначаются как вообще не выполнимыми, в нашей Smart-MES давно и успешно реализованы. Ниже коротко рассматриваются отдельные выдержки из Книги и приводится сравнение с нашей системой.

1) Книга - часть 8.1. Три основных подхода.

«Подходы, связанные с проектированием сложной информационной системы на универсальном алгоритмическом языке того или иного уровня, мы рассматривать не будем. Это исходя из заведомой громоздкости получаемых решений, их слишком явного кибернетического уровня и известной проблемы невозможности сколько-нибудь эффективной коррекции структур информационных баз при проектировочном подходе, неизбежном для языков.»

В Smart-MES, напротив, очень эффективно осуществляется коррекция структур БД на основе инженерного МЕТА языка текстового Проекта технологических задач. Коррекция структур баз данных, которая может быть вызвана расширением технологического функционала системы, производится в любой момент без потери технологической информации.

2) Книга - часть 8.3. Второй подход. Идеология инструментальной системы.

«Не менее интересной и с практической, и с теоретической точки зрения представляется инструментальная система qWord как реализация технологии открытых систем управления данными. Одно из главных положений qWord-технологии – полная интеграция инструментальной и прикладной систем в единое целое.»

В Smart-MES инструментальная и прикладная части системы конструктивно расположены в одном исполнительном модуле Constructor_ARM.exe, который предназначен для комплектации рабочей станции администратора, ответственного за коррекцию алгоритмов технологических задач, в конфигурации клиент-сервер, но и может выполнять функции рабочих станций технологов в конфигурации клиент-сервер. SQL-приложение конфигурации клиент-сервер и WEB-приложение работают по настройкам, создающимся в Constructor_ARM.exe.

3) Книга - часть 8.3.6. Инструментальная концепция – технология qWord.

«Отметим только, что это не компилятор, qWord породил систему и постоянно сопутствует ей – поддерживает процесс ее существования. Вообще CRR подход требует наличия интерпретатора, иначе получится все тот же объектный подход, неизбежно вытекающий из компиляции. qWord фактически является виртуальной машиной.»

Наша Smart-MES содержит и компилятор, и интерпретатор. В результате компиляции текстовых Проектов технологических задач создаются все базы данных, все настройки для формирования экранных форм и отчётов, все расчётные таблицы для работы интерпретатора и DLL-программы для выполнения расчётов без интерпретации. Интерпретатор используется только на этапе отладки технологических расчётов. Вся работа компиляции без создания DLL-программ занимает несколько секунд. В данном случае наличие Конструктора Проектов технологических задач и их компиляция с созданием всей информационной среды системы является явным преимуществом Smart-MES.

4) «Характерно, что сломать структуру системы никакими действиями пользователя просто невозможно, правда можно добиться очень высокой степени ее неэффективности, да и это будет весьма трудно. Здесь мы получаем качественно другой инструмент для работы с информацией и другую технологию не только в разработке, но и в подходе к использованию ИС.»

Вопрос в сломке структуры в Smart-MES вообще не стоит, т.к. вся структура оперативно создается при компиляции Проектов с восстановлением данных из БД предыдущих расчётов.

5) Книга - часть 8.3.8. Проблемы саморазвивающихся баз.

«С появлением первых прикладных продуктов инструментальной технологии появился и соблазн обучить систему естественному языку человека, используя тот же инструментарий и технологию. А затраты, и очевидно – немалые, окупятся эффективностью работы приложений. Однако здесь все и кончилось не начавшись.»

Но в Smart-MES всё это успешно и превосходно решено. Таким образом, позадачные постановки технологов в формате: Обозначение показателя, Единица измерения, Наименование показателя, Алгоритм расчёта показателя – точно также и заносятся в текстовые Проекты задач с помощью Конструктора Проектов, который входит в состав исполнительного модуля Constructor_ARM.exe. Причём, алгоритм расчёта составляется в обычном инженерном виде с использованием привычных технологу обозначений показателей.

6) «Кроме всего прочего, оказался исключительно важным достаточно неожиданный, но всеобщий факт. Начиная с некоторого и весьма небольшого уровня полной автоматизированности и естественности интерфейса, пользователь перестает думать не только о логике данных, но и о логике ПС, т.е. внешней логической модели и о логике своей собственной работы. Получается, что проще и гораздо эффективнее все же заставить пользователя усвоить необходимый минимум системной грамоты для блага его собственной деятельности.»

В нашей Smart-MES всё выполнено гармонично и понятно для технологов. Человек лучше мыслит и оперирует понятием – таблица. В нашем случае одна таблица соответствует одной подзадаче, где колонка обозначает конкретное оборудование, а строка – технико-экономический показатель этого оборудования.

7) Книга - часть 8.3.9. Почему в Cache’-технологии?

«Все что можно в Cache’-технологии возможно и в других технологиях, но только если Конструктор Системы сумеет преодолеть все капканы и ловушки, построение которых являются неотъемлемой частью более богатых языков.»

Наша Smart-MES не использует Cache’-технологию, т.к. она ей просто не нужна, но все вопросы решены при использовании богатого META языка. Естественно, это далось не сразу, и другим пройти наш путь просто не возможно, т.к. для этого нужны наш предшествующий опыт и наши мозги.

8) «Если у кого-то есть желание преодолевать трудности – преодолевайте. Получится (при успехе такой борьбы) может быть и лучше в каких-то аспектах, а, в общем, то же самое, но очень и очень даже не дешево. Теперь, возвращаясь к первому подходу, можно ответить на вопрос, чем Cache’-технология лучше какой-либо другой для работы с открытыми (т.е. реальными) системами? Вот этим самым отсутствием необходимости преодолевать трудности и лучше.»

Перед окончательной разработкой Smart-MES «MES-T2 2020» нами были разработаны Программные Комплексы «Технологический Офис», «MES-T2 2007», «MES-T2 2010». Это не было стремление достичь какого-то наперёд заданного результата. Это просто было творческое инновационное созидание. И когда говорят, что Cache’-технология лучше какой-либо другой для работы с открытыми системами, то я скажу, что это совсем некорректное высказывание. И пример этому, наша Smart-MES.

9) Книга - часть 8.5. Самосовершенствование ИСУ.

«Системы обладают возможностью развиваться, менять свою структуру вслед за изменением проблемной области и совокупностью задач, что, по-видимому, куда важнее всех вместе взятых хитростей и специфических приемов в системах ИИ, особенно если говорить о реальных, а не игрушечных ситуациях, шахматных, логических и т.п. формально сконструированных средах обитания системы.»

Наша Smart-MES сразу создавалась с необходимостью максимальной настройки абсолютно всех элементов системы для электростанций. Но что-то конкретное, свойственное только электростанции, в ядре системы совсем нет. Поэтому Smart-MES легко может быть использована для любых непрерывных производств: электроэнергетика, химическая промышленность, нефтегазовая промышленность, металлургия и т.д. Но она совсем не предназначена для дискретных производств, для складов и для бухгалтерии.

10) «В перечисленных системах сам механизм развития структуры системы явно вырисовывается только в случае множественного взаимодействия активных компонентов – как системных, так и пользователей, т.е. хорошо идентифицируется только в больших и сложных системах.»

В нашей Smart-MES механизм развития структуры задействован с самого начала адаптации данного программного Комплекса к конкретной реализации. Таким образом, в начале Комплекс представляется просто пустым, т.е. абсолютно ничего нет ни баз данных, ни экранных форм, ни отчётов. И всё это автоматически начинает создаваться после компиляции первого текстового Проекта задачи. При составлении новых Проектов вся система Smart-MES бесконечно может увеличиваться.

11) «Во всех рассмотренных случаях явно и четко проявляется естественная структура, организующая саму систему. Над слоем статических данных возникает иерархия из трех виртуальных машин управления иерархией данных. Напомним, это: a) собственно модель данных (МД), т.е. реализация механизма B*-деревьев, отображение данных на физические структуры памяти; b) модель метаданных (абстрактная МД), то, что в Cache’ называется ТММД; с) генератор абстрактной МД. Для того, чтобы эта система виртуальных машин могла создавать сама себя, требуется четвертый слой надстройки – виртуальная инструментальная машина, которая нужна для самосоздания как инструментального слоя, так и приложений.»

Наша Smart-MES все эти слои моделей также имеет с той лишь разницей, что не используется механизм B*-деревьев и не используется Cache’. Ведь всё гениальное – просто. И у нас внешняя пользовательская сторона системы выглядит настолько простой, и настолько же сложной представляется её внутреннее содержание, но оно не для пользователей.

12) «Поскольку буквально одна и та же иерархия виртуальных машин возникает из совершенно различных концепций, естественно возникает предположение, что такое устройство высокоорганизованных информационных систем не следствие какого-то подхода или подходов, но следствие такого устройства самого явления, феномена информации.»

С этим можно полностью согласиться! Мы, разрабатывая свою Smart-MES и абсолютно не зная основа «Информодинамика», пришли к тем же результатам, что и другие разработчики систем иной направленности. В данном случае, видимо, возникает всеобщая необходимость появления именно Самоорганизующихся Интеллектуальных Систем.

13) Книга - часть 12.6.2. Деструкция при метризации данных

«Как мы уже говорили выше, специалисты по теории управления и сами все знают, программисты-практики, создающие и сопровождающие информационные системы тоже сами знают – надо просто подправить модель данных и реструктуризировать БД своими собственными руками, а еще лучше – чем-нибудь адаптивно-алгоритмическим. И назвать все это системой, основанной на знаниях или интеллектуальной.»

В данном случае следует признать, что мы и есть такие программисты-практики, которые разработали лучшую в мире Самоорганизующуюся Инновационную Систему Smart-MES для электростанций. Об её технических и интеллектуальных возможностях можно говорить долго. Но остановлюсь только на некоторых. Расчёт 20000 показателей с уникальными алгоритмами расчёта с использованием 300 нормативных графиков производится менее чем за 1 секунду. Внесение любых изменений в структуру и алгоритмы расчётов осуществляется за 5 секунд. Интеллектуальный механизм способен в Базе Знаний автоматически регистрировать технологические срезы электростанции с нулевым перерасходом топлива и советовать эксплуатационному персоналу оптимальные варианты загрузки оборудования.

Уникальность инновационной системы Smart-MES заключается в том, что она состоит из огромного набора НОУ-ХАУ:

1) Описание АРМа (автоматизированное рабочее место - набор технологических задач) на простом человеческом МЕТА языке 4-го поколения в виде текстового Проекта;

2) Автоматическая настройка всей Системы расчётов с текстового описания АРМа, т.е. автоматическое создание Проводника АРМов, Меню задач, Информационных баз данных, Экранных таблиц и Отчетов;

3) Автоматическое создание расчётных DLL-программ и SQL-Сервера Приложения;

4) Автоматическая оцифровка нормативных графиков энергетических характеристик оборудования любой сложности;

5) Скоростная отладка расчётов Показателей по их цифровым значениям;

6) Реализация оптимизационных задач модернизированным Симплекс-методом;

7) Автоматическая настройка работы Приложения Клиент/Сервер по 3-х звенной структуре с любым SQL-Сервером (MS SQLServer, Oracle, Interbase, MySQL, Informix, Sybase, SQLBase, PostgreSQL);

8) Автоматическая настройка работы WEB-Приложения для Интернета на IIS WEB-Сервере;

9) Динамическое моделирование работы электростанции и оптимизация ресурсов по минимаксной стратегии с переменным числом оптимизируемых факторов;

10) Автоматическое построение ХОП (характеристика относительных приростов) на реальной модели электростанции.

Особую роль в Smart-MES играют два момента: DLL-расчёты и Самонастройка Комплекса для любых электростанций: ТЭЦ, ГРЭС, ПГУ, ГЭС, АЭС; а также для любых непрерывных производств.