Самоорганизация IT-Систем для электростанций

Данный текст является неким поверхностным подтверждением наличия системы Smart-MES, т.к. его отсутствие полностью обесценивает всё ранее сказанное. Для более недоверчивых на нашем сайте есть полномасштабная демонстрационная версия ДЕМО2020.

Итак, система Smart-MES может выступать и в роли MES-Системы, и в роли CASE-Системы, и в роли GPS-Система. Фактически же она их просто объединяет.

Smart-MES как MES-Система

MES (Manufacturing Execution System) - Система управления производством. MES — это динамическая информационная система, управляющая эффективным исполнением производственных операций, собирает и использует данные для оптимизации производственных процессов. Используя точные текущие данные, MES регулирует, инициирует и протоколирует работу предприятия по мере возникновения событий. MES предоставляет наиболее важную информацию о производственной деятельности предприятия.

Наличие большого количества оборудования, взаимосвязей и скрытых правил заставляет создавать модель производства, которая лежит в основе MES системы и является ее неотъемлемой частью. Продукт класса MES должен иметь, как минимум, модули, реализующие логику на технологическом языке.

За счёт быстрой реакции на происходящие события и применения математических методов компенсации отклонений от производственного расписания, MES системы позволяют оптимизировать производство и сделать его более рентабельным.

MES - это связующее звено между ориентированными на финансово-хозяйственные операции ERP-системами и оперативной производственной деятельностью предприятия на уровне цеха, участка или производственной линии.

В нашем случае MES предназначена не для дискретных, а для непрерывных производств.

Smart-MES как CASE-Система

CASE (Computer Aided Software Engineering) - Автоматизированное Программирование. Системы интеллектуального проектирования и совершенствования систем управления предназначены для использования так называемых CASE-технологий, ориентированных на автоматизированную разработку проектных решений по созданию и совершенствованию систем организационного управления.

CASE-технология представляет собой совокупность методологий и инструментарий аналитиков, разработчиков и программистов, предназначенной для автоматизации процессов проектирования и сопровождения автоматизированной системы на всем ее жизненном цикле.

Smart-MES как GPS-Система

GPS (General Problem Solver) – Универсальный решатель задач. GPS - Экспертная система и система поддержки принятия решений. Система GPS предназначенa для реализации технологий информационного обеспечения процессов принятия управленческих решений на основе применения экономико-математического моделирования и принципов искусственного интеллекта.

Экспертная система позволяет реализовать моделирование рассуждений специалистов. С ее помощью управленец может изучать логику протекания процессов, диагностировать их течение и принимать оптимальные решения.

Конструктор АРМов

Конструктор АРМов играет центральную роль в программном Комплексе Smart-MES, так как является основой любого АРМа, в том числе и выполняющего расчёты. В тело Конструктора АРМов включены все инструменты для настройки и дополнительные функции, применяемые в дальнейшей работе АРМов.

Иначе говоря, Конструктор АРМов одновременно используется:

• для настройки (Адаптации) задач, где формируется настроечная информация конкретного АРМа;

• для запуска на выполнение и работы задач с использованием этой настроечной информации.

На основе Конструктора АРМов выполнены все внутренние Утилиты и АРМы технологических расчётов.

Функциональная структура Конструктора АРМов

Конструктор АРМов в процессе эксплуатации выполняет следующие основные функции:

• технологические расчёты (минутные, получасовые, часовые, сменные, суточные, месячные);

• хранение исходных и расчётных данных в специальных информационных базах данных (Минута, Получас, Часы, Сутки, Месяц);

• формирование выходных печатных форм;

• накопление суточной информации и формирование месячных данных;

• представление любого перечня показателей в виде графической информации за сутки по часам, за месяц по суткам или за год по месяцам;

• ввод графиков, содержащих характеристики оборудования, и получение значений параметра с графика как в автономном режиме, так и в процессе выполнения расчётных АРМов;

• ведение справочной информации.

Основные технические решения в Конструкторе АРМов

1. Конструктор АРМов является готовым продуктом, но требующим подготовки к эксплуатации на конкретном предприятии, т.е. настройки. Формирование настроечной информации производится в несколько этапов с помощью программных средств, входящих в состав программного продукта. После проведения настройки программный продукт представляет собой Конструктор АРМов, осуществляющих сбор и обработку технико-экономических показателей, имеющих общую информационную базу и работающих с использованием и под управлением настроечной информации, т.е. пригодным к эксплуатации.

2. В силу разнородности технологического оборудования и типов основной технологической схемы электростанций и других предприятий в поставляемом программном продукте реализована настройка на модель электростанции (предприятия).

3. В силу разнородности алгоритмов задач в поставляемом программном продукте предусмотрена настройка каждого АРМа, включающая как внешнюю настройку АРМов, так и настройку алгоритмов расчёта (заведение формул).

4. Настройка алгоритма расчёта (заведение формул расчёта и их редактирование) производится с помощью специального инструментального средства – Конструктор Проектов. Доступ к Конструктору Проектов осуществляется внутри Конструктора АРМов, т.е. пользователь, запустив конкретный АРМ, всегда имеет доступ к формулам расчёта для их ввода, просмотра и редактирования.

5. В программном продукте реализована стандартизация расчётов, т.е. стандартные вычислительные алгоритмы. К ним относятся: расчёт энтальпий пара и воды с использованием уравнений термодинамического состояния воды и водяного пара, расчёт средневзвешенных значений и т.д.

6. В программный комплекс включено несколько инструментов для настройки печатных форм, позволяющие пользователю самому создавать и настраивать печатные формы различной сложности по форме и, удовлетворяющих его требованиям, по содержанию.

7. Возможность изменения настроечной информации делает любой расчётный АРМ корректно-пригодным, т.е. пользователь, загрузив АРМ может добавить в АРМ новые функции, откорректировать формулы расчёта, вставить новые показатели в форму или удалить ненужные показатели, менять внешний вид экранной формы, изменять печатные формы и т.д.

8. В комплекс включена возможность использования графических зависимостей (графиков), содержащих характеристики оборудования электростанции (предприятия). Причём, существует возможность получения значения с графика, как в процессе выполнения задачи (например «Расчёт нормативных ТЭП»), так и автономно.

9. В комплекс включена возможность архивации текущей информации, причём предусмотрено сохранение информации, как в текущем, так и в долговременном архиве. Подобная организация создания копий гарантирует быстрое восстановление данных в случае их разрушения (например: в процессе аппаратного сбоя).

10. АРМы, выполняющие расчёты условно разделены по временному признаку – суточные и месячные. Причём для суточных АРМов предусмотрена возможность проводить расчёты либо только за сутки, либо за смены и сутки, либо за минуты, получасы и часы. Выбор временного режима расчётов остается за пользователем и определяется им в процессе настройки комплекса.

11. В комплексе включена возможность хранения информации за предыдущий отчетный период (для суточных АРМов таким периодом является месяц, для месячных АРМов - год). Пользователь в любой момент времени может вернуться к расчётам предыдущего отчётного периода с целью просмотра или редактирования.

12. В каждый АРМ комплекса включено множество дополнительных сервисных функций и встроенных инструментов, которые создают удобный интерфейс, позволяющий сделать работу с компьютером проще и эффективнее.

13. Пользователь может по желанию дополнить предлагаемый перечень расчётных задач путём создания новых АРМов, произвести их настройку и включить в комплекс.

14. Для реализации расчётов Пользователь использует простой МЕТА-Язык написания Проектов задач.

Конструктор Проектов

Конструктор Проектов – это новое слово в создании сложных программных систем в простом текстовом виде с автоматической настройкой всего программного комплекса.

Пользователю сейчас не обязательно знать всех премудростей ручной настройки АРМа (Автоматизированное Рабочее Место).

Пользователю не нужно:

1. подготавливать Меню задач,

2. создавать экранные и расчётные таблицы,

3. заводить перечень оборудования (Глобальная настройка) и список Показателей по этим оборудованиям (Справочник «Показатели»),

4. устанавливать признаки накопления для Показателей,

5. настраивать экранные формы и отчёты для печати,

6. устанавливать связи данных экранной формы с Показателями информационных баз данных Сутки или Месяц,

7. заводить формулы расчёта Показателей в расчётные таблицы на языке технолога или на языке программиста,

8. вести отладку расчётов в Процессоре расчётов.

Пользователю нужно знать только одно, что именно ему нужно рассчитать, и затем своё желание изложить в текстовом виде с использованием очень простых правил написания расчётов с использованием спецсимволов. Всю остальную настройку выполнит Конструктор Проектов на этапе Компиляции.

Показатели и Объекты

Показатели и Объекты являются основными понятиями при создании Проекта и самыми сложными в понимании.

Показатели – это то, что принадлежит Объекту. Объект характеризуется своими Показателями. Показатели всесторонне определяют Объект.

Объект – это более крупная величина, чем Показатели. Одному Объекту принадлежит множество различных показателей.

В расчётах участвуют Показатели данного Объекта. Или мы рассчитываем значение Показателя конкретного Объекта.

В качестве Объектов могут выступать оборудование или технологический участок электростанции, которые характеризуются производственными Показателями.

В качестве Объекта также можно представить колонку экранной формы, которая имеет свои Показатели – строки экранной формы.

Каждый Объект характеризуется своим номером. Для оборудования это станционный номер. Для экранной формы это порядковый номер колонки.

В конструкторе АРМов Показатель и Объект представляют собой единое целое и записываются в следующем виде: П[О№],

где: П - Показатель, представляет собой набор цифровых, русских и английских символов за исключением спецсимволов и пробела.

О – Объект не более 10 русских и английских символов.

№ - цифровой номер Объекта.

Общая длина написания - П[О№] должна быть не более 20 символов.

Показатель и Объект, в дальнейшем просто Показатель, в Комплексе может быть представлен в нескольких видах. В справочнике «Показатели» Показатель является ключевым полем и имеет вид – П[О], т.к. наименование и другие характеристики Показателя являются одинаковыми для всех номеров данного Объекта. В информационных базах данных “Сутки” и “Месяц” Показатель также является ключевым полем, но имеет полный вид – П[О№].

В Проекте Показатель имеет несколько видов представления. Обычный вид представления Показателя – П. Для обозначения Показателя с прямой адресацией из Проекта используется вид – П?№. Для обозначение Показателя из информационной базы данных используется общий вид – П{О}, или с прямой адресацией – П{О№}.

Для представления Показателей в экранных формах и отчётах с использованием нижних и верхних индексов, и греческого алфавита используется определённый набор правил написания Показателя.

Проект технологических задач

Проект составляется в текстовом виде на МЕТА языке по следующей схеме:

Заголовок экранной таблицы:

<Наименование задачи>Наименование закладки&Имя экранной таблицы

Строка экранной таблицы:

Объект ! Показатель @ Ед.измер. # Наим. показателя {Д,Н$ Формула расчёта

или

Объект ! Показатель @ Ед.измер. # Наим. показателя {Д,Н/min,max$ Формула расчёта

или

Объект ! Показатель @ Ед.измер. # Наим. показателя {Д,Н|№$ Формула расчёта

или

Объект ! Показатель @ Ед.измер. # Наим. показателя {Д,Н/min,max|№$ Формула расчёта

где:

Д - Число десятичных знаков округления у результата. Если Д не указано, то используется автоматический выбор точности округления - 4 значащие цифры.

Н - Параметр накопления (посменное, посуточное, помесячное и журнальное). Если Н не указан, то накопление не производится. Для суммирования Н = 1. Для вычисления среднеарифметического значения Н = 2. Для вычисления средневзвешенного значения Н = Показатель, по которому производится взвешивание.

min – Минимальное значение показателя для цветовой индикации.

max – Максимальное значение показателя для цветовой индикации.

№ - Порядок расположения в аналитических графиках.

В экранной форме будут представлены: Показатель, Наименование Показателя, Единица измерения и Значения показателя по Объектам.

Формула расчёта пишется в одну строку с использованием следующих правил:

GrafY[ … ], GrafX[ … ], GrafYM[ … ] - Нормативный график;

GrafY[№, X, Z] – Определение Y по X и Z или GrafY[№, X, 0] – Определение Yпо X.

GrafX[№1, GrafY[№2, X, Z,], Z] – Номограмма из двух графиков №1 и №2. Сначала определяется Y по X и Z одного графика, затем определяется X по найденному Y и Z другого графика.

GrafYM[№1,№2,…,№n, X, Z, P, P1,P2,…,Pn] – Множественный график, т.е. определение Y по X и Z, и по семейству графиков №1,№2,…, характеризующихся параметром P с фиксированными значениями P1,P2,…

Е[ ... ] - Сумма по группе Объектов Показателей или произведений Показателей;

П[…,…] – Средневзвешенное значение по группе Объектов. На втором месте указывается показатель, по которому производится взвешивание.

%1,2: ... %3-6: ... - Выбор от № Объекта

Арифметические знаки --> + - * / ; Степень ^ ;

Скобки - [ ] ;

Операторы отделяются --> ;

Прямая адресация: П?№ , где П - показатель, № - номер объекта.

Пример с выбором по Объектам и с обращением к графикам:

%3,4,5,8: Null;

%6: dNт(рес)i = 0.0085 * dтресi\т * Nтi * 1e-3;

G~оi\ин = GrafY[0,Nт,Gт];

dNтi\рт = GrafY[0,G~оi\ин,Qтi];

dNтi\р2 = GrafY[0,P2,Gцнд\вх];

dNтi = [dNтi\рт + dNтi\р2] * 1.021 + dNт(рес)i;

a = Nтi - dNтi;

GrafY[0,a,G~тi];

На первый взгляд это выглядит очень мудрёно. Но на самом же деле для конструирования Проекта используются шаблоны.