|
Примеры построения АСУ
Концепция построения автоматизированной системы управления
метрологическим обеспечением отрасли Метрологическая служба отрасли обеспечивает техническую,
нормативную и организационную поддержку процесса измерений на предприятиях
связи. С точки зрения систем управления это означает, что объектом управления
является не собственно процессы измерений, а метрологическое обеспечение (МО)
измерений и погрешность результата измерений. Метрологическое обеспечение включает в себя следующие основные
объекты: средства измерений (СИ) и образцовое оборудование; регламент и методику
проведения измерений; деятельность по планированию и контролю выполнения
регламентных работ, выполняемых службой (калибровка, ремонт, надзор за
применением и условиями эксплуатации СИ), а также вся деятельность по
совершенствованию, как самой службы, так и метрологического обеспечения
измерений, вплоть до определения тематики и приоритетов НИР и ОКР. Предметная
область метрологии и метрологического обеспечения имеет в основе развитую
систему государственной и отраслевой стандартизации, включающую несколько систем
стандартов. Основной из них является Государственная система обеспечения
единства измерений (ГСИ). Метрологическая служба - госнадзорная область. МС
любого предприятия является субъектом, как отраслевой метрологической службы,
так и службы страны. Таким образом, информационные технологии в области службы
имеют хорошо развитую правовую базу, а именно: законы Российской
федерации: "Об обеспечении единства измерений"; "Об энергосбережении"; "О защите
прав потребителей"; "О стандартизации"; "О сертификации продукции и услуг"; "Об
информации, информатизации и защите информации"; от 12.03.94 N100 "Об организации
работ по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации продукции
и услуг"; от 12.12.95 N1213 "О совершенствовании системы
информационного обеспечения в области стандартизации, метрологии и
сертификации"; от 12.02.93 N121 "О мерах по реализации
государственной программы перехода Российской федерации на принятую в
международной практике систему учета и статистики в соответствии с требованиями
развития рыночной экономики"; государственные программы:
"Государственная программа перехода Российской федерации на принятую
в международной практике систему учета и статистики в соответствии с
требованиями развития рыночной экономики". Раздел "Развитие и применение единой
системы классификации и кодирования информации"; Государственная
научно-техническая программа "Федеральный информационный фонд по науке и
технике". Раздел "Научно-техническая терминология". Высокая потребность в определении и
проведении единой технической политики в области оснащения и нормативной базы
измерений в отрасли с одной стороны, и иерархичность структуры МС отрасли с
другой, требует создания прямых и обратных формализованных информационных
связей. Можно выделить по крайней мере три значимых уровня иерархии,
взаимодействие между которыми характеризуется существенным количественным и
качественным изменением интенсивности входящих и выходящих информационных
потоков. Первый уровень соотносится со службой стандартизации и метрологии
Госкомсвязи, второй - с соответствующими подразделениями головных и базовых
организаций, третий с метрологическими службами предприятий. Очевидно, что
трехуровневая система не является замкнутой, а интегрирована в общую
государственную систему обмена метрологической информации. Прямые связи между
уровнями определяются сложившейся схемой разработки и продвижения от центра к
предприятиям руководящих документов, норм, правил, и иной документации,
призванной координировать деятельность МС. На каждом уровне можно проследить и
боковые латеральные связи, обеспечивающие цикличность информационных потоков при
итеративном подходе к разработке документов. Примером может служить разработка
любого отраслевого ОСТа, когда разработка выполняется группой разработчиков из
различных предприятий, а ее результат многократно согласовывается со службой
главного метролога отрасли. Другой пример это система учета парка СИ,
регламентных работ в метрологической службе предприятия. Использование баз
данных средств измерений, нормативной документации является также примерами
циркуляции информационных потоков. Существование стройной иерархической
системы и высокий уровень стандартизации предметной области МС и МО, позволяет
обеспечить информационную совместимость (унификацию представлений) данных внутри
отрасли, а по ключевым данным - и по стране в целом. Оснащенность предприятий
отрасли ПЭВМ и подключение множества из них к сети Интернет создает уникальные
условия для реализации многоуровневой автоматизированной системы
управления. В области управления. Оснащение
отрасли типовыми автоматизированными рабочими местами (АРМ) "Метролог" позволяет
установить единую систему учета, контроля и отчетности и, тем самым,
регламентировать деятельность метрологических служб предприятий отрасли.
Объединенные в единую сеть посредством информационно поисковой системы (ИПС) АРМ
различных уровней и АРМ внутри уровней позволяет в дальнейшем в кратчайшие сроки
осуществить любое организационное или функциональное изменение службы за счет
соответствующего усовершенствования АРМ или ИПС. Кроме того, создание единого
информационного пространства в предметной области МО и МС отрасли позволит в
высокой степени автоматизировать проведение анализа состояния измерений. В
области методического руководства. Владение информацией, формализованной и
поддающейся автоматизированному анализу, позволит вышестоящим уровням
метрологической службы эффективно решать следующие
задачи: определять оптимальные средства и методы измерений;
получать максимально представительную информацию
для принятия решений общеотраслевого уровня. В области
информационного обеспечения. Уже сейчас в МТУСИ существует отраслевая ИПС
"Метролог" в сети Internet (www.srd.mtuci...), обеспечивающая метрологов
автоматизированными каталогами технических характеристик СИ и справочниками и
базами данных по нормативной документации. В базовых организациях создаются АРМ
и ИПС хранения и подготовки нормативной документации (ЦНИИС, НИИР),
функционирующие совместно с ИПС "Метролог". Следующий шаг - интегрировать
нормативно-справочные данные в "технологический" АРМ "Метролог" собственно
предприятия. Это даст новое качество - возможность увидеть на одном экране и
автоматически сравнить факт и возможности - каково метрологическое обеспечение
предприятия, и каким оно может (должно) быть. Важнейшее следствие этих
возможностей - повышение технической компетентности специалистов при разработке,
организации и проведении измерений в отрасли. отобразить
средствами компьютерных технологий содержание и состояние обязательной к
выполнению деятельности каждого подразделения метрологической службы;
регламентировать состав и формы представления данных, а также
структуру информационных потоков в системе (информационных и командных связей
между субъектами отраслевой метрологической службы), а также информационный
обмен с внешними по отношению к отрасли организациями; предоставить
предприятиям отрасли, базовым организациям МС, и службе Главного метролога
полную взаимоувязанную информацию по всем элементам метрологического
обеспечения. АСУ
представляет собой распределенную корпоративную систему, субъектами которой
являются предприятия связи, базовые организации МС, служба Главного метролога
отрасли. Состав и распределение функциональных задач в системе должны
соответствовать Положению о метрологической службе в отрасли связи. Этот вопрос
является предметом технического проектирования и не может быть подробно
рассмотрен в настоящей статье. Ниже изложены основные принципы построению АСУ МО
"Связь". уровень службы Главного метролога
отрасли (высший); Каждому уровню должна
соответствовать своя подсистема в составе одного или нескольких АРМ. Для
предприятий и базовых организаций могут использоваться типовые АРМ, с
возможностью настройки в соответствии со спецификой предприятия. Так как МС
различных уровней имеют различные функциональные задачи, то состав информации,
структуры баз данных и программное обеспечение типовых АРМ будут отличаться, не
только в силу различного содержания метрологических работ, но и вследствие
различных требований к обобщению информации на каждом из уровней.
Функциональным назначением АСУ в целом являются накопление, обобщение,
обработка и анализ информации по всем аспектам метрологического обеспечения и
метрологического обслуживания отрасли. Для АРМ низших уровней приоритет имеют
функции накопления и обработки, для вышестоящих уровней - функции обработки,
обобщенного представления информации и анализа. Функции обработки информации
обеспечивают получение сводных данных по отрасли по различным направлениям
метрологического обеспечения иобслуживания. Подчеркнем, что такая обработка
возможна только на основе единого отраслевого информационного стандарта
представления данных - системы кодификаторов и классификаторов основной
метрологической информации. Функции анализа информации обеспечивают
комплексное представление информации по проблеме и приведение ее к виду,
наиболее удобному для принятия решений. Как функции обработки, так и функции
анализа направлены на уменьшение объемов данных, поступающих на вышестоящие
уровни, при одновременном повышении информативности данных. Наряду с этим,
должна обеспечиваться возможность получения от нижестоящих уровней первичной
информации по запросам. Информационные потоки,
циркулирующие в системе, реализуют прямые и латеральные одно- и двунаправленные
связи между субъектами МС, различающиеся как административно-командные,
оперативные и справочно-информационные. директивы в области МО и МС,
обязательные к исполнению; Оперативные двунаправленные
прямые связи содержат: либо более полно
представленной на этих уровнях (снизу вверх). запросы на предоставление информации, имеющейся в базах
данных, ввод информации в базы данных (их актуализацию и наполнение), внутри
уровневый документооборот Справочно-информационные связи
предполагают периодический обмен регламентированной информацией,
включая: планы работ и регламентированную
отчетность по текущему состоянию метрологического обеспечения и метрологического
обслуживания (снизу вверх). Состав информации, поступающей от
предприятий связи в базовые организации МС, должны отличаться в зависимости от
области деятельности, закрепленной за организацией. Исторически ИПС "Метролог" разрабатывалась в лаборатории
измерительных систем МТУСИ по заказу Министерства связи России, как оболочка для
доступа к персонифицировано распространяемым базам данных (БД) метрологической
информации. ИПС требовала для своей работы компьютера с установленным на нем
специальным программным обеспечением. Недостатком такого подхода являлось полное
отсутствие обратной связи с потребителем, что с одной стороны приводило к
недостаточному удовлетворению запросов пользователей, а с другой к сложностям в
поддержке актуальности информации. В настоящее время ИПС "Метролог" полностью
реорганизована и включена в глобальную компьютерную сеть Internet. Это означает,
что пользователю, вне зависимости от его физического местонахождения, для
получения доступа к системе "Метролог" достаточно подключиться к Internet у
своего ближайшего провайдера. Кроме того любой пользователь системы может сразу
организовать прямые и латеральные двунаправленные связи справочно-
информационные. организация
прямых двунаправленных административно-командных связей организация
двунаправленных прямых и латеральных справочно- информационных связей между
предприятиями отрасли; выработка отраслевых стандартов формирования
БД и обмена информацией для внедрения системы автоматизированного поиска
организация электронных конференций, оповещение о
мероприятиях, персональная почта руководителей метрологической службы.
центральный сервер — основное хранилище общедоступной
информации; сервер Госкомсвязи России — содержит копию информации
центрального сервера, а также другую информацию специфичную для Государственного
комитета. Доступ к серверу может быть ограничен работниками комитета;
поставщики информации — научно-исследовательские
проектные, учебные организации отрасли, поставщики измерительного оборудования,
предоставляющие информацию для помещения на серверах. Информация представляется
на дискетах или других физических носителях, или передается с использованием
Internet; В настоящее время ИПС отрасли содержит следующие
разделы: телефонный справочник
комитета по связи и информатизации; указатель нормативных документов отрасли "Связь"
Список лицензиантов услуг в области "Связь" Примером развития ИПС является решение Госкомсвязи о
создании на базе ЦНИИС отраслевой электронной информационно-справочной системы
(базы данных) стандартов и другой нормативной документации с возможностью
доступа к ней базовых организаций по стандартизации, управлений Госкомсвязи и
других заинтересованных организаций Windows NT Server 4.0, SQL
Server 6.5, Microsoft Internet Information Server 3.0. Доступ к информационно-
поисковой системе обеспечивают: программа просмотра World Wide Web
Microsoft Internet Explorer версии 3.0 или выше (распространяется бесплатно
фирмой Microsoft по адресу www.microsoft.com/ie). Возможно также применение
любых других программ просмотра World Wide Web, поддерживающих фреймы, таблицы и
JavaScript (например, Netscape Navigator); Более подробно рассмотрим назначение и функциональные возможности АРМ
нижнего уровня - уровня предприятия Разработанная коллективом фирмы "Палитра
систем АРМ "Метролог" и широко внедряемая вряде отраслей, выполняет следующие
основные функции.. Учет состава и состояния парка СИ, РЭ, измерительных
каналов ведется на основе электронной картотеки и таблиц (журналов). Электронный
паспорт содержит несколько разделов, в том числе "Комплектующие" и
"Драгметаллы". Предусмотрена возможность настройки образа электронного паспорта
и журналов без участия программиста. Пользователь может исключить ряд реквизитов
(граф) из паспорта, изменить их расположение и названия. Можно настроить журнал,
указав реквизиты и последовательность их вывода в таблицу. Учет состояния
метрологического обеспечения технологических позиций реализован на основе
паспорта позиции измерений, в нем содержатся сведения о СИ, измеряемом
параметре, а также ссылка на НД (МВИ), регламентирующую проведение измерений.
Ведение истории эксплуатации приборов обеспечивается накоплением в
электронном паспорте сведений (статистики) о событиях: поверках, ремонтах,
отказах. Предусмотрена возможность автоматического (без дополнительных
трудозатрат для пользователя) накопления и обработки статистических данных в
привязке к основному оборудованию и позициям измерений. Планирование
метрологического контроля (поверки, калибровки, аттестации) и ремонтов, в том
числе - на основе ремонтных циклов ведется на основе графиков МК и ремонтов.
Графики рассчитываются исходя из данных электронного паспорта. Оптимизационные
алгоритмы (например, обеспечение равномерности изъятия на поверку) в
существующих версиях программы не предусмотрены. Однако, возможно оперативно
переформировать графики с учетом текущей технологической ситуации, например,
сроков вывода в ремонт основного оборудования. Контроль за выполнением планов
технического обслуживания обеспечивается путем формирования задолженности по
сдаче в поверку (ремонт). Формирование заданий поверителям, ремонтникам,
киповцам может производиться как в виде отчетов по соответствующим журналам, так
и в виде выборки из месячных или годовых графиков. Анализ состояния измерений,
вернее - обработка информации для проведения анализа - предусмотренный в
существующих версиях программы, касается, в основном, состояния и применения
парка СИ. В отношении версии 5.0 под WINDOWS'95, вследствие введения подробного
описания позиции измерений и измеряемого технологического параметра, можно
говорить о возможности простейшего анализа состояния метрологического
обеспечения в целом. Обработка информации состоит в формирования любых запросов
к базе данных и создания соответствующих отчетов по полученной выборке
электронных паспортов. Условия могут накладываться на произвольные сочетания
характеристик приборов (более 120 характеристик). Обработка статистики по
результатам метрологического контроля, ремонтам, отказам производится на основе
данных по истории эксплуатации, накапливаемых в электронном паспорте СИ, путем
сведения данных по типоразмерам приборов. Формирование сводных данных по
используемым типоразмерам приборов (тип + предел + класс) позволяет оценить
количественный и возрастной составы парка, интенсивность отказов, среднюю
наработку и среднее время устранения отказов, обеспеченность поверкой, плановые
и фактические объемы метрологического контроля. "Типоразмеры" - содержит основные технические характеристики СИ и формируется
пользователем. Последнее является существенным недостатком, т.к. требует больших
трудозатрат, повторяющихся от предприятия к предприятию. При проведении
комплексного внедрения этого можно избежать за счет комплектации предприятий
отрасли типовыми базами данных. В перспективе - возможность подключения
Кодификатора типоразмеров ВНИИМС. Картотека паспортов
"Позиции измерений" формируется автоматически, в процессе заполнения паспортов
на экземпляры. В основе базы данных лежит Классификатор мест установки СИ и
Классификатор измеряемых технологических параметров. Создание этих
классификаторов не только чрезвычайно трудоемко, но для него, как правило,
отсутствует отраслевая нормативная основа. Исключение составляет энергетика, где
имеется РД 34.35.101-88 "Методические указания по объему технологических
измерений, сигнализации, автоматического регулирования на тепловых
электростанциях". База "НД" содержит основные данные по применяемой
нормативной документации. Формируется пользователем. В перспективе - подключение
баз данных, формируемых организациями Госстандарта. База "Рабочие места"
содержит сведения по комплектации и загрузке рабочих мест поверителей и
ремонтников. База данных информационно совместима с Кодификатором групп
поверяемых СИ. Выходные формы (отчеты) АРМ "Метролог". Библиотека выходных
форм накапливалась и совершенствовалась постепенно, от внедрения к внедрению. До
настоящего времени не удалось выработать унифицированного перечня выходных форм,
ограниченного несколькими позициями. Последнее обусловлено как традициями,
сложившимися на предприятиях, так и отсутствием согласованных требований ТО
Госстандарта. более 30-ти
разновидностей планов-графиков, отчетов, сводок и перечней;
отчеты по выборке данных в соответствии с заданным сложным условием;
используются два вида сортировки данных в отчетах: "метрологическая"
- по виду измерений, наименованию, типоразмеру СИ и "технологическая" - по
месту, оборудованию, позиции установки СИ. Соответствие требованиям
законодательной метрологии обеспечено путем следования ГОСТ и согласованием с
ВНИИМС, Москва, форм представления основной метрологической информации. К
сожалению, государственная стандартизация информационных технологий в области
метрологии и МС в настоящее время полностью отсутствует. Это, на наш взгляд,
является основным тормозом развития систем. Международные требования по
содержанию информации в базах данных в основном определены в ГОСТ серии 40900
"Системы обеспечения качества". Программа им соответствует. Технические
требования к вычислительной технике. Сетевая версия АРМ "Метролог" под
WINDOWS'95 реализуется на IBM с типом процессора - не ниже 486, RAM 16 Мбайт.
Инструментальная среда программирования - DELPHI 3. Объем парка - до 35-ти тысяч
СИ. Формат файлов - Access. Обеспечение единства измерений является
основной обязанностью метрологических службы. АСУ - явление сравнительно новое.
Внедрение АСУ должно привнести новое качество выполнения этих работ. Рассмотрим
примеры. Функции МС предприятия по обеспечению единства измерений на
предприятии сводится к установлению и поддержанию в установленных пределах (ГОСТ
16263-70): 1) Установление погрешности
средств измерений при этом сводится к периодической поверке, калибровке или
аттестации. Использование АРМ безусловно повышает дисциплину проведения этих
работ, позволяет практически без трудозатрат оперативно планировать эти работы,
с учетом текущих приоритетов и в условиях ограниченного ресурса. Еще одна
возможность, основанная на обработке статистики по метрологическим отказам -
оптимизация межповерочных интервалов на основе опыта эксплуатации. 2)
Определение правильности средств измерений связано только с обоснованным
установлением требуемого соотношения между рабочим эталоном и средством
измерений, которое определено методикой поверки. В этом плане АРМ способствует
выполнению информационных задач по подбору поверочного оборудования, если
обеспечена информационная совместимость и возможность сопряжения с ИПС по
поверочному оборудованию и методикам выполнения измерений. Пример такой ИПС -
выпущенный совместно ВНИИМС, Москва и фирмой "Палитра систем" программный
продукт "Указатель комплектов средств поверки". ИПС позволяет для одной или
нескольких групп средств измерений подобрать комплекты средств поверки, в том
числе, по критерию минимизации номенклатуры поверочного оборудования. Состав
данных предусматривает: Классификатор групп поверяемых СИ; ссылки на документы
поверочных схем и методик поверки наименования, обозначения типов,
характеристики и заводы-изготовители поверочного оборудования. Выходные формы
Указателя соответствуют форме паспорта метрологической службы и руководства по
качеству МИ 2284-94 и Пр. 50.2.014-94. 3) Установление погрешности самих
измерений в условиях их проведения (если оно не сводится к двум
вышеперечисленным обязанностям - в случае, когда погрешность прибора значительно
меньше требуемой погрешности результата измерений) требует установления
погрешности в конкретных условиях, с учетом влияющих факторов и свойств объекта
измерения, а также постоянного контроля за соответствием условий измерений
допустимым. В этом вопросе АРМ обеспечивает возможность обзора состояния
измерений по конкретной типовой измерительной задаче, включая применяемые МВИ и
требования к проведению измерений. Проблема состоит даже не в том, чтобы создать
такую сложную взаимоувязанную базу данных по всем элементам МО, а в том, чтобы
ее заполнить. Мы полагаем что это возможно только при централизованном внедрении
по отрасли, когда нормативно-справочные базы данных могут быть поставлены
предприятиям уже заполненными, а также произведена классификация (типизация)
основных измерительных задач. Как видно из вышесказанного, новое качество,
привносимое АСУ в обеспечение единства измерений, включает два основных аспекта:
укрепление дисциплины метрологической службы и возможность автоматизированного
системного анализа метрологического обеспечения как предприятия, так и отрасли в
целом. Перечислим еще раз основные результаты,
которые могут быть получены от внедрения отраслевой АСУ МО. внедрение твердого регламента
учета и проведения метрологических работ службами предприятий связи;
ускорение внедрения нормативных
методов аттестации измерительных установок и измерительных систем, сведение к
минимуму форм и количества соответствующей документации;
формализация деятельности по контролю и самоконтролю всех
предусмотренных работ, а также минимизация форм и количества отчетной и прочей
документации; формализация контроля выполняемых НИР и ОКР по
совершенствованию измерений, отслеживание дублирования разработок.
В области формирования технической политики. Создание
инструментария автоматизированной подготовки информации для поддержки принятия
решений, в том числе определение содержания, приемов обработки и форм
представления обобщенной информации. В области информационного обеспечения.
Снабжение предприятий связи через INTERNET актуализированной нормативно-
справочной информацией в виде каталогов технических характеристик СИ, баз данных
по НД, справочников по изготовителям (поставщикам) и т.д. Подчеркнем, что при
поставке в рамках отраслевой АСУ, эта информация может быть строго формализована
в соответствии с общеотраслевой системой метрологической классификации и
кодификации. В области стандартизации. Главное, на наш взгляд, состоит в том,
что АСУ способствует унификации средств и методов измерений в отрасли путем
обоснованного выбора и с учетом опыта эксплуатации. Кроме того, становится
возможным, например, унифицировать требования к полноте представления
технических и метрологических характеристик в каталогах СИ в зависимости от
функционального назначения аппаратуры. Это обеспечит более объективное сравнение
качества аппаратуры различных производителей. Подведем итоги. Что из предложенного выше есть уже сейчас? Что
необходимо сделать в первую очередь? Как организовать работу? Успешно
функционирует Отраслевая информационно поисковая система обеспечения предприятий
связи нормативной и справочной информацией по средствам измерений и нормативной
документации, разработанная и поддерживаемая Московским техническим
Университетом связи, ЦНИИС и НИИР. Фирма "Палитра систем" имеет солидный опыт
разработки и внедрения АРМ "Метролог" и АСУ МС на отдельных предприятиях и в
объединениях ("ЭНЕРГО", "Трансгаз", "Транснефть"). В свете вышесказанного,
возникает закономерное желание: организовать комплексную поставку предприятиям и
базовым организациям; в качестве необходимого условия вышеназванных
процессов, организовать службу Администратора АСУ МО, одной из функций которой
должно стать определение приоритетов развития АСУ; организовать подписку предприятий на поставку интегрированного
комплекса. К настоящему времени предприняты следующие шаги.
Предложения по созданию АСУ МО "Связь" обсуждены и получили одобрение ведущих
метрологов отрасли. Московский Университет связи и фирма "Палитра систем"
согласовали Технический протокол по интеграции ИПС по нормативно-справочной
информации и АРМ "Метролог". Срок поставки предприятиям интегрированного
продукта - осень 1998 г.. Основной проблемой является организация и
финансирование проведения работ. Оптимальный вариант - финансирование из
централизованных фондов сопутствующих работ по интеграции программных продуктов
и общеотраслевой стандартизации, необходимой для внедрения системы, и оплата
предприятиями собственно поставки программных продуктов. Централизация разработки и поставки программных продуктов в рамках
отраслевой АСУ позволяет проводить одновременное внедрение на многих
предприятиях связи при координации работ из единого методического центра. Это
повышает эффективность внедрения и обеспечивает ряд перечисленных ниже важнейших
преимуществ. снижения трудоемкости ввода
данных за счет комплектации АРМ типовым набором общесистемных справочников и
методическими рекомендациями по заполнению базы данных; скорейшее
выявление и устранение ошибок программирования и замечаний;
модернизация и развитие АСУ в приоритетных направлениях на основе
согласованных требований предприятий отрасли, без утери информационной
совместимости и универсальности; уменьшение стоимости программных продуктов и обучения за счет скидок
при тиражировании. Мы можем
предложить апробированную технологию комплексного внедрения, включая поставку
документации по вводу АСУ вдействие и регламенту эксплуатации.
| |
