Жизненный цикл автоматизированных систем (ЖЦ АС) носит итерационный характер, в процессе его развития для минимизации накопления ошибок необходимо своевременно актуализировать информационную модель объекта в соответствии с фактической обстановкой. Одним из механизмов решения указанной задачи является применение систем автоматизации управления жизненным циклом систем, в том числе и автоматизированных. В статье рассмотрена модель управления и автоматизации этапов жизненного цикла автоматизированных систем диспетчерского управления на основе PLM-систем. В качестве модели для разработки указанных систем были приняты решения, апробированные на крупных объектах транспортной и нефтегазовой отрасли. Рассмотрены основные преимущества внедрения PLM-систем при разработки и эксплуатации сложных автоматизированных систем диспетчерского управления, дано заключение о потенциальной востребованности указанного решения.
Ключевые слова: модель управления, модель автоматизации, жизненный цикл, автоматизированные системы диспетчерского управления, PLM.
Многолетняя практика внедрения и функционирования автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) показала, что различные формы и методы организации работ на различных ее стадиях создания и эксплуатации жизненного цикла (ЖЦ), широкая номенклатура этих работ и большое количество их участников, а также разнообразие видов используемой при этом технической документации привели к необходимости построения эффективной модели управления данными этапами. Эти элементы ЖЦ с точки зрения управления и автоматизации (поскольку многие эти этапы не обладают достаточной четкостью и однозначностью), слабо определены соответствующими стандартами (например, такими как ГОСТ 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания» [1], Р 50–605–80–93 «Рекомендации. Система разработки и постановки продукции на производство. Термины и определения» [2], «Руководство к Своду знаний по управлению проектами» [3]) и допускают различные толкования.
Актуальность работы. Основной задачей моделирования жизненного цикла АСДУ является непосредственная разработка инфраструктуры и управления проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла. Так как ЖЦ АС носит итерационный характер (результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах), то целью внедрения PLM-систем при моделировании ЖЦ АС является обеспечение максимального контролируемости процессов разработки и сопровождения АСДУ, с минимизацией ресурсоемкости управления на всех этапах ЖЦ.
Применение PLM-систем является одним из инструментов, направленных на решение задачи построения функциональной модели ЖЦ [4]. В функциональной модели PLM-системы обеспечивают информационную поддержку [5].
Концепция моделирования ЖЦ АСДУ при помощи PLM-систем. Раннее (в статьях [6] и [7]) коллективом авторов была рассмотрена концепция моделирования ЖЦ для АС, используемые в энергетике, транспорте, строительстве, включая их сочетания. ЖЦ современных крупных АСДУ характеризуются следующими особенностями [8]:
- сложность архитектуры (большое количество функций, элементов, данных);
- ограниченная возможность применения «тиражируемых» типовых проектных решений;
- участие в жизненном цикле различного как программно-аппаратного обеспечения, так и проектного и эксплуатирующего персонала.
Коллективом авторов статьи предложена модель управления и автоматизации ЖЦ на основе PLM-систем, позволяющая смоделировать и эффективно управлять выполнением работ в рамках ЖЦ создания АСДУ.
Разрабатываемая модель ЖЦ АСДУ имеет следующие преимущества:
- охватывает полный ЖЦ;
- позволять работать с ней одновременно нескольким рабочим группам;
- возможность автоматического выпуска сопроводительной технической документации на АСДУ;
- имеется поддержка средствами, обеспечивающих автоматизацию процессов, выполняемых на всех стадиях ЖЦ.
Характерная особенность разрабатываемой модели на основе PLM-систем (структурная схема которой представлена на рисунке 1) является обеспечение взаимодействия на различных ее этапах как средств автоматизации разных производителей, так и различных АСУП. Таким образом, PLM-система выступает в качестве интегрирующего информационного пространства, в котором функционируют САПР, PDM, ERP, CRM, MES и SCADA предприятия-заказчика.
Рис. 1. Структура модели управления и автоматизации ЖЦ АСДУ
В качестве основы модели управления и автоматизации разработки и эксплуатации АСДУ крупных предприятий предлагается использовать программное обеспечение «Вектор-М» разработки ООО «ПрограмПарк», которое успешно внедрено на предприятиях транспортной
(ГУП «Московский метрополитен», ОАО «РЖД») и нефтегазовой (АО «АК «Транснефтепродукт») отрасли. Данная система позволяет реализовать основные функции управления и автоматизации следующим путем:
- комплексное и интегрированное решение задач диспетчеризации производственных процессов и паспортизации объекта;
- построение единого информационного пространства на основе внутренних объектов системы и объектов подключаемых подсистем любого типа и количества от АСУ ТП и до информационных подсистем как на одном сервере базы данных, так и в распределенном варианте произвольной топологии;
- настройка автоматической реакции системы на события по четко заданным логическим решающим правилам на базе построенного единого информационного пространства;
- решение задач программирования технологического процесса любого уровня сложности с мониторингом и визуализацией хода исполнения;
- развитый инструментарий готовых решений и компонент для создания интерфейсов рабочих мест самого широкого спектра назначений без дополнительного программирования;
- четкая и формализованная технология внедрения от обследования до сопровождения, отлаженная для данного инструментария (позволяет получать требуемый результат в планируемые сроки и при полном контроле со стороны заказчика).
Универсальность заложенных при проектировании платформы подходов обеспечивает возможность автоматизации как основных, так и вспомогательных видов деятельности предприятия. Основным применением платформы является автоматизация производственных процессов (MES-уровень), включая процессы планирования выполнения процессов (ERP-уровень), с возможностью пообъектного мониторинга выполнения процессов, а также управления и контроля состояния технологических объектов и их окружения (SCADA-уровень). Платформа обеспечивает возможность автоматизации анализа ключевых показателей работы как отдельных подразделений (MES-уровень), так и предприятия в целом (ERP-уровень).
Заключение. Внедрение эффективной модели управления и автоматизации на каждом этапе ЖЦ полностью не обеспечивает решения всех проблем в разработке и внедрении АСДУ в целом, поскольку ни одна из них, естественно, не может учесть полного состава воздействующих факторов на систему. Однако, данное моделирование открывает широкие перспективы для более четкого планирования, оперативного контроля и управления деятельностью коллектива разработчиков и оперативного персонала, минимизации ресурсных потерь при создании и эксплуатации крупных и не имеющих аналогов АСДУ.
Литература:
1. ГОСТ 34.601–90 Автоматизированные системы. Стадии создания.
2. Р 50–605–80–93 Рекомендации. Система разработки и постановки продукции на производство. Термины и определения.
4. Волков А. А. Функциональная модель жизненного цикла корпоративного информационного пространства строительных организаций / А. А. Волков, Д. В. Аникин // ВЕСТНИК МГСУ — 2013. — № 11. — С. 226–233
5. Волков А. А. Информационная поддержка жизненного цикла объектов строительства/ А. А. Волков, Ю. Г. Лосев, К. Ю. Лосев // ВЕСТНИК МГСУ. — 2012. — № 11. — С. 253–258
6. Ульянов Р. С., Романова Е. С., Прокопьев С. В. Концепция моделирования жизненного цикла создания автоматизированных систем. // Молодой ученый. — 2015. — № 11 — С. 458–461.
7. Ульянов Р. С., Прокопьев С. В., Делибатов В. В. Моделирование технических систем в среде UNITY 3D. // Молодой ученый. — 2015. — № 11 — С. 452–455.
8. Тихонов А. Ф., Побат С. В., Смеляков С. В. Диспетчеризация инженерных систем ЖКХ. // Механизация строительства — 2015. — № 1(847) — С. 40–43.
