CC BY
28
УДК 658.5.011.56
Е. В. Попова (к.т. н., доц.)1, Е. М. Абакачева (к.т.н., доц.)2, А. Р. Фахразов (асп.)2
Создание интегрированной информационной среды нефтехимических и нефтегазовых производств на основе формализованного описания объектов
Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке 1 кафедра автоматизированных технологических и информационных систем 2кафедра оборудования нефтехимических заводов 453118, г. Стерлитамак, пр. Октября 2б; тел. (3473) 242408, 291130, e-mail: evpopova10@yandex.ru, elena-abakacheva@rambler.ru
E. M. Abakacheva, E. V. Popova , A. R. Fahrazof
^cation of an integrated informaition environment in petrochemical and oil and gas enterprises based on a formalized
description of the objects
Branch of Ufa State Petroleum Technological University in Sterlitamak 2, October Pr, 453118, Sterlitamak, Russia; ph. (3473) 242408, (3473) 291130, e-mail: evpopova10@yandex.ru, elena-abakacheva@rambler.ru
Рассмотрена возможность создания информационной интегрированной среды предприятия. Определены проблемы структурного описания объектов. Для организации хранения и поиска информации определена возможность создания единой базы данных. Для решения проблемы формализованного представления информационного пространства производства предлагается концепция создания информационной среды в виде структуры, сходной по построению с ГИС.
Ключевые слова: база данных; информационная среда; структура.
Анализ и оптимизация химико-технологических систем нефтегазового и нефтехимического производств становится невозможной без разработки современного метода формализованного представления производственных процессов. На первый план выходит проблема эффективной организации и ведения специализированного информационного и программного обеспечения автоматизированной системы управления производством (АСУП).
Интенсификация технологий приводит к повышению энергонасыщенности современных производств, приближению технологических параметров (температуры, давлений, содержания опасных веществ) к их критическим значениям. Растут единичные мощности аппаратов, количество находящихся в них опасных веществ, расширяется номенклатура выпуска-
Дата поступления 25.01.11
Possibility of creation of the information integrated environment of a enterprise is considered. Problems of the structural description of objects are defined. For the organization of storage and information search possibility of creation of a uniform database is defined. For a solution of a problem of the formalized representation of information field of manufacture, the concept of creation of the information environment in the form of the structure similar on construction with GIS is offered.
Key words: database; information environment; structure.
емой продукции, вводится для переработки сырье из различных источников, внедряются гибкие технологические схемы, ориентированные на производство продукции различного качества.
Анализ АСУП показал, что они характеризуются: наличием большого количества нештатных ситуаций; неформализуемостью целей и эволюционным характером управления; многообразием аппаратурно-технологического управления, способов получения информации, постов управления, физико-химических явлений; информационной и психологической перегрузкой производственного персонала.
Ответственность при принятии решений производственным персоналом возрастает еще из-за того, что экономическая выгода приводит к созданию индустриальных комплексов,
узлов энергораспределения, тепло- и газоснабжения вблизи мест проживания людей.
Задача управления для производственного персонала осложняется тем, что развивается техническое обеспечение производства: аппа-ратурно-технологическое оформление, система контроля и управления. При совершенствовании систем контроля и управления вводятся полностью распределенные АСУТП, а в перспективе предусматривается оснащение предприятий интегрированными информационными системами, обеспечивающими эффективную реакцию и перенастройку предприятия на требования коммерческой деятельности, обеспечение предприятия точной и своевременной информацией о текущем и предшествующем состоянии производства, позволяющей корректировать работу установок предприятия.
Таким образом, создание интегрированной информационной среды предприятия, направленное на поэтапное внедрение информационной поддержки жизненного цикла продукции (ИПИ-технологий) и повышение качества принимаемых решений и сокращения времени принятия управленческих решений, следует считать актуальной практической задачей, имеющей существенное значение для нефтехимического производства 1.
При создании информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным описанием решаемых задач. От степени формализации во многом зависит эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации 2.
Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы:
структурированные (формализуемые); неструктурированные (не формализуемые); частично структурированные. Первая проблема формализованного представления информационного пространства состоит в то, что система АСУП имеет дело, главным образом, со структурированной информацией (базы данных и справочники) и транзакциями, а система архива и документооборота — с неструктурированной (документы, чертежи и пр.). В большинстве случаев источниками информации для архивной системы и системы документооборота, порождающими документы, являются именно АСУП, системы планирования ресурсов предприятия (Enterprise Resource Planning System —ERP-системы) и системы управления базами данных об изделии (PDM-программы). Вторая проблема —
структурированная информация слишком глубоко (иерархично) структурирована.
Для организации хранения и поиска информации стоит задача разместить в единой системе графическую и текстовую информацию, т. е. свести все в единую базу данных (БД) 3
Традиционно на предприятиях информация хранится в иерархических базах данных. Иерархическая БД, с точки зрения внутренней организации, состоит из структурных элементов, называемых компонентами. К компонентам верхнего уровня относятся карты, темы, таблицы, выборки, пользователи и библиотека стилей. Структура БД иерархична: компоненты верхнего уровня состоят из компонентов более низкого уровня. При организации поиска приходится добираться до информации по иерархической цепочке меню (рис. 1).
Рис. 1. Структура традиционной базы данных
В качестве одного из вариантов решения данной проблемы возможно использование системы, сходное по построению геоинформационной системе (ГИС). В любой момент работы ГИС пользователю доступно окно справки, что позволяет сократить время, необходимое для изучения возможностей ГИС. Информация, отображаемая в окне помощи, зависит от текущего контекста работы с ГИС. Фрагменты текста, отображаемые в окне помощи, связаны между собой гипертекстовыми ссылками, предоставляющими пользователю возможность движения от одного фрагмента к другому с целью получения интересующей справки.
В отличие от традиционных баз данных, геоинформационные базы данных содержат не только табличные, но и пространственные данные, которые описывают некоторую территорию и расположенные на ней объекты. Геоинформационная система — это программная система, предназначенная для хранения, обра-
ботки и отображения данных, хранящихся в геоинформационной базе данных (ГБД). ГИС является универсальным программным продуктом, работающим под управление мопера-ционных систем семейства Windows и предназначенным для использования в областях, связанных с совместной обработкой пространственной и табличной информации.
Структуры файлов, форматы
Организация структуры базы данных ГИС
Рис. 2. Уровни организации данных
Из вышесказанного можно сделать вывод о необходимости создания системы доступа пользователей к информации о процессах производства продукции, технологических регламентах производств, инструкциях проведения операций производства. Логично предположить, что для этой цели наилучшим образом подходит система управления, настроенная на специфику предприятия.
Таким образом, для решения проблемы формализованного представления информационного пространства производства предлагается концепция создания информационной среды в виде укрупненной структуры, сходной по построению с ГИС (рис. 3).
Вербальная и информ ация
ТГ
Методика формирования информационной
среды нефтехим ического производства
Система графическихизображенш процессов
Аппарат создания гипертекстовых документов
Аппарат создания экспертных
Аппарат создания обучающи
Структурная производства
обучения
Опасный характер нефтехимических и нефтегазовых производств, износ оборудования, наличие нештатных ситуаций и жесткие сроки принятия решений по их устранению с одной стороны, а также растущие возможности информационных технологий и современные концепции их использования для производства — с другой, обозначили актуальность создания автоматизированной интегрированной информационной среды (ИИС). Одно из направлений использования ИИС — автоматизированный поиск, передача по локальным сетям и оперативное использование необходимой информации в системах автоматического управления (САУ), автоматизированных системах управления технологическим процессом (АСУТП) и АСУП.
Предложен подход к построению информационной модели предприятия как химико-технологической системы, каждый из элементов которой представлен унифицированным набором свойств (технологической структурой). Последовательное укрупнение элементов по возрастающим уровням иерархии позволило структурировать информационное описание производства — от отдельных технологических операторов, включая их законы регулирования и режимные параметры, — до производства в целом, включая информационное обеспечение подсистем АСУП.
Литература
1. Барабанов В., Херсонский Н., Карасев С., Рожков В. // Стандарты и качество.— 1999.— №3.- С.15.
2. Овчинников В. Г. Методология проектирования автоматизированных информационных систем: основы системного подхода // Спутник+.-2005.- №4.- С.10.
3. Микони С. В. Взаимодействие базы знаний и системы выбора // Компьютеры в учебном процессе.- 2000.- №4.- С.18.
процессов
правила формирования информационной базы данных
спертная
Рис. 3. Схема формирования информационной среды предприятия
