Архитектура интегрированной системы обеспечения эксплуатационной надежности
настоящее время в связи с повсеместным внедрением современных информационных технологий наметилась тенденция существенного повышения культуры эксплуатации технических объектов. Это в полной мере касается систем обеспечения их эксплуатационной надежности.
В самом общем виде интегрированная система обеспечения эксплуатационной надежности технических объектов предприятия - это трехкомпонентный комплекс, включающий совокупность внешних и внутренних по отношению к данным объектам инструментальных программно-аппаратных средств, множество самих эксплуатируемых объектов, коллектив специалистов-исполнителей и их руководителей.
Компоненты комплекса объединены в автоматизированные информационные подсистемы, взаимодействующие между собой либо по принципу «точка - точка», либо через общее информационное пространство посредством интерфейсов единой интеграционной платформы.
Данный комплекс обеспечивает заданный уровень эксплуатационной надежности каждого объекта, установленный в нормативной документации, и его рекомендуется исследовать как с позиции информационной, так и с позиции ресурсной системы.
В плане развития систем обеспечения эксплуатационной надежности условно будем различать ряд исторических эпох, а именно: примитивную, индустриальную, информационную и интеграционную.
Примитивная эпоха характеризуется тем, что относительно простые технические объекты использует по назначению и поддерживает их техническое состояние один и тот же субъект деятельности без каких-либо специальных средств.
Последующие две эпохи связаны с усложнением технических систем, с появлением специальных средств для поддержания технического состояния на требуемом уровне, с развитием автоматизированных информационных и информационно-измерительных систем, с дифференсацией по объектам обслуживания и по субъектам деятельности. Например, в процессе эксплуатации сложных технических систем единственный субъект деятельности эволюционирует в следующую совокупность: субъект эксплуатационной деятельности (СЭД), субъект диагностической деятельности (СДД) и субъект обслуживающей деятельности (СОД).
Последней эпохе соответствуют интегрированные системы обеспечения эксплуатационной надежности - это текущее состояние, в котором интегрированы все эволюционные достижения информационно-измерительных, автоматизированных и интеллектуальных систем, включая диагностические экспертные системы (ДЭС), в рамках общего информационного пространства. Здесь, например, интеграция по субъектам деятельности предполагает наличие субъекта принимающего решения (СПР) - это руководители исполнителей других субъектов деятельности, принимающие ответственные решения.
Таким образом, архитектура интегрированных систем обеспечения эксплуатационной надежности варьирует в весьма широких границах, но базовый набор ее функциональных элементов достаточно стабильный и включает набор типовых блоков (рис. 2).
Рис. 2. Архитектура интегрированной системы обеспечения эксплуатационной надежности технологических объектов предприятия.
Объектные блоки - отдельные экземпляры, однородные или разнородные множества экземпляров, эксплуатируемых в составе основных и обеспечивающих бизнес-процессов.
Субъектные блоки - коллективы исполнителей и их руководители по четырем видам деятельности (СЭД, СДД, СОД, СРД).
Сегменты, фиксирующие интеграцию в отношении целей, методов и задач субъектов различных видов деятельности.
Встроенные (бортовые) и внешние технические средства диагностирования (ТСД), средства технического обслуживания и ремонта (ТСОР), а также средства управления эффективностью рабочих процессов технологического и обеспечивающего оборудования предприятия.
Интерфейсные и коммуникационные блоки, формирующие единое информационное пространство.
Различным вопросам разработки архитектуры систем обеспечения эксплуатационной надежности стало уделяться внимание достаточно давно. Так, в работе [7] уже использовались такие понятия как «архитектура подсистемы генерации методов диагностирования» и «архитектура базы знаний процедурного типа».
В частных корпоративных ситуациях набор элементов архитектуры модифицируется или расширяется. Например, в [6] архитектура системы управления производственными активами дополнительно к типовым стратегиям - управление по нормативной периодичности и управление по состоянию - обеспечивает возможность перехода к риск-ориентированной модели управления, включая аварийную стратегию. Более того, в [8] сформулирована идея об архитектуре с функционально неопределенной структурой и предложена ее реализация для системы обеспечения эксплуатационной надежности локальных вычислительных систем.
Использование интеллектуальных систем поддержки принятия решений в системах технического обслуживания - это уже обычная практика. Чаще всего она реализуется в виде диагностических экспертных систем и подразумевает наличие процесса формального представления знаний в области эксплуатации технических систем, конечной целью которого является концептуальная модель в типовой форме.
На рынке коммерческих информационно-интеграционных инструментальных средств для систем обеспечения эксплуатационной надежности на текущем этапе конкурируют в основном две русскоязычных платформы - это «Галактика ЕАМ» и «1C:RCMУправление надежностью» [9, 10]. Сравнительный анализ этих платформ позволил сформулировать следующие утверждения.
Объектная ориентация обеих платформ однотипная - они предназначены для СТО технологического оборудования сравнительно крупных предприятий различных отраслей.
Их целевое назначение также практически совпадает, и оно соответствует основному принципу RCM,а именно: сформировать и сопровождать оптимальную программу обслуживания и ремонта, обеспечивающую заданный уровень надежности технологического оборудования при минимальных эксплуатационных затратах.
Заключение
В данной работе предложен обобщенный вариант архитектуры интегрированной системы обеспечения эксплуатационной надежности. Акцентируется положение о том, что этот вариант является архитектурным сегментом архитектуры предприятия [11]. Он пересекается с другими сегментами, в частности с архитектурой корпоративной информационной системы, используя у последней программно-аппаратное обеспечение.
Диагностическая экспертная система как элемент архитектуры существенно расширяет возможности различных субъектов деятельности, в частности помогает субъекту диагностической деятельности обоснованно принимать решение о текущем техническом состоянии разнородного парка технологических и обеспечивающих объектов предприятия. Поэтому ее база знаний с необходимостью должна содержать знания о типовых алгоритмах диагностирования, включая такие, которые не требуют разрыва в объекте обратных связей [12].
Платформы «Галактика ЕАМ» и «1C:RCMУправление надежностью» имеют весьма широкий функционал, который позволяет организовать и эффективно эксплуатировать СТО на основе современных информационных технологий для широкого класса технических систем.
В дальнейших исследованиях планируется систематизировать программно-аппаратные средства интерфейсных и коммуникационных элементов архитектуры СТО - таких, которые формируют единое информационное пространство предприятия.
Литература
архитектура эксплуатационная надежность предприятие
1. Воронин В.В. Технология управления системой технического обслуживания //Вестник Тихоокеанского государственного университета. - 2021. - №. 3. - С. 9-16.
2. Бувалый Г.Е., Завершинский В.С. Методы построения систем мониторинга и диагностики оборудования и средств автоматизации газовых промыслов с учетом требований нормативной документации ПАО «ГАЗПРОМ» // Газовая промышленность. - 2017. - № 3. - С. 85-91.
3. Абрамов Н.С. и др. Архитектура системы мониторинга и прогнозирования состояния космического аппарата // Программные системы: теория и приложения. - 2015. - Т. 6, №. 2 (25). - С. 85-99.
4. Мохов А. И. и др. Методика оценки степени интеллектуальности технических и со- циотехнических систем // Миссия журнала. - 2019. - С. 24-33.
5. Смирнов В. А. Современный подход к совершенствованию технологических систем контроля и диагностирования сложных технических объектов //I-methods. - 2012. - Т. 4, №. 1. - С. 17-21.
6. Применение риск-ориентированного подхода при планировании производственных программ ПАО «РОССЕТИ». [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.ti-ees.m/fileadmm/f/Conference/2018/present/02_Gvozdev_D.B. _Prezentacija_Konferencija _EHS-2018.pdf. (Дата обращения: 23.02.2022).
7. Микони С. В. Общие диагностические базы знаний вычислительных систем. - СПб.: СПИИРАН. - 1992.
8. Воронин В. В., Давыдов О. А. Система мониторинга технического состояния локальной вычислительной сети //Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2014. - Т. 10, №. 1. - С. 73-77.
9. 1^RCMУправление надежностью. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://solutions.1c.ru/catalog/eam-rcm. (Дата обращения: 12.01.2022).
10. Автоматизированное управление ремонтами оборудования, EAM, управление ТОиР. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://galaktika.ua/eam/category/ sistema. (Дата обращения: 23.01.2022).
11. Зиндер Е. З. Архитектурный подход на пространстве от политики и стратегии до тактики // Управленческий консультант. Настольная книга руководителя. - Киев: Изд-во «БУК». - 2005. - С. 44-71.
12. Шалобанов С В., Шалобанов С.С. Диагностирование непрерывных динамических систем с использованием смены позиции входного сигнала // Информатика и системы управления. - 2016. - №. 2. - С. 91 -96.