АДАПТАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ К РАБОТЕ В СТРУКТУРЕ ПРЕДПРИЯТИЙ АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Васильева Т. Ю.

Доцент, к.т.н. Московский авиационный институт (НИУ)

АДАПТАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ К РАБОТЕ В СТРУКТУРЕ ПРЕДПРИЯТИЙ АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Аннотация

В статье рассмотрена разработка системы управления требованиями основанная на методах адаптивно-ситуационного управления, позволяющих структурировать и формализовать информацию для разработки технических заданий на производство авионики.

Ключевые слова: управление требованиями, структурирование и формализация информации, Авионика.

Vasil’eva T. Yu.

PhD in technique, The Moscow aviation institute (National Investigation University)

THE REMOTE CONTROL SOFTWARE ADAPTATION TO ASSIGNMENT MANAGEMENT, STRUCTURING AND FORMALIZATION INTEGRATED MODULE AVIONICS PRODUCTION INFORMATION

Abstract

The article considered information about the  turning to tactical – technical project tasks and adequate elaborate requirement shadow the supplementary information adaptation required and assignment management system, foundation on adaptive-situation   management and structuring and formalization permit integrated module avionics production, elaborate carry out now.

Keywords: tactical – technical project, adaptive-situation   management, module avionics production.

Большинство современных предприятий авиационной отрасли промышленности территориально рассредоточены (ОАО «Сухой», ОАО «Туполев», корпорация BOEING   и многие другие) и, в связи с развитием Internet, осуществили переход на виртуальное управление[1]. Преимущества виртуально управляемых – «Виртуальных предприятий» бесспорны: мгновенный обмен информацией благодаря комплексному программному обеспечению, взаимодействие программных комплексов и т.д.  Эта структура, безусловно, имеет ряд преимуществ: социальных, экономических, территориальных и т.д. Но в данном случае  всплывают весьма существенные недостатки – непростой информационный обмен данными, содержащими коммерческую и государственную тайну. Управление предприятиями ведется, как правило, в крупном городе, а производственные задачи осуществляются далеко за его пределами. И, несмотря на широкое распространение существующих и непрерывно совершенствующихся CALS-технологий [2], возникает множество задач по администрированию производственных процессов. Как известно [2,3], главная задача внедрения CALS- (computer aided logistics support) технологий - улучшение качества изделий за счет более полного учета имеющейся информации при проектировании и принятии управленческих решений, сокращении материальных и временных затрат на проектирование и изготовление изделий, значительном снижении затрат на эксплуатацию, интеграцию продукции в различного рода системы и среды, адаптацию к меняющимся условиям эксплуатации, обеспечение единообразного описания  и интерпретации данных независимо от места и времени их получения в общей системе. Наиболее сложными и информационно-емкими этапами жизненного цикла изделий являются этапы планирования и управления предприятиями, диспетчерское управление производственными процессами, управление взаимоотношениями с заказчиком, входящими в производственную исполнительную систему.

Для достижения должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем создается единое информационное пространство в рамках объединения предприятий[3], которое обеспечивается унификацией формы и содержания информации о производстве изделий - ERP – системы [4].

ERP-система ведет единую базу данных по всем подразделениям и задачам, так что доступ к информации становится проще, а главное, подразделения получают возможность обмениваться информацией.

Но у ERP-систем есть два серьезных недостатка: стоимость и сроки внедрения. Расходы на внедрение ERP-системы должны рассматриваться руководством компании как стратегические инвестиции, которые окупаются лишь спустя несколько лет после внедрения.

Однако для планирования новых разработок и модернизации текущих проектов также требуется координировать управление требованиями при разработке технических заданий. В современной авиационной промышленности, где проектные, конструкторские и производственные задачи решаются на территориально распределенных предприятиях, эти условия наиболее актуальны.

Рассмотрим  все возможности современного системного инжиниринга, позволяющего разработать систему управления требованиями, соответствующую всем строгим критериям авиационных предприятий. Многие предприятия уже используют встроенные модули PLM-системы  (Product Lifecycle Management), предназначенные для работы с требованиями.

Компания  Interface, ведущими заказчиками которой являются ОАО «Сухой», ГосНИИАС и другие, предлагает программные средства и решения для создания и внедрения корпоративных информационных и управленческих систем (RequisitePro, IrQA, Caliber RM, и т.д.). Среди них – система RATIONAL DOORS…[5,6]

Анализируя «V-модель» (рис.1), характерную для системного инжиниринга, видим, что это многослойная структура с многочисленными связями (трассировками), пронизывающим все слои [5-7].

Рис. 1 - V-модель системного инжиниринга

Причем верхние слои характеризуют требования к системе и подсистемам (левая часть буквы V),а нижний слой – к компонентам.

В обычном понимании, «компоненты» - это уже такие элементы, которые связаны с производством (manufacturing), и те, для описания требований к которым как раз и используется модуль для работы с требованиями PLM- системы. На этом уровне формулируются требования к физическим составляющим компонента – состав компонента, размеры элементов, используемый материал, взаимодействие элементов компонента и т.д.

А вот верхние слои V-модели содержат такие требования к системе (и подсистемам), которые не имеют прямого отношения к «физике» системы, но являются весьма важными ее характеристиками, играющими весьма критическую роль в соблюдении условий технического задания и показателях качества конечного продукта.

Решение по управлению требованиями  «Rational  DOORS» - инструмент хорошо известен во всем мире и заслуженно пользуется высокой репутацией, так как  отвечает, как за первоначальный этап сбора и формулирования требований по проекту «Requirements management», так и за весь жизненный цикл реализации проекта (рис.2).

Рис. 2 - DOORS способен отображать в одном документе текст, таблицы, видео- и аудиоинформацию, графики, схемы, рисунки, слайды и т.д. И при этом позволяет работать с несколькими документами одновременно

DOORS может иметь одну или несколько баз данных с иерархической схемой доступа к ним и несколько опций - для работы в офисе по локальной сети и для работы через WEB-интерфейс (удаленные пользователи, субконтракторы, заказчики, распределенные команды).

Однако для настройки под задачи разработки технических заданий (ТЗ), требованиям разработчиков ТЗ и отслеживания информации, выданной системой, требуется дополнительная обработка информации.

В настоящее время ведется разработка системы управления требованиями – информационная система, концентрирующая требования ТЗ и способы проверки результатов, которая основана на методах адаптивно-ситуационного управления, позволяющих структурировать и формализовать информацию для системы.

Основная задача разработчика частного технического задания – подробное описание каждого пункта требований.

Рассмотрим на примере технического задания на МНРЛС (метео навигационной  радиолокационной станции) данный процесс.

Рис. 3 - Структурирование информации в ТЗ – п. «Тактико-технические требования»

Наиболее информационно-емким этапом является этап «Контроль выполнения требований», где происходит основной творческий процесс:

• выявление контролируемого параметра;
• алгоритм контроля;
• выбор необходимого оборудования и документации;
• алгоритм работы с оборудованием.

Результат – набор требований, составленный по процессу контроля требований

Оценка результата – набор критериев

Пример (техническое задание на метео навигационную радиолокационную станцию «МНРЛС-85»).

П.4 – тактико – технические требования

П.4.3 – требования к электропитанию

П.4.3.5. – Включение МНРЛС в работу должно осуществляться путем подачи напряжений бортовых систем электроснабжения на входные клеммы МНРЛС.

Дополнений нет

1к) напряжение бортовых систем электроснабжения

2к) алгоритм контроля:

• изучить внешний вид МНРСЛ, надписи и устройства индикации;
• найти входные клеммы МНРЛС, на которые подается напряжение;
• подключить напряжение;
• проконтролировать работу индикаторов (визуально).

3к) потребуется: источник питания, тестер, инструкция

4К)………

5к) в ЧТЗ дополнительно входят пункты:

П.4.3.5.2. проконтролировать правильность подачи напряжений бортовых систем, используя оборудование(….).

П.4.3.5.1.1. подобрать и настроить оборудование, проверить его работоспособность…

Рис. 4 - Структурирование информации для частного технического задания

Работа с изменениями в ТЗ и ЧТЗ.

В случае выхода из строя одного или нескольких секторов должен быть обходной путь или замена. Например, если нет п.4 – «Дополнительных требований» - их обходят. Внесение изменений приводит к замене элемента информации (ЭИ), что потребует контролировать все его связи – внести коррекции в эти элементы информации. Процесс коррекции может и не осуществляться, если замена элемента информации не повлияет на него (пример – замена тестера на вольтметр позволит определить наличие и параметры напряжения, т. о. – в общей сети информации замены данных не будет).

Следовательно, необходимо стремиться к эквивалентным заменам, которые позволят не редактировать процесс.

Методы адаптивно-ситуационного управления

1. Изменение ЧТЗ – один информационный элемент или один элемент связи:

• определить уровень, в котором находится элемент замены (требования или контроль требований);
• составить алгоритм внесения изменений…

2. Изменение ЧТЗ – несколько элементов или связей:

• определить уровень, в котором находится элемент замены (требования или контроль требований);
• составить алгоритм внесения изменений…

3. создание ЧТЗ:

а) знакомиться с ТЗ на изделие и переписать все пункты

б) дополнить пункты 1К…6К требований

в) составить алгоритм

г) рассмотрим подробнее  разработанные методы, которые будут заключаться:

• в поиске эквивалентной замены элемента информации, т.е. без нарушения связей элементов информации – структуры процесса;
• в уменьшении количества замен элементов связей (ЭС) и ЭИ в случае неэквивалентной замены, т.е. нарушении структурных связей элементов информации;
• в уменьшении количества замен ЭС и ЭИ в случае замены одновременно нескольких элементов информации, т.е. выявляем те, которые можно заменить без нарушений элементов связей;
• в формировании нового алгоритма обработки информации, что приводит к созданию новой структуры ЧТЗ в  случае одной или  нескольких замен ЭС или изменения их количества (добавления или вычитания);
• в случае исключения ЭИ - Объединить ЭС;
• указать на дату и причину удаления ЭИ и ЭС.

Информацию возможно представить в виде взаимосвязи «элементов информации» и «Элементов связей». На основе структурирования ЧТЗ и взаимосвязей элементов информации создаются методы адаптивно-ситуационного управления.

Так как адаптивно-ситуационное управление информацией обладает иерархией понятий, внутри элементными и межэлементными связями, то требуется использовать методы объектно-структурного анализа (ОСА) информации, для оптимизации которой используется алгоритм, представленный в виде матрицы объектно-структурного анализа, позволяющей сформировать концептуальную и функциональную структуры производственных  знаний. Для стадии определения отношений, стратегии принятия решений и структурирования поля знаний рассмотрены концепции систем ситуационного управления, которые включают анализ объектов управления и формирования информационного описания процессов принятия решений. Согласно «Методике структурирования баз знаний ЭС» [8] структурирование производится построением графа многошагового вывода решений, где каждому уровню информации определена некоторая система принятия решений (СПР) и план сценария принятия решений – граф, объединяющий моделируемые уровни управления, классификатор типовых решений по управлению и характеристики выполнения действий. Данную методику потребовалось модернизировать, так как при формировании требований ТЗ происходит пересечение информационных полей  на этапах создания матрицы ОСА, структурирования поля знаний, построения графа многошагового вывода решений и системы принятия решений. При этом  образуется пересечение «информационных плоскостей» и образование 3D – системы принятия решений (рис. 5).

U1…Un – уровни информации;

S1…Sn – критерии выбора информации, БД;

К1…Кn – ситуации управления – этапы принятия решений

Рис.5 - 3D – система адаптивно-ситуационного управления

Данная система согласуется с 3D – системой «V-модель системного инжиниринга» и позволяет структурированную и формализованную информацию ТЗ  представить в базу данных и знаний системы RATIONAL DOORS. Таким образом, разработанная методика создания ТЗ на базе методов адаптивно-ситуационного управления позволяет адаптировать современные программные средства создания и внедрения корпоративных информационных и управляющих систем к работе в структуре предприятий авиационной промышленности.