Powrot

P u b l i k a c j e . . .
Marek Skowroński : Koncepcja tworzenia oprogramowania inżynierskiego w oparciu o obiektowe bazy danych

1. Wprowadzenie

   Granicę zastosowań współczesnych komputerów wyznacza moc obliczeniowa, możliwość pozyskania informacji i poziom rozwoju oprogramowania. Ukształtowanie tej granicy z punktu widzenia projektanta układów pompowych i użytkownika pomp wyglądają następująco.

1.1. Moc obliczeniowa

   Ogólny poziom dostępnej mocy obliczeniowej komputerów dyktują takie dziedziny działalności jak wojsko, finanse a także gry komputerowe. Poziom ten tak daleko wyprzedza zapotrzebowanie środowiska inżynierskiego, że nie może stanowić on istotnego ograniczenia stosowania komputerów przez projektantów układów pompowych i użytkowników pomp.

1.2. Pozyskiwanie informacji

   W tej dziedzinie można wyróżnić dwie grupy. Pierwsza to dane pomiarowe - które są wykorzystywane do sterowania.
   Dokładność i stabilność dostępnej aparatury pomiarowej powoduje obecnie burzliwy rozwój pomp, układów pompowych a także złożonych systemów pompowych, których praca jest nadzorowana przez przemysłowe sterowniki komputerowe.
   Druga grupa to wiedza - o pompach, przetłaczanych mediach, rurociągach i zjawiskach w nich występujących.
   Ponieważ komputery nie mają intuicji, dostępna wiedza stanowi bezwzględną, niemożliwą do ominięcia granicę ich stosowalności. Jedyną możliwością przesunięcia tej granicy jest powiększanie obszaru naszej wiedzy.
   Podstawowymi żrodłami wiedzy jest praktyka i nauka.
   Wiedza praktyczna, będąca w posiadaniu użytkowników pomp, jest bardzo rozproszona, co powoduje duże trudności z jej szerokim wykorzystaniem.
   Natomiast nauka od dawna wypracowała metody pozyskiwania i dystrybucji wiedzy w formie dogodnej do wykorzystania w programowaniu komputerów.
   Obecnie informacje o cieczach, pompach i układach czerpiemy przede wszystkim z ogromnych zasobów nagromadzonej wiedzy naukowej. Zasoby te gromadzono w epoce przedkomputerowej, kiedy to jednym z celów było uogólnianie wyciąganych wniosków, a użyteczność formuł obliczeniowych była mierzona na cale ("wzór w obliczeniach inżynierskich nie powinien być dłuższy niż jeden cal"). Obecnie powszechne wykorzystywanie komputerów do przetwarzania danych tak dalece zmieniło nasze możliwości i spotęgowało zapotrzebowanie na informację, że konieczne jest zdecydowane inwestowanie w zdobywanie nowej wiedzy. Należy sobie uświadomić, że konieczne jest wspieranie nauki tak, aby nowa podstawowa wiedza o pompach i układach, nie skrępowana koniecznością tworzenia uogólnień czy prostotą zapisu, nadążała za rozwojem innych dziedzin i łączyła praktyczną wiedzę inżynierską z wiedzę naukową.

1.3. Poziom rozwoju oprogramowania

   Ogólny poziom oprogramowania, podobnie jak dostępna moc obliczeniowa komputerów, nie stanowi bariery w rozwoju oprogramowania dla projektanta układów i użytkowników pomp.
   Ponieważ ten temat jest bardzo szeroki, w tym referacie zajmę się jedynie oprogramowaniem inżynierskim, wspomagającym codzienne działania projektanta układów i użytkowników pomp.
   Rynek oprogramowania inżynierskiego dla projektantów układów i użytkowników pomp jest kształtowany głównie przez producentów pomp, armatury i wyposażenia, z bardzo niewielkim udziałem samych użytkowników. W tej sytuacji w pierwszym rzędzie realizowane są cele producentów, a oczekiwania użytkowników pomp muszą być na drugim miejscu. Ponadto rynek ten jest płytki i bezwzględna minimalizacji kosztów oprogramowania zawsze będzie stanowiła granicę jego rozwoju.
   Z tych powodów, bardziej niż w innych dziedzinach, pożądane są działania na rzecz budowy oprogramowania, spełniającego oczekiwania zarówno producentów jak i użytkowników pomp, z jednoczesną racjonalizacją kosztów. Poniżej przedstawiono jedną z propozycji takich działań.

2. SYSTEM BUDOWY OPROGRAMOWANIA W OPARCIU O OBIEKTY RZECZYWISTE (ROBSS)

ROBSS
rys. 1 Schemat systemu

2.1. Bazy danych

   Podstawą system są obiektowe bazy danych, w których gromadzone są informacje o obiektach rzeczywistych, np. produkowanych pompach czy istniejących rurociągach, wraz z możliwie pełnym opisem ich własności, np. parametry energetyczne, charakterystyki kawitacyjne, odporność termiczna i chemiczna, geometria itd.
   Na przedstawionym na rys.1 schemacie pokazane są bazy:
  • Przetłaczane media
  • Pompy
  • Elementy rurociągowe
  • Układy sterujące
       System ma architekturę otwartą i mogą do niego być dołączane kolejne bazy np. silniki elektryczne.
       Na obiektach zgromadzonych w bazach opisane są metody (procedury), poprzez które mamy dostęp do własności obiektów i możemy je interpretować, np. zbiór metod przeliczających charakterystykę energetyczną pompy ze względu na prędkość obrotową, gęstość pompowanego czynnika, zużycie, lepkość lub kąt ustawienia łopatek.

    2.2. Procedury ogólne

       Procedury ogólne są podprogramami, które mogą być wykorzystywane do budowy zadań. Procedury te mogą przykładowo obejmować takie zagadnienia, jak: interfejs graficzny, synteza układów, kontrola struktury układów, optymalizacja, kalkulacje finansowe, czy wyznaczanie niepewności wyników.

    2.3. Zadania

       Jest to w zasadzie otwarta lista inżynierskich programów narzędziowych, budowanych pod kątem klienta np. projektanta układów pompowych, eksploatatora, służb remontowych lub inwestycyjnych.
       Zadania te są tworzone na różnym stopniu ogólności tak, aby ich struktura i ilość danych, niezbędna do uzyskania rozwiązania, była odpowiednia do wagi problemu, jaki chcemy rozwiązać. W tej grupie możemy wyróżnić zadania typowe, budowane pod kątem typowych zastosowań jakiegoś wyrobu oraz zadania problemowe, pisane pod kątem potrzeb projektantów lub eksploatatorów.
       Korzystając z przedstawionego systemu, przy tworzeniu nowego zadania (nowego programu), nie jest konieczne za każdym razem rozwiązywanie wszystkich problemów na nowo. Do budowy programu możemy wykorzystać istniejące metody, opisane na obiektach zgromadzonych w bazach oraz gotowe procedury ogólne. W tym przypadku tylko część merytoryczna programu jest pisana całkowicie od nowa.
       W systemie ROBSS utworzona nowa metody lub procedura może być wykorzystana w wielu programach. Dodatkową zaletą systemu jest fakt, że wprowadzony do bazy nowy obiekt jest natychmiast widziany przez całe oprogramowanie.
       Takie postępowanie znacznie obniża koszty tworzenia oprogramowania oraz pozwala na podniesienie jego jakości.
       Na marginesie należy zauważyć, że wprowadzenie przedstawionego powyżej systemu budowy oprogramowania daje szansę na rozwiązanie, pomijanych do tej pory milczeniem, wielu problemów zwiazanych z projektowaniem ukladów pompowych np. wyznaczanie niepewności obliczeń.

    3. JEDNOLITY STANDARD BAZ DANYCH

       Warunkiem funkcjonowania oprogramowania opartego o obiekty rzeczywiste jest tworzenie jednolitych standardów baz danych.
       Obecnie nowa generacja oprogramowania oparta jest o standard TBS-II (standard baz technicznych). Standard ten pozwala zintegrować wiele typów baz w ten sposób, by można było z nich korzystać za pomocą oprogramowania opartego o ROBSS.
       Standard TBS-II może być także podstawą budowy selektywnego oprogramowania, wyszukującego informacje o pompach w sieciach o otwartej strukturze np. w Internecie.

    Rys. 2. Zintegrowana struktura baz danych TBS - II

    4. DYSTRYBUCJA DANYCH

       Aby oprogramowanie skutecznie wspomagało działania użytkowników pomp, muszą oni mieć zapewniony stały dopływ informacji. W ostatnim czasie zostały złamane dwie kolejne bariery w dystrybucji informacji elektronicznej. Wprowadzenie na rynek bardzo pojemnych płyt CD (jedna płyta jest równoważna ok. 360 tys. stron tekstu) rozwiązało problem składowania i przenoszenia danych, a rozpowszechnienie się Internetu rozwiązało problem natychmiastowego dostępu do informacji.
       Objętość nowych nośników pozwala obecnie na pełny opis własności obiektów rzeczywistych, ich metod oraz tworzenie rozbudowanego oprogramowania, ale ujawnia także fakt, że nie posiadamy dostatecznej wiedzy o pompach i układach, która mogłaby zapełnić wartościową informacją pozostałą część CD-ROMu.
       Istotnym źródłem informacji, także dla użytkowników pomp, staje się Internet. Umieszczenie przez producenta informacji o nowej pompie w Internecie, potencjalnie umożliwia natychmiastowe dotarcie do niej przez miliony użytkowników pomp. Jednak nie oznacza to, że znacząco wzrosła szansa jej dotarcia do szerokiego kręgu odbiorców.
       W przypadku mediów informacja o jakimś wydarzeniu nabiera znaczenia dopiero wówczas, gdy zostanie podana przez agencje prasowe w ich serwisach informacyjnych. Podobna sytuacja występuje w zakresie mediów elektronicznych, gdzie w przypadku pomp rolę agencji prasowych pełnią wyspecjalizowane ośrodki internetowe, prowadzące ogólnie dostępny serwis informacyjny.
       Ośrodki te są pierwszym sprzymierzeńcem w poszukiwaniu informacji w Inrernecie dla projektantów układów i użytkownika pomp.

    5. PODSUMOWANIE

       Przedstawiona propozycja kompleksowego podejścia do budowy specjalizowanego oprogramowania, pokazuje , które zagadnienia należy na bieżąco rozwiązywać, aby tworzyć proste w obsłudze, przyjazne i profesjonalne oprogramowanie inżynierskie dla projektantów układów i użytkowników pomp.

    Powrot