Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки
Выполнен анализ состояния руководящих документов, касающихся разработки автоматизированных систем управления сваркой. Показана возможность применения объектно-ориентированного проектирования при разработке сложных АСУТП сварки. Analysis of the status of guidelines on development of automated welding...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102435 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки / Ф.Н. Кисилевский, В.В. Долиненко, А.Ю. Никифоров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 40-43. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102435 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кисилевский, Ф.Н. Долиненко, В.В. Никифоров, А.Ю. 2016-06-11T21:13:16Z 2016-06-11T21:13:16Z 2006 Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки / Ф.Н. Кисилевский, В.В. Долиненко, А.Ю. Никифоров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 40-43. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102435 621.791.75.03-52 Выполнен анализ состояния руководящих документов, касающихся разработки автоматизированных систем управления сваркой. Показана возможность применения объектно-ориентированного проектирования при разработке сложных АСУТП сварки. Analysis of the status of guidelines on development of automated welding control systems has been performed. Applicability of object-oriented design in development of complex CAD systems for welding processes is demonstrated. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки Application of object-oriented designing in development of CAD-welding Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки |
| spellingShingle |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки Кисилевский, Ф.Н. Долиненко, В.В. Никифоров, А.Ю. Производственный раздел |
| title_short |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки |
| title_full |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки |
| title_fullStr |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки |
| title_full_unstemmed |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки |
| title_sort |
применение объектно-ориентированного проектирования при разработке асутп сварки |
| author |
Кисилевский, Ф.Н. Долиненко, В.В. Никифоров, А.Ю. |
| author_facet |
Кисилевский, Ф.Н. Долиненко, В.В. Никифоров, А.Ю. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Application of object-oriented designing in development of CAD-welding |
| description |
Выполнен анализ состояния руководящих документов, касающихся разработки автоматизированных систем управления сваркой. Показана возможность применения объектно-ориентированного проектирования при разработке сложных АСУТП сварки.
Analysis of the status of guidelines on development of automated welding control systems has been performed. Applicability
of object-oriented design in development of complex CAD systems for welding processes is demonstrated.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102435 |
| citation_txt |
Применение объектно-ориентированного проектирования при разработке АСУТП сварки / Ф.Н. Кисилевский, В.В. Долиненко, А.Ю. Никифоров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 4 (636). — С. 40-43. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kisilevskiifn primenenieobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâprirazrabotkeasutpsvarki AT dolinenkovv primenenieobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâprirazrabotkeasutpsvarki AT nikiforovaû primenenieobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâprirazrabotkeasutpsvarki AT kisilevskiifn applicationofobjectorienteddesigningindevelopmentofcadwelding AT dolinenkovv applicationofobjectorienteddesigningindevelopmentofcadwelding AT nikiforovaû applicationofobjectorienteddesigningindevelopmentofcadwelding |
| first_indexed |
2025-11-26T09:46:07Z |
| last_indexed |
2025-11-26T09:46:07Z |
| _version_ |
1850618053481463808 |
| fulltext |
УДК 621.791.75.03-52
ПРИМЕНЕНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АСУТП СВАРКИ
Ф. Н. КИСИЛЕВСКИЙ, д-р техн. наук, В. В. ДОЛИНЕНКО, канд. техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины),
А. Ю. НИКИФОРОВ, инж. (ГППО «ЮМЗ им. А. М. Макарова»)
Выполнен анализ состояния руководящих документов, касающихся разработки автоматизированных систем управ-
ления сваркой. Показана возможность применения объектно-ориентированного проектирования при разработке слож-
ных АСУТП сварки.
К л ю ч е в ы е с л о в а : АСУТП сварки, объектно-ориенти-
рованное проектирование, стадии и этапы создания АС,
межгосударственные, государственные и отраслевые стан-
дарты
Для эффективного функционирования сварочного
производства в условиях рыночной экономики не-
обходимо на предприятиях внедрять передовые
технологии и автоматизированные системы уп-
равления. В связи с тем, что разработка новой
автоматизированной технологии предприятия, как
правило, связана с временным изъятием из оборот-
ных средств значительных ресурсов, возникает не-
обходимость выполнения проекта в минимальные
сроки и с максимальным соответствием окончатель-
ного варианта автоматизированной системы управ-
ления технологическими процессами (АСУТП)
сварки техническим требованиям.
Как известно, разработка АСУТП сварки обыч-
но осуществляется специализированными органи-
зациями (научно-инженерными фирмами, научно-
исследовательскими институтами и др.) и только
в редких случаях — силами самого предприятия
при наличии в его структуре соответствующего
подразделения. В связи с этим особое значение
приобретает эффективное взаимодействие между
заказчиком и исполнителем. Существующие ру-
ководящие документы по стандартизации разра-
ботки и внедрению автоматизированных систем
(АС) [1–6] предусматривают определенный состав
и содержание работ, выполняемых на различных
стадиях создания АС (табл. 1).
В соответствии с общими положениями руко-
водящих документов известно, что «процесс соз-
дания АС представляет собой совокупность упо-
рядоченных во времени, взаимосвязанных, объе-
диненных в стадии и этапы работ, выполнение
которых необходимо и достаточно для создания
АС, соответствующей заданным требованиям»
[3, п.1.1]. К этому можно добавить, что финан-
сирование разработки АС обычно ведется поэ-
© Ф. Н. Кисилевский, В. В. Долиненко, А. Ю. Никифоров, 2006
Т а б л и ц а 1. Типовой состав работ при создании АС
№ п/п Стадия Этап
1 Формирование требований к АС 1.1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
1.2. Формирование требований пользователя к АС
1.3. Оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку АС (тактико-
техническое задание)
2 Разработка концепции АС 2.1. Изучение объекта
2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ (НИР)
2.3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта, удовлетворяющего требо-
ваниям пользователя
2.4. Оформление отчета о выполненной работе
3 Техническое задание (ТЗ) 3.1. Разработка и утверждение ТЗ на АС
4 Эскизный проект 4.1. Разработка предварительных проектных решений по АС и ее частям
4.2. Разработка документации
5 Технический проект 5.1. Разработка проектных решений по АС и ее частям
5.2. Разработка документации
5.3. Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования
АС и/или технических требований (ТЗ) на их создание
5.4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автома-
тизации
40 4/2006
тапно и авансом. К моменту проведения прие-
мочных испытаний, как правило, осваивается до
90 % выделенных ресурсов. В то же время на этапе
опытной эксплуатации и приемочных испытаний
иногда могут обнаружиться недочеты, которые
требуют не только устранения неисправностей и
внесения изменений в документацию, но и уточ-
нения ТЗ.
Такие исключительные случаи, однако, имеют
определенную причину. Это связано с тем, что
при закрытии (приемке) очередного этапа работ
при создании АС специалисты заказчика не всегда
могут в полной мере оценить полноту и качество
работ, выполненных исполнителем. Критерием
оценки для них обычно являются результаты, по-
лученные после выполнения сварки, — качество
сформированного шва и наличие в нем дефектов.
Поэтапное выполнение работ иногда приводит к
тому, что самые серьезные проблемы обнаружи-
ваются в конце осуществления проекта. Наблю-
дается следующая тенденция: чем сложнее про-
цесс сварки, тем выше риск появление форс-ма-
жорных обстоятельств на конечной стадии раз-
работки АСУТП сварки.
В связи с изложенным выше возникает необ-
ходимость поиска других организационных
форм управления проектом при создании
сложной АСУТП сварки.
Специалистами ИЭС им. Е. О. Патона и
ГППО «ЮМЗ им. А. М. Макарова» подготов-
лены предложения по применению объектно-
ориентированного проектирования (ООП) при
разработке сложных АСУТП сварки конструк-
ций ракетоносителей. Как известно, ООП
имеет следующие отличительные свойства-
[7, 8]:
представляет собой возвратный процесс
(возвратное проектирование);
в нем реализуется непрерывное моделиро-
вание результата (наличие многих версий АС);
используется эволюционный характер проекти-
рования — от общих требований, предъявляемых
к АС, к все более детальным;
требует использования выразительных (само-
документируемых) средств автоматизированного
проектирования типа CAD (computer aided design).
Отличие ООП от традиционного подхода про-
ектирования в упрощенном виде показано на
рис. 1.
Таким образом, можно отметить, что в про-
цессе разработки АС с помощью ООП создается
ряд версий математического и программного обес-
печения. В то же время аппаратное обеспечение
(комплекс технических средств) совершенствует-
ся, постепенно приближаясь к конечному вари-
анту АС.
Примерами эффективного применения ООП в
сварке могут быть разработка автоматической
системы управления ТИГ сваркой сосудов и труб
большого диаметра [9], а также комплексно-ав-
томатизированных технологий дуговой сварки
МИГ и ТИГ [10]. Такие разработки имеют ряд
отличительных свойств: повышенную сложность
задачи автоматизации; широкое использование
компьютерной техники (системы управления ба-
Окончание табл. 1
№ п/п Стадия Этап
6 Рабочая документация 6.1. Разработка рабочей документации на систему и ее части
6.2. Разработка или адаптация программ
7 Ввод в действие 7.1. Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие
7.2. Обучение персонала
7.3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими
средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделия-
ми)
7.4. Строительно-монтажные работы
7.5. Пусконаладочные работы
7.6. Предварительные испытания
7.7. Опытная эксплуатация
7.8. Приемочные испытания
8 Сопровождение 8.1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
8.2. Послегарантийное обслуживание
Рис. 1. Сравнение подходов к проектированию АС — традиционного (а) и
ООП (б)
4/2006 41
зами данных, CAD/CAM — системы и т. д.) как
на стадии моделирования АС, так и ее создания;
использование математического моделирования
процессов сварки и сборки (например, «виртуаль-
ная фабрика» в [9]); непрерывное проведение на-
учно-исследовательских работ с целью повыше-
ния производительности сварки.
Формальным признаком ООП является введе-
ние версионности (или очередности) работающего
прототипа АС. Например, теперь можно говорить
об альфа- и бета-версиях АС (или первой очереди,
второй и т. д.). Для каждой версии прототипа АС
могут проводиться испытания и оцениваться сте-
пень соответствия ее ТЗ.
Ориентировочная схема выполнения проекта
по созданию АСУТП сварки с использованием
ООП приведена на рис. 2. Новым в данном под-
ходе является то, что при обнаружении на одном
из промежуточных этапов работ серьезного не-
достатка в реализации АС, разработка следующей
версии может быть начата с этапа выполнения
НИР и корректировки ТЗ.
В самом общем виде при использовании ООП
разработка АС может включать выполнение па-
раллельно нескольких работ: например, можно
выполнять параллельно с НИР эскизный проект,
разработку рабочей документации и изготовление
несерийных компонентов средств автоматизации
(КСА).
Понятно, что при такой организации работ не-
обходимо приложить бо′льшие усилия по коор-
динации действий исполнителей, чем при тради-
ционном подходе. Требуется также наличие более
точных критериев оценки степени завершенности
проекта. Последнее может быть выполнено путем
«параметризации» при оценке готовности теку-
щей версии АС. Такими параметрами могут быть
показатели качества и/или эффективности функ-
ционирования АСУТП сварки, например, контуры
автоматического регулирования (управление по-
ложением горелки относительно стыка, шириной
сварного шва, глубиной проплавления, положе-
нием мундштука с присадочной проволокой и
пр.), режимы функционирования (ручной, авто-
матический, тестовый и др.), циклограмма сварки
(«поджиг» дуги, сварка, заварка кратера), техно-
логический регламент сварки (первый и второй
проход, контроль качества сварного шва и т. д.),
комплектность КСА и др. Система таких пара-
метров может разрабатываться с привлечением
специалистов заказчика, и поэтому будет им впол-
не понятна, поскольку относится к предметной
области данного вида сварки. После того, как сис-
тема параметров АС согласована, можно доста-
точно просто оценить степень готовности АС в
процентах по каждому показателю качества.
Очевидно, что такой подход позволяет заказ-
чику на любом этапе выполнения работ адекватно
оценить состоятельность проекта и оперативно
контролировать продвижение в выполнении про-
екта по тем или иным показателям. Еще одним
преимуществом такого подхода является то, что
в связи с периодическим проведением испытаний
Рис. 2. Ориентировочная схема выполнения проекта по созданию
АСУТП сварки с использованием ООП
Т а б л и ц а 2. Ориентировочный календарный план работ, разработанный с использованием ООП
№ п/п Стадия
Степень готовности по показателям функционирования, %
А Б В Г ... Я
1 Анализ технических требований и результатов обследова-
ния технологии сварки, разработка ТЗ 5 0 5 0 ... 5
2 Разработка альфа-версии АСУТП сварки 25 10 25 0 ... 10
3 Разработка бета-версии АСУТП сварки 50 25 50 75 ... 75
4 Разработка окончательной версии АСУТП сварки 95 95 100 100 ... 95
5 Проведение приемосдаточных испытаний 100 95 100 100 ... 100
6 Сопровождение и устранение замечаний 100 100 100 100 ... 100
42 4/2006
промежуточных версий прототипов АС можно
принять решение о начале опытной эксплуатации
АСУТП сварки в усеченном режиме (например,
в ручном режиме с работающим контуром авто-
матического направления горелки на стык).
Ориентировочная структура календарного пла-
на работ в постановке такой задачи приведена в
табл. 2.
Необычность формы календарного плана сос-
тоит в том, что в нем отсутствуют наименования
некоторых стадий и этапов работ создания АС,
которые оговорены в п. 2.1 [3]. В действитель-
ности они существуют, но в неявном виде. Вы-
полнение того или иного этапа работ связано с
достижением определенных уровней значений
(степени готовности) группы показателей функ-
ционирования.
Анализ состояния руководящих документов
межгосударственного значения (государственных
стандартов) показал, что предложенная схема ре-
ализации проекта не противоречит их смыслу.
Например, в том же документе [3] указано, что
«в зависимости от специфики создаваемых АС и
условий их создания допускается выполнять от-
дельные этапы работ до завершения предшест-
вующих стадий, параллельное во времени выпол-
нение этапов работ, включение новых этапов ра-
бот» (п. 2.2).
В связи с изложенным выше, можно считать,
что, во-первых, в нашем случае некоторые этапы
работ выполняются параллельно, и, во-вторых, до-
бавлены несколько этапов работ (п. 2–4, табл. 2).
Анализ национальных руководящих материа-
лов по разработке АС приводит к неоднозначному
выводу в отношении возможности применения
ООП при создании АСУТП сварки.
Можно отметить систему национальных стан-
дартов [11–15], которые касаются разработки и
постановки продукции на производство. Из
п. 5.1.2 [12] следует, что АС относятся к сфере
действия этих стандартов. Анализ содержания
указанных документов показал, что использова-
ние ООП при разработке АС затруднительно, пос-
кольку в силу наличия нормативных документов
отдельно на выполнение НИР и ОКР приводит
к невозможности реализации принципа возврат-
ного проектирования. Однако в п. 5.3.5 [12] от-
мечается, что создание автоматизированных сис-
тем управления осуществляют в соответствии с
комплексом стандартов и руководящих докумен-
тов на АС. Последнее можно интерпретировать
как ограничение действий данной системы наци-
ональных стандартов и расширение границ при-
менения межгосударственных стандартов по раз-
работке АС.
В заключение следует отметить, что приме-
нение ООП при разработке АС обеспечивает сле-
дующие дополнительные преимущества: создава-
емая АС отличается более открытыми свойствами
(соответствует требованиям [2, 5]), в результате
реализации проекта активизируются познаватель-
ные способности специалистов-разработчиков.
Таким образом, можно заключить, что су-
ществуют объективные предпосылки для ис-
пользования ООП при разработке сложных
АСУТП сварки.
1. ГОСТ 24.104–85. Единая система стандартов автомати-
зированных систем управления. Автоматизированные
системы управления. Общие требования. — Введ.
01.01.87.
2. ГОСТ 24.703–85. Единая система стандартов автомати-
зированных систем управления. Типовые проектные ре-
шения в АСУ. Основные положения. — Введ. 01.01.87.
3. ГОСТ 34.601–90. Информационная технология. Комп-
лекс стандартов на автоматизированные системы. Авто-
матизированные системы. Стадии создания. — Введ.
01.01.92.
4. ГОСТ 34.602–89. Информационная технология. Комп-
лекс стандартов и руководящих документов на автома-
тизированные системы. — Введ. 01.01.90.
5. ГОСТ 24.702–85. Единая система стандартов автомати-
зированных систем управления. Эффективность АСУ.
Основные положения. — Введ. 01.01.87.
6. РД 50-680–88. Информационная технология. Комплекс
стандартов на автоматизированные системы. Руководя-
щий документ по стандартизации. Методические указа-
ния. Автоматизированные системы. Основные положе-
ния. —Введ. 01.01.90.
7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектиро-
вание с примерами приложений на С++ / Пер. с англ. —
М.: Бином, 2001. — 558 с.
8. Долиненко В. В., Кисилевский Ф. Н. Объектно-ориенти-
рованное программирование систем управления техно-
логическим процессом сварки // Автомат. сварка. —
2001. — № 6. — С. 43–49.
9. Такано Г., Камо К. Полная автоматизация сварки сосу-
дов и труб // Там же. — 2003. — № 10/11. — С. 138–144.
10. Усио М., Сугитани Ю. Разработка высокопроизводи-
тельных комплексов для дуговой сварки // Там же. —
2003. — № 10/11. — С. 204–210.
11. ДСТУ 3973–2000. Система розроблення та поставлення
продукції на виробництво. Правила виконання науково-
дослідних робіт. Загальні положення. — Чинний з
01.07.2001.
12. ДСТУ 3974–2000. Система розроблення та поставлення
продукції на виробництво. Правила виконання дослідно-
конструкторських робіт. Загальні положення. — Чинний
з 01.07.2001.
13. Р88-001–99. Організація та проведення науково-
дослідних робіт. — Чинний з 01.01.2000.
14. Р88-003.1–2001. Організація та проведення дослідно-
конструкторських робіт. Ч. 1: Розроблення ТЗ. —
Чинний з 01.01.2002.
15. Р88-003.2–2001. Організація та проведення дослідно-
конструкторських робіт. Ч.2: Розроблення дослідного
зразка. Загальні положення. — Чинний з 01.01.2002.
Analysis of the status of guidelines on development of automated welding control systems has been performed. Applicability
of object-oriented design in development of complex CAD systems for welding processes is demonstrated.
Поступила в редакцию 07.09.2005
4/2006 43
|