Размещено на http://www.allbest.ru/

Обеспечение качества технических средств обучения

(Технические условия для сертификации прикладных программных средств тренажеров тепловых электростанций и сетей)

Магид С.И. (TEST UNESCO),

Шахин В.П. (ВНИИПВТИ),

Загретдинов И.Ш.,

Данилов О.Б. (РАО "ЕЭС России"),

Архипова Е.Н.,

Кузнецов М.И. (ЗАО "ТЭСТ")

5 июня 2003 года Министерством Российской Федерации по связи и информатизации были введены "Технические условия для сертификации прикладных программных средств тренажеров для тепловых электростанций и сетей" СТУ 115.015-2003 [1] (далее "Технические условия" или СТУ). Этот документ, разработанный Всероссийским научно-исследовательским институтом проблем вычислительной техники и информатизации (ВНИИПВТИ) совместно с РАО "ЕЭС России" и ЗАО "Тренажеры электрических станций и сетей (ТЭСТ)" устанавливает состав и допустимые границы значений характеристик прикладных программных средств тренажеров с динамическими компьютерными мнемосхемами.

Разработка и введение "Технических условий" диктовались необходимостью выполнения решений "Программы реформирования системы профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации персонала холдинга РАО "ЕЭС России" [2] в части приведения отраслевой системы сертификации технических средств обучения персонала в соответствие современному законодательству [3].

Основными разделами документа являются список терминов и определений, требования к характеристикам идентификации (документация, регистрация программного продукта, сведения о фирме-разработчике и о версии продукта и т.п.), требования к характеристикам функционального назначения, требования к функциям обработки данных, требования к характеристикам информационной совместимости, требования к характеристикам целостности и сохранности программ и данных (информационной безопасности), требования к характеристикам интерфейса пользователя, требования к системным характеристикам, требования к методам оценки характеристик. Приложения содержат требования к эксплуатационной документации, разработанной на основе ГОСТ Р ИСО 9127-94 [4], и образцы оформления этих документов.

Термины и определения.

Вступившие в силу "Технические условия" переопределяют некоторые термины, введенные ранее "Нормами годности программных средств подготовки персонала энергетики" РАО "ЕЭС России" [5], приводя их в соответствие с современными научными и практическими воззрениями [6,7], а также в соответствие с ГОСТ 26387-84 и "Комплексом стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы" [8,9].

Тренажер - это высокоорганизованное имитационное техническое средство профессиональной подготовки персонала, представляющее собой специализированный дидактический комплекс технических и программных средств, с заданной точностью реализующий интерьерные и математические модели технической и физической сущности эргатической системы "энергообъект - среда - оператор", а также все необходимые информационно - эргономические взаимосвязи в этой системе, и предназначенное для формирования и совершенствования у обучаемых профессиональных навыков и умений, необходимых им для управления энергетическим объектом в штатных, нештатных и аварийных ситуациях путем многократного выполнения обучаемыми действий, свойственных управлению реальным объектом.

Специализированный (участковый, локальный) тренажер - тренажер, в котором реализованы интерьерные и математические модели определенных участков энергоустановки, предназначенный для формирования и совершенствования у обучаемых навыков и умений управления этими участками. программный тренажер тепловой

Комплексный тренажер - тренажер, в котором в полном объеме реализованы интерьерные и математические модели энергоустановки с законченным технологическим циклом, предназначенный для формирования и совершенствования у обучаемых всего комплекса навыков и умений управления этой энергоустановкой.

Таким образом, введенные изменения терминологии способствуют более четкому представлению об энергетическом тренажере и регламентируют требования к его реализации.

Требования к характеристикам идентификации программных средств.

Согласно СТУ, к характеристикам идентификации относятся эксплуатационные документы, реквизиты фирмы-разработчика, сведения о версии продукта, сведения о регистрации продукта, описание контрольных вариантов для проверки корректности функционирования программных средств тренажера, состав нормативно-правовых документов для представленной конфигурации программного продукта.

В комплект эксплуатационной документации должны обязательно входить формуляр прикладного программного средства, руководство пользователя и руководство оператора (администратора или/и программиста, в зависимости от особенностей программного средства). Все документы должны быть оформлены на русском языке в соответствии с требованиями новых СТУ. Все документы должны иметь учетный номер фирмы разработчика с указанием даты постановки на учет.

В соответствии с ГОСТ 9127-94 [4], наименование и обозначение программного продукта должны быть указаны на упаковке и носителях. Они должны соответствовать наименованию и обозначению, указанным в эксплуатационных документах.

Обязательным требованием является указание сведений о версии программного продукта, даты приема данной версии в эксплуатацию и перечня файлов, входящих в состав программных средств тренажера. Продукт должен иметь государственную регистрацию, причем копия свидетельства о регистрации должна поставляться в комплекте эксплуатационной документации.

Также обязательным является требование наличия контрольных вариантов работы тренажера, содержащих перечень входных параметров и соответствующих им результатов для основных режимов функционирования тренажера. По этим данным пользователь может судить о корректности функционирования программного обеспечения.

В целом, требования к характеристикам идентификации обеспечивают защиту конечного пользователя программного продукта от подделок и недобросовестных разработчиков.

Требования к функциональным характеристикам.

Требования этой категории определяют состав тренажера, средства его разработки и состав моделируемого оборудования, параметров, защит, блокировок, технологической сигнализации, внутренних и внешних возмущений. Кроме того, определяются задачи, выполняемые тренажером.

Согласно Техническим условиям, в состав тренажера должны входить модель энергообъекта, рабочие места операторов, рабочее место инструктора, системы поддержки оператора и инструктора, наборы сценариев тренировки и аварийных ситуаций. В соответствии с принятой терминологией, модель должна быть всережимной, а рабочие места операторов должны точно соответствовать реальным рабочим местам на предприятии.

Состав моделируемых объектов приводится в виде перечней по приведенным в СТУ формам. Эти формы позволяют сопоставить модель энергообъекта его прототипу и определить качество математической модели тренажера.

Модель тренажера должна обеспечивать имитацию внутренних и внешних возмущений, а именно нарушений геометрии, отказов технологического оборудования, арматуры, систем автоматики, изменений характеристик топлива, окружающего воздуха и охлаждающей воды.

Обязательным требованием является обеспечение тренажером выполнения подготовительных и пусковых операций из различных тепловых состояний, работы в регулировочном режиме энергообъекта, плановых и аварийных остановов, работы в аварийных режимах.

СТУ требуют от программной оболочки тренажера с динамическими мнемосхемами обеспечения многооконного режима работы с выводом оперативных схем основного и вспомогательного оборудования, возможность вывода графиков изменения параметров и состояния оборудования в зависимости от времени и возможность просмотра аварийных и предупредительных сообщений на специальном информационном табло.

Ведение протоколов аварийных сообщений, действий оператора и его ошибок, а также наличие контролирующей программы, фиксирующей ошибки оператора, является обязательным.

Обобщая, можно сказать, что требования к функциональным характеристикам обеспечивают качество выполнения модели и программной оболочки тренажера.

Требования к функциям обработки данных.

Корректность обработки данных - важнейшее условие работы любого программного обеспечения. Для таких сложных комплексов, какими являются энергетические тренажеры, это требование еще более актуально, поскольку при работе математической модели ошибки имеют тенденцию накапливаться, приводя через некоторое время к нестабильности работы, как самого программного продукта, так и компьютера, на котором установлена модель тренажера.

Технические условия определяют для тренажерного комплекса пять требований, обеспечивающих корректность обработки данных: корректное манипулирование данными, правильное формирование выходных форм (протоколов и т.п.), корректная обработка текста, корректная обработка календарной даты и времени (особенно актуально ввиду требования работы тренажера в разных временных масштабах) и безошибочный экспорт и импорт данных.

При манипулировании данными особо оговаривается требование наличия контроля правильности ввода и изменения данных, поскольку неправильный формат данных (например, использование запятой вместо десятичной точки или неправильного разделителя в записи даты и времени) может привести к ошибкам. Разработчик обязан предусмотреть проверку правильности вводимых данных и при их несоответствии сообщить об ошибке пользователю, предоставив ему возможность исправить эту ошибку или отказаться от ввода данных. При этом должны быть доступны стандартные механизмы ввода и редактирования данных, предусмотренные операционной системой (например, использование буфера обмена Windows).

Повышенного внимания требует формирование протоколов и сохранение их формата при сохранении на накопителе или при распечатке. Все данные должны занимать отведенные им поля на форме протокола, обеспечивать наглядность и безошибочность выводимой информации.

Информационная совместимость и безопасность.

Очень важным требованием к любому программному продукту является его устойчивость, совместимость (внутренняя и внешняя), безопасность для другого программного обеспечения и для компьютерного оборудования.

Устойчивость программного обеспечения тренажера обеспечивается, прежде всего, внутренней совместимостью его компонентов между собой, а также внешней совместимостью с операционной системой и другим программным и аппаратным обеспечением. Технические условия обязывают разработчика обеспечить однотипность вычислительных средств, операционной среды и форматов данных для всего тренажерного комплекса.

Для обеспечения целостности данных и их сохранности программные средства тренажера должны обладать методами контроля доступа к данным. В противном случае (например, при одновременном редактировании одного и того же набора данных двумя пользователями или программными процессами) может возникнуть ошибка, последствиями которой может стать выход из строя всего комплекса.

Учитывая сказанное выше, СТУ требуют обязательной уникальной регистрации каждого пользователя в системе, наличия, по крайней мере, трех категорий пользователей (администратор, инструктор и оператор) с разными степенями доступа к данным и обеспечение надежного контроля запросов данных.

Кроме того, разработчик должен предусмотреть механизмы контроля сбоев и восстановления данных при их обнаружении посредством использования резервных копий данных.

При выполнении этих требований со стороны разработчика пользователь может быть спокоен за сохранность своей информации и электронного оборудования, с которым взаимодействует тренажер.

Требования к пользовательскому интерфейсу.

Даже при наличии качественной математической модели и корректной программной оболочки отсутствие грамотно организованного пользовательского интерфейса может сделать тренажер не только непригодным к использованию, но и вредным, поскольку любое несоответствие интерфейса реальному рабочему месту оператора влечет неадекватность реакции оператора при возникновении нештатных и аварийных ситуаций на реальном объекте.

Менее серьезными, но тоже печальными последствиями могут стать необходимость предварительного обучения оператора энергообъекта сложным навыкам работы с компьютером или переутомление пользователя из-за неправильной организации взаимодействия с программным комплексом тренажера.

Эти причины приводят к предъявлению определенных требований к организации интерфейса тренажера. Во-первых, язык интерфейса должен быть русским. Во-вторых, интерфейс должен быть интуитивно понятным и привычным (элементы мнемосхем, в частности, должны иметь стандартные обозначения). Наконец, в-третьих, программное обеспечение тренажера должно иметь контекстно-зависимую справочную систему с информацией обо всех элементах интерфейса и методах их использования.

Выполнение этих требований является обязательным и гарантирует удобство и пользу обучения специалистов.

Системные характеристики.

К системным характеристикам относятся максимально возможное количество одновременно работающих пользователей, максимальное количество рабочих мест и максимальное количество моделируемых объектов.

Технические условия требуют, чтобы на тренажере могли работать одновременно хотя бы два пользователя: обучаемый оператор и инструктор. Это, в свою очередь, влечет необходимость организации стабильной работы в сети по крайней мере двух компьютеров, на одном из которых устанавливается программа пульта оператора, а на другом - программа пульта инструктора. Взаимодействие этих двух программ должно удовлетворять требованиям безопасности данных, рассмотренным выше.

Количество рабочих мест и моделируемых объектов не должно быть ограниченным. Таким образом, на программном уровне тренажер должен иметь возможность практически неограниченно расширяться. При этом следует учесть, что не все сервера баз данных способны обеспечить выполнение этих условий, а использование файлового обмена данными оказывается вообще недопустимым.

Методы оценки характеристик тренажера.

СТУ предлагают три метода оценки характеристик программного обеспечения тренажера: визуальный, экспертный и тестовый.

Визуальный метод предполагает оценку исследуемой характеристики путем визуальной фиксации ее наличия в установленной СТУ форме.

Экспертный метод позволяет оценить функционирование программного обеспечения в процессе его эксплуатации, опираясь на эксплуатационные документы и контрольные варианты работы программ.

Тестовый метод основан на использовании аттестованных в установленном порядке тестов, позволяющих в автоматическом режиме оценить значения характеристик программных средств тренажера.

Полученные оценки характеристик программ фиксируются в протоколе испытаний с указанием метода получения этой оценки.

При оценке функций обработки данных и формирования протоколов каждая функция проверяется многократно, причем число повторений должно обеспечить достоверность оценки. Функции администрирования и обмена данными проверяются во всем объеме.

Использование каждого из методов оценки строго регламентируется Техническими условиями. Таким образом, выполнение СТУ при проведении испытаний программного обеспечения тренажера обеспечивает объективность оценок его характеристик, а значит - гарантию его качества при соответствии Техническим условиям.

Выводы

Разработка и принятие Технических условий для сертификации программного обеспечения энергетических тренажеров - значительный шаг на пути к созданию качественных, конкурентоспособных отечественных тренажеров для теплоэнергетики. Получая тренажер, имеющий сертификат соответствия СТУ, заказчик может быть уверен в качестве его выполнения, от которого зависит качество подготовки оперативного персонала, а квалифицированный персонал - залог безаварийной работы каждого энергопредприятия.

Наконец, разработка Технических условий создает предпосылки для создания отраслевого стандарта тренажеров для тепловых электрических станций и сетей России.

Список литературы

1. СТУ 115.015-2003. Прикладные программные средства тренажеров тепловых электрических станций и сетей. - М.: Министерство РФ по связи и информатизации, 2003.

2. Программа реформирования системы профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации персонала холдинга РАО "ЕЭС России". - РАО "ЕЭС России", 2002.

3. Закон Российской Федерации "О техническом регулировании" №184-ФЗ от 15.12.2002.

4. ГОСТ Р ИСО 9127-94 "Системы обработки информации. Документация пользователя и информация на упаковке для потребительских программных пакетов". - М.: Государственный комитет РФ по стандартам, 1994.

5. Нормы годности программных средств подготовки персонала энергетики. - РАО "ЕЭС России", 1999.

6. Загретдинов И.Ш., Магид С.И. Персоналу энергетики - адекватные тренажеры. // Энергетика и промышленность России, №3, 2003.

7. Загретдинов И.Ш., Магид С.И., Мищеряков С.В., Сысоева Л.В., Архипова Е.Н. Обеспечение комплексной адекватности тренажеров для электроэнергетики - основа безаварийной работы оперативного персонала. - М.: "АПАРТ", 2003.

8. ГОСТ 26387-84 "Система человек-машина. Термины и определения". - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1984.

9. Информационные технологии. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1991.

Размещено на Allbest.ru