В современном быстро развивающемся мире зачастую возникает потребность разделения обязанностей, данный вопрос коснулся в том числе и технического прогресса, в следствие чего возникла необходимость использования распределенной обработки информации.

Создание баз данных, состоящих из различных компонентов соответствующего продукта, стало основополагающим моментом в создании систем управления. Поскольку сам процесс разработки того или иного технического средства достаточно трудоемкий и долгий, то без распределения задач в нем не обойтись.

Разработчики должны в полной мере чувствовать свою необходимость в общей системе разработки данных для дальнейшего выпуска приборов в производство. Работа пользователей и приложений должна удовлетворять требованию единообразной работы в распределенных системах независимо от того, когда и где происходит это взаимодействие.

В данной работе рассмотрим более подробно вышеперечисленные моменты в процессе разработки системы управления, используя средства распределенной обработки информации.

1. Предметная область

В процессе разработки систем управления летательными аппаратами (СУ ЛА) принимает участие большое количество самых разнообразных подразделений, отвечающих за различные области - разработки, технологии производства, конструирования средств и приборов и многое другое. В процессе каждого из этапов работ происходит проработка большого объема информации, которую необходимо передавать, получать, накапливать и использовать во всех взаимодействующих подразделениях предприятия, участвующего в процессе создания СУ ЛА. Для удобства проведения вышеперечисленных операций требуется привлечение средств распределенной обработки информации.

Применительно к разработке аппаратуры гироскопии можно выделить следующие области применения методов распределенной обработки:

- разработка, выпуск и согласование проектной (эскизной) документации на приборы;

- отработка опытных образцов приборов на основе выпущенной документации;

- выпуск извещений об изменении в документации;

- утверждение конечного варианта документации;

- изготовление приборов;

- эксплуатация, и сопровождение прибора в течение всего жизненного цикла.

Поскольку все эти этапы тщательно отслеживаются и согласовываются с остальными подразделениями центра, то необходимо также отметить следующие самые основные связи со смежными подразделениями:

- обсуждение и согласование чертежей на приборы с конструкторским отделением;

- обсуждение и согласование процесса производства и монтажа приборов с технологами и задействованными в процессе цехами;

- обсуждение, согласование и утверждение правильности документации на предмет ошибок и соответствий нормативной документации с группами нормаконтроля.

Решение всех этих задач в едином информационном пространстве в значительной степени повысит скорость разработки приборов, относящихся к классу гироскопов (датчики угловых скоростей, различные виды гироскопов), и качество выполнения работ.

2. Постановка задачи

Для наиболее эффективного решения задач, стоящих перед разработчиками приборов гироскопии, и облегчения доступа к накопленным ресурсам, а также обеспечения их совместного использования, необходимо сформулировать определенный набор необходимых действий, осуществляемых разработчиками, и обозначить задания, которые необходимо решить. Необходимо создать проект распределения обработки информации среди всех участников работы над приборами гироскопии, определив их обязанности и возможный результат их совместных действий.

Нужно создать систему распределенной обработки информации и определить, какие задачи будут ставиться и рассматриваться в ней.

В ней должны будут рассмотрены все связи между компьютерами и функциями разработчиков с общей системой, в которую будут собираться все данные с локальных мест пользователей системы. Также должны быть освещены вопросы касательно средств разработки, в которых создается та или иная документация. Должен быть рассмотрен состав документации. Нужно отследить все движение документации, вложенное в сетевую инфраструктуру отдела.

3. Анализ информационной составляющей поставленной задачи

Важной частью создания систем распределенной обработки информации является определение источников информации, ее изменения в процессе обработки, перехода от одного потребителя к другому и конечного расположения и хранения информации.

В качестве источников информации применительно для нашей задачи используются различные нормативные документы, в соответствии с которыми пишутся технические условия на приборы, разрабатываются технические задания, составляются перечни элементов, создаются электрические схемы, чертежи, спецификации на основе созданных ранее составных частей изделий, а также конструкторских документов, относящихся к этим изделиям, паспорта, формуляры на приборы и др.

В общем случае разработка и постановка продукции на производство предусматривают проведение следующих работ:

а) разработку, согласование и утверждение технического задания;

б) разработку и экспертизу технической документации;

в) изготовление опытных образцов;

г) испытание и приемку опытных образцов;

д) принятие решения о постановке продукции на производство;

е) подготовку производства продукции;

ж) освоение производства продукции.

На основании поставленной перед разработчиком задачи разрабатывается тот или иной документ согласно нормативной документации.

Ниже приведены источники информации для технической документации, разрабатываемой отделами разработчиков.

Основным источником для всех выпускаемых документов является единая система конструкторской документации (ЕСКД), которая представляет собой комплекс стандартов, устанавливающих требования к конструкторской документации в частности на выполнение электрических схем. Распространяется на разработку документации для изделий (под этим термином понимается любая изготовляемая продукция) всех отраслей промышленности.

Основное назначение стандартов ЕСКД - приведение всей документации к единым нормам выполнения, оформления и т.д.

Например, оформление документов делается в соответствии с ГОСТ 2.105-95, где описаны основные требования к оформлению, такие как использование определенных шрифтов, высота букв и цифр, цвет, расстояние и тп.

ЕСКД регламентирует не только графическую часть чертежей, но и использование всех элементов, которые применяются при составлении конструкторской и технической документации.

Техническое задание разрабатывается на основе исходных требований, предъявляемых к тому или иному прибору гироскопии, а также результатов выполненных научно-исследовательских и экспериментальных работ, научного прогнозирования, анализа передовых достижений техники, изучения патентной документации.

Техническое задание должно содержать необходимые и достаточные требования для разработки продукции и не ограничивать инициативу разработчика при поиске и выборе им оптимального решения поставленной задачи.

Техническое задание разрабатывается согласно ГОСТам и нормативным документам предприятия.

В качестве результата техническое задание может содержать следующие разделы:

- общие сведения;

- назначение и цели создания системы;

- характеристика объектов автоматизации;

- требования к системе;

- состав и содержание работ по созданию системы;

- порядок контроля и приемки системы;

- требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;

- требования к документации.

После согласования и принятия в работу технического задания переходят к следующим стадиям создания комплекса технической документации на выпускаемый прибор, а именно к тем этапам, которые относятся к документации -- это эскизный проект, технический проект и рабочая документация.

Эскизный проект: На данном этапе разрабатываются предварительные решения по составу и функционалу прибора в целом и ее отдельным частям, выбирается уровень автоматизации, основные концепции разработки, предварительный состав технических средств для дальнейшего внедрения, комплекс основных программных средств, подготавливается вся необходимая база для дальнейшей работы над разработкой гироскопов или датчиков угловых скоростей (ДУС).

Эскизный проект (ГОСТ 2.119-73*) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

В эскизный проект обязательно включаются пояснительная записка, ведомость эскизного проекта. Кроме того, могут быть включены чертеж общего вида, теоретический и габаритный чертежи, схемы и другие документы (см. табл. 1). [4]

Таблица 1. Номенклатура конструкторских документов по ГОСТ 2.102-68*

Технический проект: Технический проект разрабатывается в соответствии с ГОСТ 2.120-2013, устанавливающем требования к выполнению технического проекта на изделия всех отраслей промышленности.

Технический проект (ГОСТ 2.120-2013) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия (в нашем случае приборов гироскопии), и исходные данные для разработки рабочей документации.

В технический проект обязательно включаются чертеж общего вида, пояснительная записка, ведомость технического чертежа. Могут быть также включены чертежи деталей, теоретические и габаритные чертежи, схемы и т.п. (см. табл. 1). [4]

Данный этап включает в себя стадию разработки проектных решений по прибору и его отдельным частям, разработку и оформление документации на изделия для комплектования прибора гироскопии, разработку заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта и т.д.

Результатом работы на данном этапе является создание документации с описанием окончательных решений по проектированию прибора и его дальнейшего внедрения в эксплуатацию.

Рабочая конструкторская документация: Рабочая документация представляет собой окончательный вариант комплекта документации на прибор и его части, в состав которой входят, в том числе, все скорректированные разделы технического проекта.

Рабочая документация разрабатывается в соответствии с ГОСТ 21.408-2013 (Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов)

Системы проектной документации для строительства и должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 21.1101--2013 (Основные требования к проектной и рабочей документации).

В соответствии с ГОСТом 2.109-73 рабочая конструкторская документация - это совокупность конструкторских документов, которые предназначены для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии) изделия, изготовления и испытания установочной серии.

Рабочая документация на деталь обязательно содержит чертеж детали, а также могут быть чертежи теоретический, габаритный, упаковочный, технические условия и другие документы (см. табл. 1).

Рабочая документация на сборочную единицу обязательно содержит спецификацию и сборочный чертеж, могут быть также другие чертежи, схемы и текстовые документы (см. табл. 1). [4]

В общем случае в состав основного комплекта рабочей документации систем автоматизации входят:

- общие данные по рабочим чертежам;

- схемы автоматизации функциональные;

- принципиальные электрические схемы;

- схемы соединений и подключения внешних проводок;

- план расположения оборудования и внешних проводок;

- спецификация оборудования, изделий и материалов;

- чертежи установок средств автоматизации.

Таким образом, были рассмотрены основные этапы разработки приборов гироскопии, накопления информации и состав выходных данных. Все эти информационные потоки собираются в одну общую базу данных, где данные хранятся, обрабатываются, видоизменяются и передаются далее по мере необходимости.

Ко всем данным имеется коллективный доступ всех разработчиков с их персональных компьютеров.

Каждый работник вправе изменять информацию в общей базе данных после предварительного согласования со всеми взаимосвязанными подразделениями и начальством.

В качестве потребителей информационных данных выступают сами разработчики, а также и взаимосвязанные подразделения (технологи, конструкторы, цеха, задействованные в производстве прибора, метрологи, группа нормоконтроля и др.), которым передается информация по каналам передачи данных для последующей обработки.

В рассматриваемой распределенной системе используется двухуровневая модель архитектуры «клиент-сервер» («тонкий сервер - толстый клиент»). проектирование информация база гироскопия

Системы управления БД и БД находятся на сервере, пользовательские программные обеспечения и интерфейс - на рабочих станциях (клиентах). [2]

Рис.1. Двухуровневая модель «клиент-сервер».

Удаленная БД размещается на компьютере-сервере сети, а приложения (программные обеспечения), осуществляющие работу с этой базой данных, находятся на компьютерах пользователей. В этой архитектуре информационная система делится на неоднородные части - сервер БД и клиент.

Сервер поддерживает все основные функции СУБД: определение данных, их обработку, защиту информации, поддержание целостности данных и т.д.

Клиент формирует и отсылает запрос удаленному серверу, на котором размещена БД, для получения данных. После получения запроса удаленный сервер, управляющий удаленной базой данных и обеспечивающий выполнение запроса, выдает результат клиенту. [3]

Таким образом, в архитектуре «клиент-сервер» клиент посылает запрос на предоставление данных и получает в ответ только те данные, которые действительно были затребованы.

Возможные конфликты обращения разных клиентов к одним и тем же данным разрешает СУБД.

Поскольку у данной модели архитектуры есть ряд преимуществ, то она используется в полной мере в отделе разработки.

Достоинства модели архитектуры «клиент-сервер»:

1. Снижение нагрузки на сеть, поскольку в ней циркулирует только необходимая информация.

2. Повышение безопасности информации, связанное с тем, что обработка запросов всех клиентов выполняется единой программой, расположенной на сервере. Сервер устанавливает общие для всех пользователей правила использования БД, управляет режимами доступа клиентов к данным, запрещая, в частности, изменение одной записи различными пользователями.

3. Уменьшение сложности клиентских приложений за счет отсутствия в них кода, связанного с контролем БД и разграничением доступа к ней.

Конечно, такая архитектура не лишена некоторых недостатков:

1. Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю сеть.

2. Администрирование данной системы требует квалификационного профессионала.

3. Высокая стоимость оборудования.

Перечисленные выше недостатки, однако, не могут в полной мере перекрыть плюсы следующей архитектуры, которая в полной мере применяется в отделах разработки приборов гироскопии.

Для реализации модели архитектуры «клиент-сервер» обычно используются многопользовательские СУБД, которые также называют промышленными, так как они позволяют создать информационную систему организации или предприятия с большим числом пользователей.

Поскольку распределенная обработка информации подразумевает обработку распределённых или централизованных данных в вычислительной сети, то в данном случае используется именно централизованная БД. [1]

Централизованные БД распределённых систем - это базы, информационные ресурсы которых сконцентрированы в одном узле. Они используются при двухуровневой модели архитектуры распределенной системы.

4. Выбор технических средств и состав программного обеспечения

Список литературы

1. Распределенные системы: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 38.03.05 Бизнесинформатика / [авт.-сост. А.В. Демина, О.Н. Алексенцева]. - Саратов: Саратовский социально-экономический институт (филиал) РЭУ им. Г.В. Плеханова, 2018. - 108 с.

2. Тарасов Е.Н. Распределённая обработка информации [Электронный ресурс]: Учебно-методическое пособие / Е.Н. Тарасов, Е.Л. Межирицкий, А.А. Фомской -- М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2018.

3. Распределенные системы: учебное пособие для вузов / С. Л. Бабичев, К. А. Коньков. -- Москва: Издательство Юрайт, 2019 -- 507 с. -- (Высшее образование).

4. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 300[4]с., ил.

Размещено на Allbest.ru