Сетевой электронный научный журнал "СИСТЕМОТЕХНИКА", № 1, 2003 г.

РАЗРАБОТКА ГИПЕРТЕКСТОВОГО СПРАВОЧНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТЫ С ЭЛЕКТРОННЫМ МАКЕТОМ ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА

 

Крылов С.С.

(Московский государственный институт электроники и математики; sskrilov@mail.ru)

 

Бурное развитие информационных технологий (ИТ) обусловлено появлением задач в различных областях науки и техники, качественное решение которых возможно только с использованием вычислительных мощностей ЭВМ. Одной из таких областей является проектирование и создание современных радиоэлектронных средств (РЭС). Процесс проектирования, а также и создания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) является трудоемким и сложным из-за большого количества учитываемых характеристик как самих радиоэлементов (РЭ), так и схем крепежа, материалов несущих конструкций, схем расположения с учетом требований нормативно-технической документации (НТД) [1].

На данный момент существует громадное разнообразие РЭ и материалов обладающих различными характеристиками. Таким образом, объем уже первоначальной информации значителен, и анализ такого массива данных, без использования ИТ займет значительное количество как временных, так и человеческих ресурсов.

ИТ призваны облегчить решения такого рода задач на протяжении всего этапа проектирования за счет использования программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса [2].

Внедрение процессов информатизации этапов научных и производственных этапов стало залогом развития идеологий, основанных на методах ИТ. Одной из них является идеология CALS-технологий, используемая для повышения качества, а следовательно и конкурентоспособности продукции, снижения временных затрат на ее создание.

Суть CALS-технологий заключается в сквозной поддержке сложной наукоемкой продукции на всех этапах ее жизненного цикла, а именно на этапах технического замысла, проектирования, производства, продажи, эксплуатации и сервисного обслуживания. Базирующиеся на стандартизованном едином электронном представлении данных и коллективном доступе к ним, эти технологии позволяют существенно упростить проектирование, производство, продажи, эксплуатацию и сервисное обслуживание сложного оборудования и повысить производительность труда на всех перечисленных этапах [3].

Жизненный цикл изделия состоит из этапов:

§         Определение и анализ потребности – первоначальное формирование технического требования на создаваемый ЭС.

§         Изучение реализуемости – на основании технического требования определяется возможность реализации разрабатываемого ЭС.

§         Определение требований – на основании данных, полученных на предыдущих этапах, создается окончательное техническое задание ЭС.

§         Разработка, проектирование – этап создания окончательных моделей ЭС (математической, функциональной и т.д.)

§         Производство – на основании разработанных моделей ЭС выполняется производство его производства.

§         Развертывание – внедрение выпущенного образца в эксплуатацию на предприятии.

§         Эксплуатация/поддержка – процесс обслуживания ЭС, находящегося в эксплуатации.

§         Утилизация – этап утилизации, отслужившего срок ЭС.

Информация об ЭС, накапливаемая в ходе ЖЦ, может быть описана как «набор данных, которые порождаются и используется на всем его ЖЦ и включают в себя информацию о конфигурации и структуре изделия, характеристики и свойства, организационную информацию (описание процессов, связанных с изменением данных об изделии, необходимые ресурсы - люди, материалы, т.д.), информацию о проведенных контрольных испытаниях, документы, которыми обрастает изделие с момента его проектирования до его продажи и дальнейшего обслуживания, и т.д.» [www.cals.ru], и иметь классификацию:

С целью увеличения эффективности разработки ЭС, а также его последующего сопровождения за счет группировки и структуризации информации об изделии с использованием CALS-идеологии было разработано и сформулировано понятие электронного (виртуального) макета: «Электронный макет (ЭМ) – это единое пространство параметров и переменных модельного ряда, отражающего схемотехническую и/или конструкторско-технологическую реализацию отдельных частей или ЭС в целом, полученную на основе комплексных исследований характеристик ЭС средствами математического моделирования, осуществляемого в свою очередь, в рамках информационного (электронного) взаимодействия разработчиков на любом этапе жизненного цикла ЭС с использованием CALS-идеологии» [4].

По, приведенному выше, определению, в ЭМ содержатся конструкторские и технологические данные об изделии. Необходимо также осуществлять хранение и предоставлять возможность работы с данными других типов: производственных данных, данные о качестве изделия, логистические и эксплуатационные данные об изделии. Для соблюдения требований НТД, необходимо хранить содержание данных требований для постоянного использования. Помимо этого, требуются описания существующих РЭ и их характеристик, схем креплений и размещений, а также описания материалов несущих конструкций.

В ЭМ осуществляется постоянная циркуляция данных об ЭС. На каждом этапе ЖЦ существуют процессы, в ходе которых вносится новая информация, обновляется существующая.

 

 

Рис.1. Использование ЭМ на различных этапах жизненного цикла ЭС

 

На этапе определения и анализа потребности формируется техническое требование на создаваемое ЭС. В электронный макет собираются данные, на основании которых было разработано требование.

В ходе следующего этапа изучения реализуемости осуществляется подбор необходимой элементной базы с накоплением описывающей документации, сохраняемой в ЭМ.

На этапе определения требований формируется техническое задание на разрабатываемый ЭС, на основании подобранной элементной базы, а также данных технического требования.

На сегодняшний день, создание нового образца электронного средства (ЭС) может длиться несколько лет. Наибольшую часть времени занимает этап разработки и проектирования ЭС, в ходе которого создаются математическая, функциональная и другие модели разрабатываемого образца. Этот этап является наиболее важным и сложным, учитывая весь спектр характеристик ЭС и набор возможных внешних воздействий на него.

В случае неполного или ошибочного перечня внешних воздействий и их свойств, определенного на начальных этапах проектирования, возникает необходимость возврата к началу процесса и повторному прохождению уже пройденных шагов, для внесения дополнений в модель РЭА. В результате обнаружения такого рода ошибок, происходят длительные временные задержки.

Данные об изделии на данном этапе подвержены наиболее частому изменению в результате активной работы с ЭМ групп разработчиков, осуществляющих построение моделей ЭС и, в случае выявления неточностей или ошибок, их корректировку. В результате накапливается большое количество документации, описывающей как ЭС, так и процессы внесения изменений в его состав и принятые конструкторские решения.

В ходе процесса производства ЭМ используется как основной источник информации об изделии, содержащий как ТЗ, так и модели изделий, сопутствующую документацию и т.п.

На этапе развертывания активно используется электронно-техническое руководство, содержащееся в ЭМ. Кроме того, есть возможность получения пояснений к требованиям, ставящим условия эксплуатации ЭС, получить информацию о взаимозаменяемости элементов и т.д.

В процессе эксплуатации, в случае возникновения сбоя или поломки, при помощи информации, хранимой в ЭМ, можно выявить причину произошедшего отказа ЭС, что позволяет значительно экономить человеческие и временные ресурсы.

При утилизации ЭС, необходимо правильно выбрать технологию переработки, зависящую от материалов и элементной базы ЭС. Данную информацию можно получить из ЭМ. В нем хранятся данные не только о начальном составе ЭС, но и об элементах и материалах, установленных в ЭС в процессах развертывания и эксплуатации.

Использование ЭМ на всех этапах жизненного цикла ЭС, хранение практически всей информации об изделии и предоставление возможности работы с ней целым коллективам, выполняющим различные этапы работы с ЭС и часто не взаимосвязанным друг с другом, порождает потребность в разработке программного обеспечения по работе с ЭМ.

Программное средство, обеспечивающее взаимодействие с ЭМ, должно предоставлять обеспечивать следующий перечень функций:

Ø      легкое пополнение и модификация данных, содержащихся программном средстве и обеспечение многопользовательской работы с ними в условиях ЛВС.

Ø      предоставление возможности создания свода данных с использованием структуры типа «ссылка»;

Ø      осуществление процедуры быстрого поиска по имени и контексту;

Ø      осуществлять компактное хранение, позволяющее экономно использовать дисковое пространство;

Ø      обеспечение целостности хранимой информации, а также ссылочной целостности;

Ø      реализация переходов по ссылкам, содержащихся в текстах хранимых документов, что позволит создать единую информационную структуру данных;

Ø      осуществление построения логической древовидной структуры, отображающей логическую структуру хранимых данных;

Ø      внесение изменений в логическую древовидную структуру организации хранимой информации;

Ø      просмотр документов перед занесением их в данный программный продукт.

Существующие справочные системы оказались не в состоянии предоставить необходимых функциональных возможностей.

Не все рассмотренные системы работают с открытыми форматами данных. Занесение информации в ряд систем осуществляется при помощи компиляции. К примеру, для формирования файла справки WinHelp необходимо создать файл в формате rtf, в котором будет содержаться исходный текст разделов справочной системы. Далее подготавливается файл проекта phj, и далее, при помощи компилятора, из этого файла создается файл справочной системы WinHelp – hlp. Существуют программы, ускоряющие этот процесс. Примером таких систем является программа Robohelp созданная для создания файлов hlp.

Создание файлов справок в рассмотренных системах – процесс, в ходе которого выполняется компиляция, таким образом, для изменения уже созданного файле необходимо вносить изменения в исходный текст и снова выполнять компиляцию.

Таким образом, обновление данных в этих системах является трудоемким процессом, который требует от пользователя дополнительных знаний в области создания файлов этих справочных систем. Невозможно, так же хранить и просматривать текстовые файлы, исходные листинги программ, находящиеся в файлах cpp, pas, и.т.д.

Также, многие системы не предоставляют возможности работы по добавлению данных и внесению в их состав изменений в условиях сети одновременно нескольким пользователям, что является очень важным для средних и больших предприятий, где работа распределена между территориально распределенными отделами.

После рассмотрения существующих систем и выявления перечисленных выше недостатков, был разработан и создан гипертекстовый справочный комплекс (ГСК), основанная на использовании БД. Данная система работает с документами в HTML-формате, а также в ГСК поддерживается хранение графической информации, текстовых документов, анимационных файлов.

По содержимому базы данных осуществляется построение дерева папок и документов, которое отображает логическую структуру хранимых данных. Использование дерева приводит к облегчению изучения материала и дает возможность показывать пользователю логическую взаимосвязь между материалами, содержащимися в различных документах.

В системе реализует переходы по ссылкам, содержащимся в текстах документов. Это позволяет создать единую информационную структуру данных, занесенных в ГСК. Переходы по ссылкам осуществляются только среди документов, хранящихся в базе данных ГСК.

Для изменения структуры дерева в программе реализовано меню редактирования дерева, т.е. предоставлена возможность добавлять, удалять документы и папки, а соответственно и из базы данных.

Использование процедуры поиска по имени и контексту, организованной в данной системе, значительно упрощает работу с данной программой.

Программа позволяет осуществлять компактное хранение данных на диске, осуществляя их архивирование.

При наличии локальной сети обеспечивается работа нескольких пользователей в ГСК, реализованной на основе БД.

В ГСК разработана модель безопасности, позволяющая осуществить разграничение прав доступа к хранимой информации.

 

Список литературы

 

  1. Ю.Н. Кофанов, Е.С. Новиков, А.С. Шалумов «Информационная технология моделирования механических процессов в конструкциях радиоэлектронных средств.» М: «Радио и Связь» 2000г. 179 стр.
  2. Компьютерные технологии обработки информации: Учеб. Пособие/ С.В. Назаров, В. И. Першиков, В.А. Тафинцев и д.р. Под ред. С.В. Назарова – М.: «Финансы и статистика» 1995г. – 248 стр.
  3. CALS (Поддержка жизненного цикла продукции): Руководство по применению / Министерство экономики Российской Федерации; Научно-исследовательский центр CALS-технологий «Прикладная логистика»; Государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт межотраслевой информации – федеральный информационно-аналитический центр оборонной промышленности» (ГУП «ВИМИ»), 1999г. 44с.
  4. В.В. Гольдин, В.Г. Журавский, А.В. Сарафанов, Ю.Н. Кофанов. Информационная поддержка жизненного цикла электронных средств. – М.: Радио и связь, 2002г – 379с.

Сетевой электронный научный журнал "СИСТЕМОТЕХНИКА", № 1, 2003 г.