Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ методов автоматизации проектирования технической структуры систем контроля и управления 20
1.1 Техническая структура СКУ как сложная система 20
1.2 Методы упрощения систем с целью их исследования и проектирования 25
1.3 Анализ методов синтеза технических структур сложных систем 33
1.4 Анализ методов управления процессом проектирования 42
1.5 Выводы 47
Глава 2 Анализ существующей технологии проектирования технической структуры СКУ 49
2.1 Исследование технологии проектирования систем контроля и управления 49
2.2 Стратификация процесса проектирования технической структуры СКУ 74
2.3 Анализ детализации основных проектных операций 78
2.4 Выводы 93
Глава 3 Разработка методики иерархической декомпозиции структур СКУ 95
3.1 Разработка обобщенной структуры информационной базы проектирования 95
3.2 Обоснование оптимальной структуры иерархического описания предметной области проектирования 109
3.3 Разработка метода структуризации технического слоя базы 117
3.4 Анализ и совершенствование методов агрегативно-декомпозиционного синтеза 125
3.5 Выводы 136
Глава 4 Разработка метода синтеза технических структур ску на стадии проектирования монтажной модели . 139
4.1 Разработка автоматизированной процедуры построения клеммных соединителей 139
4.2 Разработка автоматизированной процедуры построения кабельных связей 146
4.3 Выводы 148
Глава 5 Агрегативно-декомпозиционная технология проектирования СКУ 151
5.1 Единая модель проекта как основа сквозной автоматизации проектирования 151
5.2 Разработка концепции параметрического и постпараметрического синтеза 170
5.3 Разработка способа автоматической классификации элементов ЕМП185
5.4 Разработка метода автоматизации табличных форм документов 192
5.5 Разработка метода автоматизации графических форм документов 196
5.6 Выводы 204
Глава 6 Практическое применение разработанных методов в автоматизированных процедурах 206
6.1 Разработка программно-информационного комплекса автоматизации проектирования тс СКУ 206
6.2 Формирование диаграмм в автоматизированном режиме 215
6.3 Практическое применение разработанных методов при формировании монтажно-установочных схем 222
6.4 Классификация структур управления приводами и ее использование в автоматизации проектирования 232
6.5 Практическое применение разработанных методов для выпуска сметной документации на монтаж СКУ 251
6.6 Выводы 264
Глава 7 Анализ и совершенствование организационной структуры проектного подразделения 265
7.1 Совершенствование организационной структуры в условиях адт-технологии 265
7.2 Анализ форм проектных документов на техническое обеспечение СКУ276
7.3 Выводы 286
Заключение 287
Литература 290
- Методы упрощения систем с целью их исследования и проектирования
- Стратификация процесса проектирования технической структуры СКУ
- Обоснование оптимальной структуры иерархического описания предметной области проектирования
- Разработка концепции параметрического и постпараметрического синтеза
Введение к работе
Современный этап развития энергетической промышленности характеризуется повышенными требованиями к уровню автоматизации технологических процессов. Степень эффективности работы энергетического оборудования электростанций в большой степени определяются глубиной проработки задач, решаемых системами контроля и управления (СКУ). Повышение требований, предъявляемых к современным СКУ ведет к росту уровня сложности технических, алгоритмических и информационных структур СКУ. Качество сложных СКУ определяется последовательностью, содержанием и взаимосвязью этапов создания системы управления на всем протяжении ее жизненного цикла.
Системы управления проходят в процессе своего создания определенную последовательность этапов, основные из которых показаны на рис. В.1. При этом процесс проектирования не ограничивается формированием проектной документации, а должен пониматься шире. В процессе проектирования система управления находит свое отражение в окончательном завершенном виде как в форме документов, так и в комплексе технических, программных, информационных и организационных структур и компонентов, т.е. в виде системы, сданной «под ключ». Поскольку эксплуатация системы управления является основным этапом ее жизни, усилия проектировщиков направлены на то, чтобы обеспечить гарантированное выполнение системой заданных технических характеристик. Более того, после сдачи системы в эксплуатацию она не перестает развиваться и даже на поздних этапах жизни уже действующей системы возникают задачи, имеющие непосредственное отношение к процессу проектирования [16, 117, 120, 146, 147, 153, 154, 160]. Структура жизненного цикла автоматизированного объекта управления является основой сквозной автоматизации, оптимизации ресурсов, управления процессами достижения целей, которые должны основываться на интеграции задач проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации в единую целевую программу создания объекта. В процессе проектирования, монтажа, наладки и ввода в действие создаются локальные критерии оценки выполнения этих процессов и локальные исходные данные для каждого из них. Исследование проектирования сложных систем управления, каковыми являются СКУ объектов ТЭС, обладающие многорежимными
принципами функционирования, показали, что задачи проектирования постоянно решаются в условиях недоопределенности исходных данных, что большую часть данных можно получить лишь на последующих этапах жизненного цикла, т.е. на этапах испытаний, комплектования оборудования и средств, монтажа, наладки и даже эксплуатации системы. Решение проблемы комплексно создает основу для создания быстрых итераций и, соответственно, взаимных доопределений по исходным данным. Проблема интеграции процессов создания сложных систем управления объектов ТЭС, сквозной автоматизации процессов на всех стадиях жизненного цикла является безусловно актуальной.
В процессе создания систем управления технологических процессов современных тепловых электростанций согласно сложившейся отечественной практике выделяются три основных стадии: предпроектная, стадия техническо-
Техническое задание
Испытания и наладка
Алгоритмическое проектирование
Эксплуатация
Техническое Ш
проектирова- I—^
ние I
Рис. В.1. Жизненный цикл системы управления
го и рабочего проектирования и стадия монтажа и ввода системы в эксплуатацию. Процесс создания современных систем управления невозможен без привлечения большого количества организаций, специализирующихся в различных областях разработки и исследования СКУ. Основными из них являются:
. организация - заказчик автоматизированного теплоэнергетического объекта;
головная проектная организация;
заводы - поставщики оборудования и технических средств автоматизации;
организация - поставщик программно-технического комплекса (ПТК);
монтажная и наладочная организации.
В последнее время наблюдается объективная тенденция замены традиционных средств автоматизации технологических процессов микропроцессорными программируемыми средствами, что позволяет реализовывать более сложные логические задачи не на уровне технических структур, а в плоскости алго-
ритмических и информационных структур. В противном случае создание систем управления, реализующих тот объем и глубину задач, которые продиктованы условиями работы современного энергетического оборудования, было бы просто невыполнимой задачей. Исторически сложившаяся система проектных работ предполагала разработку головными институтами типовых проектов с последующей их привязкой в индивидуальных проектах. При этом при разработке СКУ на базе традиционных средств автоматизации весь процесс проектирования был сосредоточен в проектной организации. Картина резко изменилась в связи с внедрением микропроцессорной техники. В связи с тем, что организации-разработчики и поставщики программно-технических комплексов (ПТК) становятся владельцами и держателями банков стандартных алгоритмов задач управления, большая доля проектных работ в части информационного, организационного и программного обеспечения, а также в части общесистемных решений стала передаваться разработчику ПТК. Произошло разделение процесса проектирования, потребовавшее решения дополнительных вопросов по согласованию договорных отношений, видов и форм передаваемой промежуточной информации, применения систем кодирования и др. Проблема обеспечения сквозной автоматизации процесса создания системы, создания быстрых итераций в этих условиях встает наиболее остро.
Существующая степень автоматизации и интеграции процессов проектирования технических структур (ТС) системы управления не может удовлетворить сегодня потребности сквозной автоматизации создания системы. Это обусловлено прежде всего нечеткостью и размытостью существующего процесса проектирования, которые усугубляются большой степенью недоопределенно-сти исходных данных проектирования. Без разработки интеграционных основ данного этапа вопросы о быстрых итерациях между стадиями создания СКУ остаются не решенными, а поскольку разработка технических структур занимает особое (промежуточное) положение в последовательности этапов создания СКУ, следовательно, приблизиться к решению проблемы сквозной автоматизации процесса создания систем управления без скорейшего решения данной задачи невозможно.
Технические структуры современных систем управления в теплоэнергетике чрезвычайно сложны и характеризуются большим количеством и разнообразием компонентов и связей между ними. Проект на ТС СКУ включает в себя не только множество функциональных элементов, связанных между собой, но и не меньшее, а зачастую даже превосходящее по объему множество всех клеммных соединителей, элементов гидравлической обвязки датчиков, кабельные связи, щитовые изделия, кабельные оконцеватели, бирки, закладные детали, расходные материалы на монтаж оборудования и средств автоматизации и множество других элементов, без которых невозможен монтаж системы. Процесс проектирования ТС СКУ, как отображение технической структуры системы в соответствующие формы проектных документов, также отличается сложностью. Существующие на сегодняшний день методы разработки проект-но-сметной документации на ТС СКУ обладают рядом серьезных методологических и организационных ограничений, не позволяющих существенно повысить качество и информативность документов. Ограничения существующей технологии связаны с отсутствием единой информационной основы процесса проектирования, наличием большого количества промежуточных информационных потоков, слабой управляемостью процесса, недостаточной информационной, экономической и правовой поддержкой со стороны нормативных документов.
Анализ известных подходов к автоматизации проектирования ТС СКУ позволяет сделать вывод о том, что попытки интегрировать множество разнородных прикладных программных средств не приводят к ожидаемому от интеграции результату. При этом разнородность организационных структур проектных подразделений, хаотичность промежуточных, управляющих и координирующих потоков информации, а также отсутствие единой информационной основы проекта не позволяют обеспечить эффективное управление процессом проектирования, повысить качество принимаемых проектных решений и рабочей документации.
Все изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что задача обеспечения сквозной автоматизации проектирования технической структуры сложных систем контроля и управления на всех этапах разра-
ботки проектной документации является и будет оставаться актуальной проблемой.
Важное значение приобретают способы формального представления технологии проектирования технических структур СКУ, анализ этапов проектирования, разработка способов и направлений автоматизации проектных работ, отвечающих специфике проектирования СКУ.
Разработка научно-обоснованной методики, обеспечивающей формализованное структурированное описание предметной области проектирования ТС СКУ, использование этого описания в качестве единой информационной базы, обеспечивающий автоматизированный синтез структуры системы управления на всех этапах, разработка метода построения единой информационной модели проекта, обеспечивающей информационное сопровождение создаваемой системы на всех этапах ее жизненного цикла, разработка единого подхода к формированию любых форм проектных документов вне зависимости от используемых в проектной организации стандартов и традиций, реализация указанной совокупности способов и методов в составе программно-информационного комплекса составляет предмет настоящей работы, которая, по мнению автора, может быть квалифицирована как теоретическое обобщение и решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Научная новизна. На основании анализа проектных процедур и операций традиционной технологии проектирования ТС СКУ, организационной структуры проектного подразделения:
Разработана технология сквозного автоматизированного проектирования технической структуры СКУ, отличающаяся тем, что в ее основе положена концепция единой модели проекта (ЕМП).
Разработан способ иерархического представления процесса проектирования — как объекта автоматизации, который, в отличие от известных, позволяет оценить количественно и качественно информационные потоки, возникающие между проектными процедурами (1111) и проектными операциями (ПО).
Разработана методика иерархической декомпозиции ТС СКУ, отличающаяся ориентацией на создание единой информационной базы данных и зна-
ний предметной области и заключающаяся в обоснованной последовательности этапов отображения цели СКУ на структуру технических средств автоматизации.
Разработан способ формирования проектных документов, отличающийся отделением процесса принятия проектных решений от процесса документирования и заключающийся в разработке универсального подхода к созданию любых форм документов и в использовании ЕМП в качестве источника информации.
Разработан метод синтеза параметрического пространства проектной модели СКУ, заключающийся в использовании понятий отношений наследственности между классами объектов различных уровней.
Разработан метод синтеза ТС СКУ на этапе ее монтажного описания, отличающийся обоснованной последовательностью формальных автоматизированных процедур.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
1. Разработанная технология позволила обеспечить сквозную автоматизацию
проектирования ТС СКУ тепловых электростанций, сконцентрировать проект
ные процедуры на построении концептуальной модели проекта, на принятии
основных проектных решений, что существенно сократило межпроцедурные
согласовательные потоки информации и, следовательно, позволило в меньшие
сроки выполнять многовариантное проектирование. В сочетании с ростом ин
формационности и качества проекта это повышает в целом его конкурентно
способность.
2. Разработанный подход к иерархическому описанию процесса проектирова
ния позволил выявить слабые места в существующей технологии, характери
зующиеся передачей больших объемов информации, носящей промежуточный,
согласовательный характер. Это, в свою очередь, позволило рационализиро
вать существующий процесс проектирования СКУ, повысить степень его
управляемости и сформулировать новый подход к построению последователь
ности автоматизированных процедур.
3. Разработанный и изложенный в примерах метод классификации структур
ТС СКУ в комплексе с методами иерархического описания предметной облас-
ти проектирования позволил создать и вести компактную базу данных и знаний, включающую в себя на сегодняшний день:
описание на схемотехническом уровне большинства видов технических средств автоматизации, щитовых изделий отечественных и зарубежных производителей;
описание типовых структур различной степени сложности, отражающих схемные решения всех видов задач управления;
описание методов и способов выбора проектных решений в соответствии с заданными требованиями к качеству и надежности управления объектами электростанций.
Разработанный метод формирования проектных документов, инвариантный к требованиям стандартов и обеспечивающий легкую адаптацию к последним, позволил существенно повысить эффективность этапа подготовки проектной документации.
Разработанные методы позволяют продлить жизненный цикл проекта системы и использовать его единую модель в качестве информационного сопровождения на стадиях монтажа, наладки и эксплуатации СКУ для решения оперативных задач всестороннего плана. '
Результаты исследований реализованы в программно-информационном комплексе Мираж-АДТ, который был использован для организации сквозного проектирования ТС СКУ целого ряда объектов тепловых электростанций.
Реализация результатов работы. Результаты исследований, информационное обеспечение (база данных и знаний), методы иерархической декомпозиции ТС СКУ и самого процесса проектирования были использованы в ряде ведущих проектных организаций Российской Федерации.
Северо-западное отделение института ВНИПИЭнергопром использовало результаты работы при выполнении проекта СКУ парогазовой установки 450 МВт Северо-Западной ТЭЦ. Система контроля и управления включала блочное оборудование, общестанционное оборудование, генераторы.
АО ЭнергоСтройМонтаж г. Ярославль выполнило в рамках разработанной технологии проект СКУ мазутного хозяйства и очистных сооружений Ярославской ТЭЦ-1, реконструкции СКУ турбоагрегатов №1 и №7.
АО Ивэлектроналадка использовало результаты работы при выполнении проектов систем управления для теплосетей г. Ярославль, Йошкар-Олинской ТЭЦ-1, блока №2, Пензенской ТЭЦ-1, реконструкции СКУ котельной Ивановского тепличного хозяйства.
АО СИСТЕМОТЕХНИКА в рамках технологии выполнило проекты реконструкции СКУ 6-го и 7-го котлоагрегатов Ярославской ТЭЦ-1, разработку проекта СКУ поселковой и городской электрокотельных поселка Талакан Амурской области.
АО ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ использовал результаты исследований и информационное обеспечение при разработке проекта СКУ водоподготови-тельной установки ТЭЦ-25 МОСЭНЕРГО.
Разработанные программные средства, базы данных и знаний, а также новая технология автоматизированного проектирования наиболее полно были использованы при выполнении целого ряда проектов СКУ отечественных и зарубежных объектов в отделе АСУТП АО Зарубежэнергопроект. В рамках разработанной технологии были выполнены проекты СКУ основного и вспомогательного оборудования Владимирской ТЭЦ-1, ТЭЦ Мелите-Ахлада (330 МВт) во Флорине (Греция), ТЭС Рамин, блоки №5,6 по 300 МВт (Иран), ТЭС Косто-лац, дубль-блок 100 МВт (Югославия), ТЭС Харта (Ирак) блоки 200 МВт, Северо-Западная ТЭЦ г. С.-Петербург, ГеоЭС Мутновская.
Результаты исследования были использованы при проектировании систем контроля и телемеханики третьего теплового кольца г. Москвы в отделе КИ-ПиА института Мосэнергопроект, а также при проектировании систем контроля и управления объектов ГЭС-1 Мосэнерго, ТЭС Нассирия (Ирак).
Достоверность и обоснованность обеспечивается использованием теории сложных иерархических систем, моделей представления и обработки данных и знаний теории искусственного интеллекта, теории систем управления, а также практическим внедрением информационно-программных систем в процесс проектирования реальных СКУ энергетических объектов. Автор защищает:
1. Новый подход к иерархическому представлению процесса проектирования СКУ, заключающийся в ориентации на анализ структуры управления процес-
сом и существующих в нем информационных потоков с целью рационализации информационной и организационной структуры процесса проектирования ТС СКУ.
Методику декомпозиции и иерархической классификации структур технического обеспечения СКУ, заключающуюся в ориентации на создание компактного описания предметной области проектирования и использовании его в качестве базы данных и знаний для сквозной автоматизации проектирования СКУ.
Новую технологию автоматизированного проектирования СКУ, которая заключается в создании и ведении Единой Модели Проекта, как обобщенной интегрированной компьютерной формы представления проектируемой системы во всех ее аспектах: функциональном, принципиальном, монтажном, обеспечивающей новые подходы к организации управления процессом.
Метод структурного синтеза модели проекта ТС СКУ в ее монтажной части, отличающийся единым подходом к решению всех основных процедур данного этапа проектирования СКУ.
Метод синтеза параметрического пространства модели ТС СКУ, отличающийся высокой эффективностью порождаемой информации на всех этапах синтеза.
Личный вклад автора в решение проблемы. Настоящая диссертация является обобщением многолетней работы, проводившейся под руководством и при непосредственном участии автора. Конкретное личное участие автора в получении научных результатов, изложенных в диссертации, заключается в следующем.
Результаты, составляющие основное содержание диссертации, получены автором самостоятельно. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат основные идеи, постановка задач, научное руководство при непосредственном участии в выполнении исследований и разработок.
В частности автору принадлежит: 1. Исследование технологии проектирования технического обеспечения сложных систем контроля и управления в проектных организациях энергетического профиля в том числе:
а) анализ существующей технологии проектирования и разработка способа
формального представления процесса проектирования в виде иерархии проект
ных процедур и операций;
б) классификация, анализ и количественная оценка информационных пото
ков между компонентами процесса проектирования структур систем управле
ния;
в) разработка общих идей сокращения промежуточных потоков информации
и потоков согласовательного характера.
2. Теоретическое исследование многообразия технических структур предметной области проектирования систем управления:
а) разработка метода декомпозиции целей проектируемой системы и ото
бражение ее на техническую структуру комплекса средств автоматизации;
б) разработка принципов классификации и типизации технических структур
систем управления всех уровней сложности;
в) разработка структуры основных формализмов представления знаний в уз
лах иерархического описания предметной области;
г) разработка и исследование оптимальной структуры информационной базы
данных и знаний о принятии решений в части синтеза технической структуры
СКУ;
д) разработка алгоритмов и процедур автоматизированного функционально
го и технического синтеза структуры сложной системы управления на основе
использования понятий, структур и процедур вывода фреймов;
е) исследование эффективности автоматизированного синтеза в рамках ин
вариантных автоматизированных процедур проектирования технического
обеспечения СКУ;
ж) разработка и исследование метода синтеза параметрического пространст
ва компонентов проектируемой системы, основанного на понятии эволюции
объектов, наследовании признаков классами элементов по видовому и родово
му признакам;
з) разработка и исследования в процессе реального проектирования способов
постпараметризации (отложенной параметризации) компонентов системы
управления в зависимости от назначения синтезируемой области параметров и этапа (фазы) выполнения проектной работы;
и) разработка алгоритмов и процедур прототипирования подпроцессов синтеза технических структур подсистем СКУ;
к) разработка, реализация и исследование алгоритмов частичной и полной свертки структур подсистем проектируемой системы управления;
л) анализ специфических для систем управления проектных процедур в части их монтажного описания;
м) разработка и реализация методов синтеза технической структуры СКУ и выполнения проектных операций в части монтажа системы;
н) постановка задачи и непосредственное участие в разработке информационного обеспечения и инструментальных средств структурированного описания предметной области проектирования структурно сложных систем управления.
3. Разработка и исследование в ряде проектных организаций энергетического профиля технологии сквозной автоматизации проектирования технической структуры СКУ в том числе:
а) разработка последовательности основных автоматизированных проектных
процедур создания структуры системы;
б) разработка идеи единой информационной модели проектируемой систе
мы, как обобщенной формы компьютерного представления проекта — единого
источника информации для любых форм проектных документов;
в) разработка универсальных способов формирования документов, на основе
предварительного структурного описания их формы и дальнейшего использо
вания ее в качестве шаблона для вывода соответствующей информации из еди
ной модели проекта;
г) обоснование изменения организационной структуры управления процес
сом проектирования в проектном подразделении;
д) исследование возможности организационных изменений и их влияние на
организацию управления процессом проектирования и повышение качества
проектной документации в различных проектных организациях энергетическо
го профиля;
є) постановка задачи и непосредственное участие в разработке инструментальных средств, обеспечивающих сквозную автоматизированную технологию проектирования ТС СКУ.
Под руководством и непосредственным участием автора выполнен ряд проектов технического обеспечения систем контроля и управления для различных энергетических объектов как отечественных, так и зарубежных электростанций.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на следующих международных, всесоюзных, республиканских региональных конференциях и семинарах:
научно-технические конференции ИЭИ 1986,1987, 1988 гг.;
IX, X, XI, XII научно-методические семинары "Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике» - Челябинск - Иваново, 1985 — 1988 гг.;
III Всесоюзная научно-техническая конференция по программному, алгоритмическому и техническому обеспечению АСУТП, Ташкент, 1985г.;
XI Всесоюзное научно-техническое совещание по созданию и внедрению систем автоматического и автоматизированного управления технологическими процессами, Москва, 1986г.;
Всесоюзная научно-техническая конференция по состоянию и перспективам развития электротехнологии, Иваново, 1987г.;
научно-технический семинар по теории и практике интегрированных САПР, Челябинск, 1988г.;
III областная научно-техническая конференция молодых ученых, Иваново, 1989 г.;
Международная конференция по компьютерной графике "КОГРАФ-96", Н.Новгород, 1996 г.;
Международная конференция "Современное состояние, проблемы и перспективы развития Российской экономики. Кондратьевские чтения", Иваново, 1996 г.;
ИДИ Республиканская электронная научная конференция "Современные проблемы информатизации", Воронеж, 1997,1998 гг.;
Региональная конференция "Создание и развитие информационной среды ВУЗа: состояние и перспективы ", Иваново, 1997 г.;
Международная научно-техническая конференция "Управление в технических системах", Ковров, 1998 г.;
Юбилейная научно-техническая конференция "Передовой опыт и основные направления повышения эффективности и надежности ТЭС", Волго-реченск,
1999 г.;
Международная научно-техническая конференция VIIIJX Бенардосов-ские чтения, Иваново, 1997,1999 гг.;
Международная техническая конференция природоохранные мероприятия на Российских ТЭЦ. Конференция по результатам пилотного проекта ERUS 9309 в рамках программы TACIS, Москва, ноябрь 1998 г., С.Петербург, декабрь 1998 г.
Основные положения и выводы по отдельным разделам работы докладывались и обсуждались так же на научно-технических и научно-методических семинарах в следующих организациях: УралГИПРОМЕЗ (1989 - 1992 г.), АО УралВНИПИЭнергопром г. Екатеринбург (1992 г.); АО СевЗапВНИПИЭнер-гопром г.С.-Петербург (1995 г.); АО Электроцентроналадка г. Москва (1992 г.); ИГЭУ (кафедра СУ, факультет информатики и вычислительной техники, 1998,1999,2000 г.г.); АО Зарубежэнергопроект (1997-1999 г.г.); АО Ивэлектро-наладка (1996,1998 г.г.); АО Теплоэлектропроект г. Москва (1999,2000 г.г.); АО Мосэнергопроект (1999,2000 г.г.).
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с заданиями целевой комплексной программы ГКНТ, связанной с разработкой методов синтеза структур технического обеспечения АСУТП, в рамках программы "Перспективные информационные технологии в высшем образовании" по направлению "Автоматизация проектирования", в рамках программы "Разработка и исследование технологии автоматизированного проектирования сложных технических систем на основе использования различных моделей знаний" (1995-1999 гг.).
Разработанные методы синтеза, описания предметной области проектирования, структура автоматизированных процедур и операций агрегативно-
декомпозиционной технологии реализовано в нескольких версиях программно-информационного комплекса МИРАЖ-АДТ, внедренного в следующих проектных, монтажных, наладочных организациях:
АО Зарубежэнергопроект, г. Иваново;
АО Ивэлектроналадка, г. Иваново;
Электроцентрналадка, г. Москва;
НИИПИ Теплоэлектропроект, г. Москва;
Мосэнергопроект, г.Москва;
АО ВНИПИЭнергопром, г. С.-Петербург;
АО УралГИПРОМЕЗ, г. Екатеринбург;
АО УралВНИПИЭнергопром, г. Екатеринбург;
АО ЭнергоСтройМонтаж, г. Ярославль;
НПО Системотехника, г. Иваново.
Разработанные методы и программно-информационно-методический комплекс внедрены в учебный процесс в ИГЭУ на следующих кафедрах:
«Систем управления» для студентов специальности 210100 в курсе «Автоматизация проектирования систем и средств управления», в курсовом и дипломном проектировании;
«Информационных технологий» для студентов специальности 071900 в курсе «Информационные технологии в системе научно-технической информации».
«Программного обеспечения компьютерных систем» для студентов специальности 220400 в курсе «Программное обеспечение вычислительных комплексов и компьютерных систем».
Основные функциональные и технологические возможности разработанного программно-информационного комплекса представлены на страничке «САПР Мираж-АДТ» сайта ИГЭУ в Интернете.
Публикации. Содержание основных положений диссертации отражено в 49 печатных работах. В том числе: 1 монография, 2 методических указания, 9 статей в центральных журналах (из них 3 в зарубежном), 3 депонированные в ВИНИТИ статьи, 4 статьи в Трудах ИГЭУ, 30 тезисов докладов на конференциях.
В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат: исследование существующей технологии проектирования СКУ [2,174], разработка метода декомпозиции структур систем контроля и управления, классификации технических структур [2,174,197,194,199,201,77,78,100,210, 130], разработка концепции единой модели как интегрирующей информационной основы проекта технического обеспечения СКУ [2,174,177,194-199,178,182, 183-185,189-194], постановка задачи и разработка алгоритмов реализации метода синтеза структуры СКУ на стадии ее монтажного описания [174,176,180], разработка инвариантных к требованиям гостов и традиций проектной организации методов формирования проектных документов табличной и графической формы [174-178,194,197], разработка структуры программных и информационных средств технологии сквозного автоматизированного проектирования [174-177,184,191,192,194,195].
Автор выражает благодарность ректору ИГЭУ, д.т.н., профессору Нужди-ну Владимиру Николаевичу за всестороннюю поддержку научных исследований, проводимых в рамках разработки технологий автоматизированного проектирования.
Автор выражает благодарность научному консультанту, заведующему кафедрой Систем управления ИГЭУ д.т.н., профессору Тверскому Юрию Семеновичу за оказанную диссертанту методическую и консультационную помощь на всех этапах работы над диссертацией.
Автор выражает благодарность к.т.н., доценту кафедры Автоматизации технологических процессов ИГЭУ Кондрашину Анатолию Васильевичу и заведующему кафедрой ТЭС ИГЭУ, д.т.н., профессору Мошкарину Андрею Васильевичу за консультационную помощь в работе над диссертацией.
Автор выражает искреннюю признательность коллективу института Зару-бежэнергопроект и в частности генеральному директору Седову В.В. за предоставленную возможность всесторонне исследовать существующую технологию проектирования, заместителю начальника ОКП инженеру Никольскому Н.В., заместителю начальника ОПР инженеру Козлову А.В. за многолетнее, плодотворное сотрудничество. Автор выражает также благодарность коллективам проектных институтов Мосэнергопроект и Теплоэлектропроект. Грамотная
и высококвалифицированная формулировка общих и частных задач процесса проектирования позволили добиться соответствующих практических результатов.
Автор считает своим долгом выразить благодарность и признательность коллегам и сотрудникам НИИ моделирования и вычислительного эксперимента при ИГЭУ за многолетнюю совместную работу в области автоматизации проектирования систем управления, за оказанную помощь в разработке программных и информационных комплексов, воплотивших в себе основные идеи и методы диссертационной работы.
Методы упрощения систем с целью их исследования и проектирования
По-видимому, для рассматриваемого в данной работе класса систем сущность понятия сложность в первую очередь может быть связана, с одной стороны, с количеством и многообразием входящих в состав системы компонентов и, с другой стороны, с количеством, многообразием и запутанным для непосредственного восприятия множеством взаимосвязей и взаимозависимостей компонентов. Такая ситуация представляет собой типичный пример структурной сложности. В этом случае исследователь и проектировщик имеет дело со структурой информационных каналов и схемой взаимодействия элементов, составляющих систему. Динамические и вычислительные аспекты системы остаются в этом случае за границей области интересов исследователя [120,127,160]. Следует при этом обратить особое внимание на другие аспекты структурной сложности: Иерархическая структура. Сложные системы не просто иерархичны: «уровни их иерархии отражают уровни абстракции, вытекающие друг из друга, но обладающие при этом определенной степенью автономности» [42,71,73,166]. И для каждой конкретной задачи рассматривается соответствующий уровень. Все составляющие одного уровня абстракции взаимодействуют друг с другом вполне определенным способом. На каждом уровне существуют четкие границы между внешней и внутренней средой. Приблизительной мерой оценки сложности в этом случае может являться количество уровней иерархии системы. Иерархическая структура исторически возникла в результате необходимости управления большой системой. В целом иерархическая система функционирует более надежно и устойчиво, несмотря на вероятность возникновения коллизий или ошибок в локальных узлах принятия решений. Многообразие компонентов (элементов системы). Требуемое многообразие поведенческих характеристик сложной системы может быть достигнуто за счет многообразия используемых в ее составе компонентов [5,39-41,115,147,172]. Существует четкое разделение функций между элементами на различных уровнях абстракции. Структура системы. Важным аспектом, характеризующим сложность, является способ (схема) связности, взаимодействия компонентов системы. Структура определяет потоки передачи информации и ограничивает взаимодействия, которые может оказать одна часть системы на другие. Интересен тот факт, что, несмотря на большую размерность системы (большое число компонентов, входящих в ее состав) она, тем не менее, может иметь простую схему связности и, следовательно, простую структуру. Этот аспект очень важен при рассмотрении процесса проектирования в качестве сложной системы [6,26,28,37,38,108]. Одной из глобальных целей автоматизации процесса проектирования является уменьшение его структурной сложности. Сила взаимодействия компонентов. Этот аспект тяготеет к предыдущему и может иногда рассматриваться как его характеристика. Наиболее слабыми взаимодействиями можно иногда пренебречь, тем самым, снижая общую сложность системы. Обычно термин "сложность" употребляется в интуитивном смысле и подразумевает, как правило, число элементов в схеме, число ячеек в памяти и т.д. При этом различают структурную или статическую сложность, обусловленную связанностью структур компонентов системы, и динамическую сложность, связанную с поведением системы во времени [62,71,73]. Для определения структурной (статической) сложности используются два основных свойства структуры: схема связанности сопряжения или состава связей; многообразие компонентов или элементов.
Под динамической сложностью понимается сложность поведения системы во времени, то есть сложность как некое множество свойств системы [62,127]. Причем, динамическая сложность, как правило, хотя и зависит от статической сложности, но зависимость эта трудно формализуема и в настоящее время не достаточно исследована. Поэтому для оценки динамической сложно ста систем используют различные методики моделирования. В рамках настоящей работы не ставилась задача исследования характеристик и свойств проектируемых систем с помощью методов моделирования.
Согласно первому типу сложности систем ее можно оценить количественно как объем информации, необходимой для описания системы. В данном случае информация понимается чисто синтаксически. Одним из способов описания такой дескриптивной сложности является оценка числа элементов, входящих в систему (переменных, состояний, компонентов), и разнообразия взаи-мосвязанностей между ними [42,73,166,202,203].
Структура систем контроля и управления технологических объектов ТЭС, характер протекающих в них процессов, их динамика, все это оказывает решающее влияние на оценку сложности СКУ. Причем, чем выше сложность технологического процесса, тем больше степень неповторимости его свойств по сравнению с другими объектами того же класса, тем, соответственно, выше уровень сложности систем управления. Это обстоятельство ограничивает или зачастую делает невозможным тиражирование проектов систем управления объектов ТЭС даже для близких по функциональному назначению объектов [73,86,144,159].
Процесс проектирования технических структур систем управления, по-видимому, можно рассматривать в свою очередь как сложную систему. Связанную с этим процессом организационную структуру по сложности взаимодействия ее компонентов также можно отнести к сложным иерархическим системам. Усложнение проектируемых систем управления на сегодняшний день вступает в противоречие с традиционными подходами и принципами проектирования, которые всегда предполагали, что главные конструкторы имеют возможность целостного представления о проектируемой системе. Поскольку физиологические возможности человека ограничены (психологи считают, что максимальное количество единиц информации, которое человеческий мозг может одновременно обработать, не превышает 7; Саймон отмечает также, что дополнительным ограничивающим фактором является скорость обработки мозгом поступающей информации: ему требуется примерно 5 с на каждое новое событие [12,42]), а сложность создаваемых объектов непрерывно растет, то, очевидно, что высказанный тезис перестает быть справедливым. Сегодня главный конструктор уже не может активно вмешиваться в процесс проектирования на всех его этапах и стадиях. Встает вопрос о принципиальном изменении всей технологии проектирования. Расчленение проектируемой системы и связанное с этим распараллеливание потоков проектирования, имеющее место в традиционной технологии проектирования СКУ, не вызывал по началу никаких проблем. Однако с ростом сложности проектируемых систем сложность процесса проектирования растет экспоненциально. Квалификация проектировщиков здесь мало, чем может помочь.
Стратификация процесса проектирования технической структуры СКУ
Использование ТПМ ограничивается следующим: трехуровневое представление "И-ИЛИ" дерева ограничивает возможности увеличения максимального количества достижимых технических решений.
Очень близкий к использованию ТПМ подход был использован при разработке инструментальных средств проектирования технических структур СКУ, реализованных в одной из самых распространенных программных систем такого класса на западе - системы InTools (для СКУ), Wire Works (для электротехнических систем). Разработчик - фирма Intergraf. Принципиальная модель проектируемой системы в рамках указанной технологии строится из элементарных модулей, каждый из которых по существу включает одно конкретное техническое средство автоматизации с описанием всех входов и выходов и способов его подключения. Методы синтеза ТС СКУ, заложенные в большинстве промышленных САПР и используемые зарубежными фирмами, основаны скорее на механизации, а не автоматизации построения принципиальной и монтажной структур системы. Степень эффективности в них определяется уровнем развития инструментальных средств построения (последовательного набора и соединения элементов) структуры.
Двухуровневый подход к задаче синтеза систем, где на нижнем уровне располагаются типовые решения различной сложности, а на верхнем синтезируемая структура, не позволяют с достаточной эффективностью синтезировать структуры системы большой сложности, кроме того, они, не обладая аппаратом декомпозиции характеристик элементов системы, крайне затрудняют формирование списка требований к функциям системы и ее частей.
Как это было показано в 1.1 и 1.2 для исследования структуры и свойств сложных систем могут быть использованы методы иерархической декомпозиции. Общее декомпозиционное «И-ИЛИ» дерево является воплощением опыта проектирования сложных систем. Поэтому методы синтеза, основанные на использовании такого многоуровневого описания предметной области, представляются наиболее перспективными для задач проектирования систем управления большой сложности [109,202,203].
Наибольший интерес с точки зрения выработки единого подхода и механизма описания, анализа и синтеза систем, непрерывного на всем протяжении ее жизненного цикла, представляют, по-видимому, так называемые CALS-технологии (Computer-Aided Acquisition and Lifecycle Support - Поддержка Непрерывных Поставок и Жизненного Цикла). Фундаментом CALS-технологий является система единых международных стандартов ISO 10303 (STEP) и ISO 13584 (P_LIB) [70,111]. ISO 10303 - это международный стандарт для компьютерного представления и обмена данными о продукте. Цель стандарта - дать нейтральный механизм описания данных о продукте на всех стадиях его Жизненного Цикла, не зависящий от конкретной системы.
Накопленные человечеством знания всегда формулируются в контексте иерархической системы (более строго - ациклической сети) понятий и функциональных связей между этими понятиями. Такая структура представления знаний моделируется при объектно-ориентированном подходе в виде иерархии классов с механизмом наследования общих свойств. Реализация объектно ориентированного подхода возможна в двух вариантах. Первый вариант - некоторый набор знаний сразу доводится до уровня машинной программы. В этом случае необходим язык программирования, поддерживающий функционально полное описание класса. Практически это означает, что описание класса должно включать как данные (перечень атрибутов класса), так и методы (программы, реализующие полный набор операций над объектами данного класса). Второй вариант - моделирование иерархии понятий и функциональных связей раздельно. В этом случае из описания класса исключаются методы. Описание становится декларативным и уже не связано с использующей его программой. Независимость описания классов от программной реализации делает излишней конкретизацию формата внутреннего преставления данных в ЭВМ.
Язык Express, входящий в состав стандарта STEP, предназначен для описания иерархических систем понятий. Поскольку разнообразие таких систем определяется только разнообразием предметных областей знания, интеграция понятий в единую международную (стандартную) систему понятий становится реально достижимой целью, приближающей к решению глобальной проблемы представления знаний в ЭВМ. Во втором варианте проектирование программного продукта включает три вида деятельности: информационное моделирование, функциональное моделирование и программную реализацию. Стандарт STEP должен обеспечить интеграцию понятий в предметной области, т. е. представить единую информационную модель этих понятий в виде, формализованном на уровне спецификаций Express. База данных (БД), формируемая в соответствии с описанием Express-схем, предназначена для хранения произвольного количества экземпляров каждой из сущностей, представленных в схемах. Сущность - информационный объект, характеризующийся идентификатором и списком атрибутов, определяющих свойства каждого из экземпляров сущности, т.е. сущность - это объект, соответствующий вышеупомянутому понятию класса без методов. Остальные элементы описания схемы играют вспомогательную роль, а именно: type-Сбъявления определяют структуру представления атрибутов сущности; алгоритмы и правила служат для проверки соответствия содержимого БД информационной модели; интерфейс предназначен для унификации описания объектов (типов, алгоритмов, правил), используемых более чем в одной схеме.
Процесс полномасштабной разработки программных приложений только начинается и пока еще предметная область STEP не намного шире области САПР. Перечень запланированных разработок также не претендует на охват основных потребностей в информационных моделях.
Наибольшей степенью интеграции процессов проектирования систем контроля и управления, их создания (специфицирования, изготовления), монтажа, наладки и эксплуатации и отражения интеграционных процессов в документации на СКУ обладает на сегодняшний день метод иерархической функционально-ориентированной документации СКУ, разработанный в Штутгардском университете и примененный совместно с фирмой Сименс при проектировании и внедрении СКУ ряда промышленных предприятий. Результаты этой работы неразрывно связаны с нашедшей в последнее время широкое применение системой классификации и кодирования объектов ТЭС KKS (Kraftwerke Kenn-zeichen System) [4,8,15]. Применение указанной системы на объектах отечественной энергетики без соответствующей адаптации затруднено в связи с ее ориентацией на стандарты европейских стран.
Обоснование оптимальной структуры иерархического описания предметной области проектирования
Адаптацию форм представления этих алгоритмов к требованиям поставщика ПТК, разработку алгоритмов в части технологических узлов-связок основного оборудования осуществляет проектная организация. И, наконец, разработку алгоритмов функционирования так называемых блоков-координаторов, обеспечивающих подчинение локальных целей глобальной цели управления, разрабатывают наладочные организации в тесном взаимодействии с поставщиком ПТК.
Наибольшим количеством внутристадийных итераций обладает этап проектирования. Выполнение проектных работ на этапе технического обеспечения (ТО) зависит от результатов выполнения соответствующих процедур этапа разработки математического обеспечения (МО) (поток 1), информационного обеспечения (ИО) (поток 2) и результатов этапов ввода системы в действие (поток 5): стендовых испытаний ПТК, которые кроме этого могут повлечь за собой изменение информационного и математического обеспечений (потоки 6 и 7); комплектации оборудования и средств автоматизации; наладки системы, которые также могут вызвать формулирование требований к изменению ТО, ИО, ПО; эксплуатации системы. Ориентировочные границы проектирования между разработчиком ПТК (+наладочной организацией) и проектной организацией показаны на рис. 2.2. Причем в современных условиях эта граница не является жесткой и может существенно варьироваться в зависимости от большого количества факторов функционального, профессионального (степень специализаций), экономического плана. Структура проектной документации, последовательность проектных процедур и операций, организация информационных потоков в процессе проектирования технических структур СКУ показаны на рис. 2.3. Объем проектной документации в процентах от полного объема приводится в левом нижнем квадрате, трудозатраты в процентах от затрат на проект - в правом. В квадратах с символом "Р" указаны номера межстраничных ссылок [50-55,106,126,143].
Чтобы выполнить проект энергетического объекта, необходима увязка различных его частей в единое целое. Строительная часть рождается параллельно с тепломеханической, электрической и киповской. Поэтому процесс проектирования проходит как бы в несколько этапов, когда из непроработан-ных окончательно частей создается целое, которое постепенно корректируется, видоизменяется, пока не превратится в окончательно оформленные чертежи, таблицы, увязанные всеми подразделениями. Таким образом, процесс проектирования - это в целом возвратно- поступательное движение.
В рамках отдела АСУТП также имеет место распараллеливание процесса проектирования (рис. 2.4). Оно осуществляется, как правило, по специализации групп: защит, блокировок, сигнализации, регулирования, дистанционного управления - с их относительной автономностью. Такое распараллеливание позволяет несколько сократить сроки проектирования за счет возможности привлечения большего количества специалистов. Однако такая технология выполнения проекта вызывает возникновение большого числа дополнительных потоков информации между параллельными группами проектировщиков на всех стадиях проектирования. А поскольку чаще всего сроки выдачи заданий смежным подразделениям не совпадают с моментом выполнения конкретной проектной процедуры, то ее (эту процедуру) зачастую приходится выполнять многократно: сначала очень укрупненно, грубо в условиях недостаточной информации, а затем, в более поздние сроки, с уточнениями и исправлениями на основе информации уже выполненных проектных процедур. Таким образом, в результате двух основных причин: распараллеливания потоков проектирования и несовпадения сроков обмена информацией между подразделениями института - процесс проектирования АСУ ТП носит в большинстве случаев итерационный характер. Следует отметить, что на последующих стадиях итераций изменения и корректировки могут быть настолько существенны, что сводят на нет результаты предыдущих шагов. Кроме того, само наличие большого коли чества информационных потоков между параллельными группами проектировщиков уже является потенциальным источником большого количества ошибок, о чем говорилось выше.
Несогласованность частных решений, неэффективность передачи информации неизбежно приводят как к увеличению затрат на проектирование, так и к ухудшению качества проекта [35,120,155].
Характерным примером итерационного процесса формирования проектной документации может являться процедура формирования кабельного журнала. Дело в том, что в условиях необходимости ранней выдачи задания на проектирование кабельных трасс электротехническому и строительным подразделениям института кабельные журналы должны быть сформированы задолго до того, как будут выполняться проектные процедуры, связанные с формированием принципиальных электрических схем (в которых собственно рождаются электрические связи) и уж тем более задолго до проектных процедур, связанных с монтажной частью и с формированием кабельных связей. Таким образом, сразу после формирования первого прикидочного варианта рабочих спецификаций (которые в процессе проектирования тоже будут уточняться) в условиях недостаточности информации (отсутствия как таковых кабельных связей между клеммниками щитов, пультов и стендов датчиков) формируется "укрупненно" кабельный журнал и передается в качестве задания в смежные подразделения. Эта работа может быть выполнена только в том случае, если отдел располагает готовым проектом аналогичного технологического объекта (при этом любые изменения компоновки оборудования могут привести к существенным изменениям в условиях прокладки трасс). Далее на этапах уточнения проектной спецификации, формирования принципиальных электрических схем, компоновки щитов, формирования клеммников щитовых изделий и группировки электрических связей в кабели степень изменения информации в кабельных журналах может оказаться такой большой, что, в свою очередь, может сказаться на изменении кабельных трасс. Это лишь один пример из множества итерационных контуров в общей существующей технологии проектирования СКУ. Следует также добавить, что информация в таких итерационных контурах может изменяться не один и не два раза, а многократно.
Разработка концепции параметрического и постпараметрического синтеза
Процесс проектирования СКУ можно отобразить в виде семейства моделей, каждая из которых описывает поведение процесса (системы) с точки зрения различных уровней абстрагирования. По-видимому, для каждого такого уровня должны существовать свои характерные особенности и переменные, принципы и правила, с помощью которых и строится описание. Для наибольшей эффективности такого иерархического описания модели (уровни абстрагирования) должны обладать по возможности наибольшей автономностью и независимостью друг от друга. Согласно определению такой концепции иерархии, введенной Месаровичем [89,90], системы (процессы), декомпозируемые с точки зрения различных уровней абстрагирования, называются стратифицированными системами, а уровни, соответственно, стратами.
При детальном рассмотрении процесса проектирования технических структур сложных систем управления объектов ТЭС можно выделить (и такое деление сложилось исторически и является традиционным для данного класса систем) следующие уровни описания системы (см. рис. 2.6): Морфологический уровень. Здесь формируется общее описание системы и задание заводу-изготовителю основного оборудования. Задание заводу содержит основные расчетные параметры процесса производства тепловой и электрической энергии, требования к основным узлам и агрегатам технологического процесса. Решения, принимаемые на этом уровне, имеют особенно большой вес. Поэтому, по возможности наибольшее количество важных решений принимается на этом этапе. Функционально-логический уровень. На данном этапе осуществляется проработка функциональной структуры проектируемой системы в «большом», т.е. прорабатываются функциональные схемы задач управления без детальной проработки локальных компонентов. Основной проектной процедурой, носителем информации данной страты является процесс разработки схемы трубопроводов и измерений (Pipeline and indication diagram - Р&І-диаграмма). Для каждой задачи управления определяется степень ее участия в основных задачах СКУ, требования к видам формируемых и передаваемых сигналов в контурах, Системотехнический уровень. Здесь прорабатывается принцип действия и принципиальные структуры контуров управления, специфицируются технические средства реализации разработанных принципиальных схем. Схемотехнический уровень. Принципиальные структуры управления адаптируются к конкретным топологическим условиям объекта, прорабатываются компоновочные решения в части щитов, пультов, различного рода соединительных шкафов, в части стендов установки датчиков, соединительных коробок. Здесь же принимаются решения по объединению связей между компонентами системы управления, которые находятся в различных пространственных координатах и на различных щитовых изделиях, в кабели, их маркировка и прокладка в трехмерном пространстве объекта. Здесь же выполняются основные сметные расчеты. Информация, полученная на этой страте, оформляется в виде монтажных и коммутационных схем, кабельных журналов, заданий щито-строительным заводам на поставку некомплектной щитовой продукции, сметы. Наиболее ответственные и трудно поправимые решения принимаются на морфологическом и функционально-логическом уровнях. Однако на этих стратах используются наиболее абстрактные модели с высокой степенью обобщения. Кроме того, модели естественных объектов здесь обладают ограниченной областью адекватности и чаще всего достаточно грубы. Это усугубляется условиями недостаточной информации, в которой проектировщик неизбежно оказывается на начальных стадиях проектирования, когда информация от заказчика, заводов-поставщиков, смежных организаций и подразделений либо отсутствует, либо не полностью отражает необходимые для формулировки требования и задачи. Поэтому невозможно выработать единственное техническое задание для какого-либо уровня проектирования, а тем более найти единственное проектное решение по каждому единичному варианту ТЗ. Выделим некоторые общие характеристики стратифицированного описания процесса проектирования структурно сложных систем: Предлагаемая стратификация процесса проектирования технической структуры сложных систем управления отражает сложившийся годами опыт проектирования такого класса систем. Кроме того, именно такое разграничение зачастую необходимо при проведении так называемого не полного цикла про ектных работ. Речь здесь может идти о подготовке, например, технико-коммерческих предложений. Указанный вид проектных работ подразумевает выполнение проекта только в части уровней абстрагирования, соответствующих только первым двум стратам. Большое количество проектных организаций, вообще говоря, основным видом своей деятельности декларируют формирование проектных документов, соответствующих указанным (начальным) уровням. Противоположным примером может служить выполнение проектных работ только на двух или даже одной нижней страте. При выполнении работ в части морфологического и функционально-логического уровней они могут быть в дальнейшем переданы другой организации для формирования проектной документации в части рабочего проекта (монтажных схем, смет). В общем случае стратификация неразрывно связана с интерпретацией проводимых в ходе процесса проектирования действий. Аспекты описания процесса проектирования на различных стратах относительно независимы друг от друга, поэтому принципы и законы принятия решений, формирования проектной информации, компоновка документов не могут быть выведены из принципов, используемых на других стратах. По-видимому, это положение очевидно и не требует дополнительных пояснений и примеров. Существует зависимость между условиями функционирования процесса (системы) на различных стратах. Требования, предъявляемые к процессу проектирования на любом уровне, выступают в качестве условий или ограничений деятельности на нижележащих стратах. Формирование монтажных схем зависит от решений принятых при разработке функциональной структуры узлов. В свою очередь, решения по формированию функциональной структуры могут интерпретироваться как ограничения, накладываемые на процесс формирования полной тепловой схемы и, соответственно, выбора и специфицирования агрегатов. Для нормального функционирования процесса на текущей страте все нижние страты должны функционировать правильно. Это предполагает наличие в иерархии процесса проектирования обратных итерационных связей.
