Введение к работе
1.1. Актуальность темы. Современный уровень развития
вычислительной техники обуславливает необходимость активного
внедрения информационных технологий в сферу исследования и
диагностики технологических объектов. В этой связи роль пакетов
прикладного программного обеспечения (ПО) значительно возрастает, т.к.'
заложенные в них алгоритмы позволяют в полной мере реализовать задачи
получения, анализа и представления измерительных данных.
Сложность создания программного обеспечения информационно-измерительных систем (ИИС) диагностики технологических объектов определяется необходимостью адекватно отвечать современным требованиям, основными из которых являются:
взаимодействие с измерительной аппаратурой в режиме реального времени;
обработка информационных потоков высокой плотности без потерь;
повышенные требования к точности и надежности;
возможность оперативной модификации подсистем в течение всего жизненного цикла;
поддержка развитого интерфейса пользователя. Представляется целесообразным определить единый подход, в рамках
которого было бы возможно разрабатывать пакеты прикладного программного обеспечения, адаптируемые к задачам исследования и диагностики технологических объектов и масштабируемые в соответствии с требованиями к точности измерений и заданной функциональности.
В последние годы появилось много работ, которые развивают идеи компонентно-ориентированного подхода в построении ПО. Применение данного подхода для автоматизации исследования и диагностики технологических объектов определило актуальность выбранной темы.
1.2. Цель работы и задачи исследования. Целью работы является
исследование методов проектирования и реализация прикладного ПО ИИС
диагностики технологических объектов.
Задачи исследования, определенные поставленной целью, состоят в решении следующих вопросов:
развить метод компонентно-ориентированной разработки ПО, реализующего задачи сбора, первичного анализа, представления и хранения измерительных данных;
определить механизм синтеза пакетов прикладного программного обеспечения, ориентированных на диагностику термоэлектрических (ТЭ) преобразователей и ТЭ (полупроводникового) материала;
применить полученные результаты в практику разработки ИИС для
ИССЛеДОВаНИЯ И ДИаГНОСТИКИ ИНЫХ тилгіптруц/чппгцчргкну; ^Й^рр-гг.!»
СПет«р«л>г 4^
3 ОЭ }у>//***10у
13. Методы исследований. В процессе исследований были использованы основные положения теоретических основ информационно-измерительной техники, результаты работ в области алгоритмических языков, теории операционных систем, объектно-ориентированной методологии и техники моделирования, теории термоэлектричества.
1.4. Научная новизна результатов работы состоит в разработке и
исследовании теоретических основ, методов проектирования и синтеза ПО
ИИСдиагностики:
разработаны принципы построения и функционально-структурная организация ПО ИИС диагностики на основе компонентно-ориентированного метода проектирования и унифицированного языка моделирования UML;
исследованы и программно реализованы методы диагностики термоэлектрических охлаждающих модулей (ТЭОМ) и ТЭ материала на основе физических моделей ТЭ преобразователей;
разработан набор информационных компонент и синтезированы пакеты прикладного ПО систем автоматизированного контроля и диагностики ТЭОМ и ТЭ материала;
продемонстрирована высокая степень общности набора компонент, позволяющая их адаптировать для разработки программно-аппаратных комплексов исследования и диагностики иных типов технологических объектов.
1.5. Практическая ценность работы заключается в следующем:
результаты исследований являются теоретической базой для создания пакетов ПО ИИС диагностики технологических объектов;
большинство методов хорошо формализуемы, что имеет большое значение при их дальнейшей реализации в рамках систем автоматизированного проектирования (САПР);
методология проектирования автоматизированных комплексов диагностики воплощена в разработанных программно-аппаратных системах контроля ТЭОМ и ТЭ материала.
-
Внедрение результатов. Разработанные системы обеспечили комплексную автоматизацию диагностики ТЭОМ и полупроводникового материала в серийном производстве при выходном контроле качества продукции в больших количествах (свыше 360000 изделий в год). Комплексы введены в эксплуатацию на российских предприятиях, изготовителей термоэлектрической продукции СКТБ «НОРД» и ГНЦ ГИРЕДМЕТ в период 2000-2002 г.г. Методы диагностики и программно-аппаратные средства используются для изучения характеристик ТЭ батарей в ГНЦ ВЭИ и ГНПП «КВАНТ».
-
Апробация результатов. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: II Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и
производстве» (Н.Новгород, ноябрь, 2000 г.); VI научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» (МГОУ, октябрь, 2001 г.); X Международном форуме по термоэлектричеству (Черновцы, сентябрь, 2002 г.); научных сессиях РНТО им. Попова (Москва, май, 2002 и 2003 г.г.); заседаниях кафедр: измерительных систем и информационных технологий (ИСИТ) МГОУ (сентябрь 2003 г.), точных приборов и измерительных систем (ПР-1) МГАПИ (ноябрь 2003), управления и моделирования систем (ИТ-6) МГАПИ (декабрь 2003).
-
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ в виде статей и тезисов докладов.
-
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 5 приложений. Общий объем работы составляет 229 стр. машинописного текста, содержащих 95 рисунков, 28 таблиц, 8 страниц литературы из 88 наименований. Объем приложений составляет 65 стр.
1.10. На защиту выносятся наиболее значимые результаты работы,
имеющие важное практическое значение:
способы моделирования и методы проектирования ПО ИИС диагностики средствами унифицированного языка моделирования ЦМГ;
развитый компонентно-ориентированный подход создания ПО ИИС диагностики технологических объектов;
программные реализации методов автоматизированной диагностики ТЭ преобразователей и ТЭ материала;
разработанные пакеты прикладного ПО комплексов диагностики ТЭОМ и ТЭ материала, результаты проведенных испытаний.