Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ПЕРСОНАЛА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВЫПУСКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Спицина И.А. 2 Белан С.Б. 1 Перескоков С.А. 1 Аксенов К.А. 2 Сысолетин Е.Г. 2
1 ЗАО «Ай-Теко»
2 ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
В статье рассматриваются особенности разработки автоматизированного рабочего места персонала (АРМ Персонала) для автоматизированной системы слежения, контроля, моделирования, анализа и совершенствования выпуска металлургической продукции (АС ВМП). Оно позволяет осуществить интеграцию с точки зрения пользовательского интерфейса доступа к различным модулям АС ВМП. Перечислены функции АРМ Персонала, особенности его работы и кратко описана его структура. При разработке АРМ Персонала использовалось интеллектуальное CASE-средство BPsim.SD. В статье представлены примеры диаграмм, подготовленных в BPsim.SD. Мультиагентное имитационное моделирование, которое используется в АС ВМП, позволяет в реальном масштабе времени управлять технологическими, логистическими и бизнес-процессами металлургического предприятия, решать задачи слежения, мониторинга, планирования. Применение такого подхода повышает эффективность работы металлургического предприятия.
автоматизация
металлургическое предприятие
бизнес-процесс
мультиагентная система
имитационное моделирование
1. Исследование операций. Т. 2 / под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. – М.:Мир, 1981. – 677 с.
2. Литвин В.Г., Аладышев В.П., Винниченко А.И. Анализ производительности мультипрограммных ЭВМ. – M.: Финансы и статистика. – 1984. – 159 c.
3. Agent Based Modeling. – http://www.anylogic.com/agent-based-modeling (accessed 3 September 2016).
4. Aksyonova O.P., Wang Kai. The method of planning and bottleneck analysis of enterprise project portfolio // 24th int. Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2014). 7–13 September, Sevastopol. – Vol. 1. – P. 439–440.
5. Aksyonov K.A., Antonova A.S. Multi agent genetic decision support for projects scheduling // 23rd Int. Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2013). 9–13 September, Sevastopol. – Vol. 1. – P. 426–427.
6. Nevolina A.L., Aksyonova O.P., Smoliy E.F. Development of simulation systems and decision-making method in the logistic field // 24th Int. Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2014). 7–13 September, Sevastopol. – Vol. 1. – P. 435–436.
7. Rzevski G., Himoff J., Skobelev P. MAGENTA Technology: A Family of Multi-Agent Intelligent Schedulers. International conference on multi-agent systems // Proceedings of Workshop on Software Agents in Information Systems and Industrial Applications 2 (SAISIA). Fraunhofer IITB, Germany, February 2006. – URL: http://rzevski.net/06 %20i-Scheduler %20Family.pdf (дата обращения 03.09.16).
8. Vittikh V.A., Skobelev P.O. Multiagent Interaction Models for Constructing the Needs-and-Means Networks in Open Systems // Automation and Remote Control. – 2003. – Vol. 64. – Р. 162–169.

Автоматизированная система выпуска металлургической продукции (АС ВМП) состоит из двух подсистем: автоматизированная информационная система сбора и анализа данных (АИС САД) и автоматизированная информационная система моделирования технологических, логистических и организационных (бизнес) процессов предприятия (АИС МОД) [1]. Каждая из этих подсистем состоит из отдельных модулей. В результате проведения анализа для организации единой точки входа в эту сложную систему и предоставления доступа ко всем модулям было решено разработать Автоматизированное рабочее место персонала (АРМ персонала).

Основная часть

АРМ Персонала представляет собой веб-приложение. Пользователи АС ВМП могут использовать его:

– для создания и выполнения запросов к хранилищу данных обо всех процессах металлургического предприятия и визуализации полученных ответов;

– запуска модуля построения мультиагентных имитационных моделей технологических, логистических и бизнес-процессов металлургического предприятия на стороне веб-сервера, а также визуализации его функционирования;

– запуск модуля оптимизации процессов предприятия на стороне веб-сервера для формирования отчетов о выполненных процессах предприятия на основе проведенного анализа параметров процессов;

– 3D-визуализация процессов предприятия;

Пример 3D-визуализации процессов предприятия приведен на рис. 1. Также АРМ Персонала позволяет управлять правами ролей пользователей в рамках АС ВМП. АРМ персонала при отображении результатов работы модели обеспечивает несколько представлений модели в зависимости от ролей пользователей. На рис. 1 и 2 показан результат работы модели «Конвертерное производство» для пользователей с разными ролями.

pic_91.tif

Рис. 1. Вид трехмерной сцены «Конвертерное производство», которая включает все цеха

pic_92.tif

Рис. 2. Вид трехмерной сцены, которая включает только цех разливки конвертерной стали

АРМ Персонала осуществляет синхронизацию взаимодействия модулей подсистем АИС МОД и АИС САД для обеспечения функционирования модуля интеграции моделей (ИМ) предприятия средствами Java. Модуль ИМ позволяет использовать мультиагентные имитационные модели процессов преобразования ресурсов [4–6] и деревья анализа параметров процессов для задач слежения, мониторинга и управления в реальном масштабе времени. Мультиагентное имитационное моделирование использует метод анализа и устранения узких мест технологических, логистических и организационных (бизнес) процессов [4–5], который интегрирует в себе мультиагентное имитационное моделирование [3–5], операционный анализ вероятностных сетей [2] и метод критического пути [1]. Из трех мультиагентных систем, представленных на рынке (АС ВМП, AnyLogic [3], Magenta [7–8]), на задачи управления в реальном масштабе времени ориентированы только АС ВМП и Magenta.

Кроме интегрированного доступа пользователя ко всем функциям системы АРМ Персонала предоставляет возможность оценки работоспособности модулей АС ВМП. Для этого разработаны специальные интерфейсные формы, позволяющие оценить загрузку процессора и выполняющиеся в данный момент модели, а также различные отчеты и журнал событий, происходящих в системе. Пример экранной формы для контроля выполнения моделей приведен на рис. 3.

pic_93.tif

Рис. 3. Экранная форма для контроля выполнения моделей

Структура АРМ Персонала

АРМ Персонала состоит из следующих шести модулей, выполняющих определенные функции. Кратко опишем их. Модуль связи с модулем обмена данными с автоматизированными системами предприятия (ОДАСП) АС ВМП. Данный модуль осуществляет связь с модулем ОДАСП сервера по протоколам HTTP и SocketIO. Он обеспечивает передачу поступивших от сервера асинхронных сообщений остальным модулям АРМ Персонала. Эти сообщения представляют собой уведомления о событиях в системе. Модуль связи с ОДАСП содержит в себе MVC-модели данных, а также средства синхронизации изменения этих данных. Как правило, одна и та же MVC-модель может быть синхронизирована с сервером – одновременно и по http, и по SocketIO. Такой подход позволяет обрабатывать как события, инициированные пользователем АРМ Персонала, так и поступающие с сервера.

Модуль работы с компонентами имитационных моделей и их запуска на выполнение. Этот модуль осуществляет отображение имитационной модели и ее состояния на экране, а также формирует реакции на действия пользователя, направленные на изменение структуры модели, т.е. создания узла модели или связи между ними.

Модуль отображения запросов конструктора запросов (КЗ) и работы с ними осуществляет визуализацию запросов КЗ, реализует средства построения и редактирования запросов, их отладку и запись в хранилище данных.

Модуль отображения настроек модуля подготовки данных (ПД) и работы с ними позволяет пользователю просматривать настройки ПД, а также редактировать, отлаживать их и записывать в хранилище данных.

Модуль конструктора 2D-3D визуализации. Этот модуль содержит набор средств визуализации процессов металлургического предприятия, который разработан с использованием специальной библиотеки для 3D отображения объектов на WEB.

pic_94.wmf

Рис. 4. Структура АРМ Персонала

Модуль администрирования выполняет служебные функции.

Структура АРМ Персонала представлена на рис. 4.

При разработке веб-портала АРМ Персонала использовалась библиотека Ext JS, позволяющая проектировать сложный пользовательский интерфейс с использованием JavaScript. На вход АРМ Персонала поступают HTTP-запросы пользователя, которые интерпретируются HTTP-сервером, а на выход идут выходные данные модулей АИС САД и АИС МОД, подключенных к АРМ Персонала.

При разработке АРМ Персонала использовалось интеллектуальное CASE-средство BPsim.SD. На рис. 5 представлена диаграмма вариантов использования АРМ Персонала, выполненная в BPsim.SD.

pic_95.tif

Рис. 5. Диаграмма вариантов использования для АРМ Персонала

Алгоритм работы АРМ Персонала

Взаимодействие АРМ Персонала на клиентской стороне с ОДАСП осуществляется с помощью асинхронного, неблокирующего, двунаправленного, событийно-ориентированного механизма. Перед началом работы АРМ Персонала должен осуществить подписку на получение соответствующих событий. ОДАСП проверяет права на получение данного раздела событий. Если проверка пройдена, то события через ОДАСП транслируются в АРМ Персонала. При этом используется сообщения в формате JSON – удобном для взаимодействия с WEB-клиентом. На серверной стороне, при формировании страниц АРМ Персонала с ОДАСП не взаимодействует, он может взаимодействовать непосредственно с хранилищем данных. Из клиентской части доступ непосредственно в хранилище данных невозможен.

АРМ персонала на серверной стороне может взаимодействовать с модулями КЗ и ПД путем вызова API-функций. С клиентской стороны доступ к модулям КЗ и ПД возможен только через соответствующие страницы АРМ персонала, т.е. через отображение выполненных модулями КЗ и ПД запросов на HTTP, и только в разрешенном объеме.

Заключение

Для удобства освоения АРМ Персонала были разработаны контрольные примеры запросов и модели. С их помощью пользователь сразу может ознакомиться с результатами работы модуля, а позднее – осваивать работу с модулями КЗ и ПД и самостоятельное построение моделей, т.е. возможно поэтапное освоение. Результатом работы АРМ Персонала является совершенствование сложных процессов металлургического предприятия: технологии производства, логистики и бизнес-процессов.


Библиографическая ссылка

Спицина И.А., Белан С.Б., Перескоков С.А., Аксенов К.А., Сысолетин Е.Г. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ПЕРСОНАЛА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВЫПУСКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 10-3. – С. 571-575;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40897 (дата обращения: 21.11.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252