Программные продукты и системы

В процессе проектирования бортового приборного оборудования разработчиками используются различные компоненты (сопротивления, конденсаторы, микросхемы и др.), большинство из которых содержат цветные металлы, например рутений, алюминий, медь, бронзу, латунь и др., и/или драгоценные, например золото, серебро, платину, иридий, родий, палладий, осмий. В соответствии с действующим законодательством сведения о наличии ценных металлов в составе изделий подлежат учету и вносятся в состав отдельных видов конструкторских документов (КД) [1–5], подготавливаемых в соответствии с ГОСТ 2.102-68 и протоколом номенклатуры КД, определяющим перечень разрабатываемой документации на соответствующем этапе проектирования:

-     расчетные работы (код документа РР1) – расчет драгоценных материалов;

-     расчетные работы (код документа РР2) – расчет цветных материалов;

-     паспорт (код документа ПС), этикетка (код документа ЭТ), формуляр (код документа ФО);

-     руководство по технической эксплуатации (код документа РЭ).

Организационная составляющая работы по учету примененных в изделии ценных металлов включает в себя документальный контроль за поступлением, движением, инвентаризацией и выбытием драгоценных и цветных металлов, содержащихся в различных сборочных единицах изделий, разрабатываемых на предприятии [6–10]. Таким образом, для каждого изделия должны быть подготовлены документы, оформленные в соответствии с требованиями отраслевых стандартов и содержащие информацию обо всех компонентах, в составе которых присутствуют ценные металлы, а также суммарный расчет общего количества каждого типа драгоценных и цветных металлов в каждой сборочной единице аппаратуры [11–14].

Существуют программные средства, обеспечивающие хранение и ручное заполнение конструкторских документов, например SolidWorks Enter­prise PDM от компании SolidWorks. Данная САПР позволяет пользователю заносить данные в специальную форму, а затем, используя готовые шаблоны документов, генерировать их в форматах doc, pdf и др. Однако специализированные програм- мные средства, позволяющие автоматизировать процесс выпуска КД для учета ценных металлов, у отечественных производителей отсутствуют, в связи с чем по сложившейся в авиационной от- расли практике такие расчетные работы производятся разработчиками вручную.

Для решения задачи автоматизации процесса подготовки таких видов КД может быть исполь- зована информационная система 1С, однако предлагаемые на рынке версии продукта не обладают данным функционалом. В связи с этим актуальной является задача разработки нового инструментального ПО, позволяющего в автоматизированном режиме подготавливать КД с кодами РР1, РР2, ПС, ЭТ, ФО, РЭ.

Цель данной статьи – представить широкому кругу читателей результаты исследоваНний, посвященных разработке новой программы для инженерных расчетов, использующей в качестве хранилища данных о содержании в изделии ценных металлов SQL-совместимую (Structured Query Language) реляционную БД.

Организация хранения данных о ценных металлах на основе SQL-совместимой БД

Для каждого радиоэлектронного компонента, входящего в состав БД электрорадиоизделий, применяемых на приборостроительном предприятии, в соответствии с действующими стандартами и нормативно-технической документацией (техническими условиями) указывается следующая информация:

-     официальное название компонента (уникально в пределах БД);

-     группа, к которой относится данный компонент (сопротивления, конденсаторы, микросхемы и т.д.);

-     технический документ (например паспорт, этикетка), в котором заводом-изготовителем дается официальная информация о содержании в компоненте ценных металлов;

-     дата внесения изменений о компоненте или первичной регистрации компонента в базе;

-     информация о содержании в компоненте ценных (цветных и драгоценных) металлов.

Для каждого вида металла, содержащегося в компоненте, необходимо указать атрибуты:

-     наименование металла;

-     тип металла (цветной, драгоценный);

-     количество металла, содержащегося в данном компоненте, которое при его отсутствии может быть принято равным нулю.

SQL-совместимая БД состоит из четырех взаимосвязанных таблиц. Таблицы SQL-совместимой БД с информацией о содержании ценных металлов в компонентах можут иметь структуру, представленную на рисунке 1.

Для редактирования записей SQL-совместимой БД используется инструментальная программа, позволяющая как ручной ввод нового компонента, так и внесение большого количества компонентов в автоматическом режиме на основе заранее подготавливаемого списка в формате текстового файла XML (eXtensible Markup Language).

Автоматизированное редактирование записей SQL-совместимой БД

Автоматизированное редактирование записей SQL-совместимой БД выполняется разработчиком при помощи программно реализованного инструмента. Основное окно программы редактирования записей SQL-совместимой БД приведено на рисунке 2. Оно позволяет разработчику определять настройки соединения инструментальной ЭВМ, на которой размещено прикладное ПО разработчика, с сервером, на котором находится БД.

БД может быть размещена как на локальном компьютере, так и в сети. После установки соединения прикладного ПО разработчика с БД разработчик может редактировать информацию о компонентах в ручном режиме. Редактирование информации предполагает реализацию функций управления данными, добавления в таблицу новых записей, поиска записей в одной или нескольких таблицах в соответствии с заданными запросами. При внесении изменений производится проверка корректности вводимых сведений. В случае обнаружения несоответствий некорректно заполненные записи помечаются специальным маркером (красной рамкой) и возможность сохранения изменений блокируется.

Для внесения в SQL-совместимую БД информации о ценных металлах, содержащихся в нескольких компонентах, то есть сразу по группе компонентов, инженерные данные представляются структурированно в виде XML-файла, включающего инструкции. При открытии XML-файла с групповой информацией о различных компонентах производится проверка данных на совпадение ком- понентов, ранее уже занесенных в БД. Данные XML-файла преобразуются к виду, удобному для восприятия разработчиком в диалоговом окне (см. рис. 3). При обнаружении совпадений на экране инструментальной ЭВМ формируется соответствующее информационное сообщение и компоненты, информация о которых уже присутствует в БД, становятся недоступными для дальнейшей работы в автоматическом режиме обновления, так как в этом случае требуется ручная проверка корректности данных. Такая функция реализуется за счет возможности частичной обработки данных XML-файлов.

Остальные компоненты, данные о которых приведены в XML-файле, заносятся в БД группами, для которых указывается либо информация об от- сутствии (записи с нулевыми значениями) о содержании ценных металлов, либо документ, на основании которого такая официальная информация получена разработчиком. В основном окне инструментальной программы для редактирования за- писей БД разработчику также предоставлена возможность выбора компонентов вручную, то есть в таком режиме, когда доступна опция внесения по каждому компоненту всех необходимых сведений, после чего изменения в БД будут сохранены.

Автоматизированное формирование КД

Расчет содержания ценных металлов производится на основе инженерных данных проекта каж- дого изделия. Для того чтобы сформировать текстовые КД РР1, РР2, ПС по одному изделию, необходимо получить описание входящих в его состав сборочных единиц – модуль вычислительный (МВ), модуль напряжений (МН), модуль графический (МГ), модуль коммутации (МК), модуль сопряжения (МС), устройство массовой памяти (УМП), узел межмодульного интерфейса (УМИ), плата коммутации (ПК), фильтр радиопомех (ФРП), корпус К и т.п. Такие сведения содержатся в КД «Схема деления изделия на составные части», код документа Е1 по единой системе оформления КД.

Для каждой сборочной единицы на соответствующем этапе проектирования (эскизное проек- тирование, технический проект, техническое предложение, рабочее конструкторское проектирование) разрабатывается, как правило, в Microsoft Word, текстовый КД с кодом ПЭ3 – перечень элементов, в котором последовательно перечисляются используемые в составе сборочной единицы радиоэлектронные компоненты. Таким образом, в соответствии с иерархическим уровнем возрастания технической сложности изделия [15, 16] «сборочная единица → модуль → блок → система → комплекс» на основании данных расчетов по каждой сборочной единице формируется расчет сведений о суммарном содержании ценных металлов в изделии. В процессе расчетов данные о содержании ценных металлов суммируются раздельно по каждому типу металла.

На рисунке 4 показаны диалоговое окно программы расчета сведений о содержании ценных металлов в изделии и оформление КД РР1, РР2, ПС, ЭТ, ФО, РЭ по шаблонам, разработанным по ГОСТ 2.608-78, ГОСТ 2.601-2006, ГОСТ 2.106-96 и др. на предприятии для текстового процессора Microsoft Word версии 2013. В качестве изделия, сведения о котором подготавливаются в диалоговом окне (рис. 4), произвольно выбрана бортовая графическая система БГС-945, в состав которой входят различные сборочные единицы. Структура БГС-945 соответствует изделию, разработанному в соответствии с принципами интегрированной модульной авионики [17–19].

Выводы

Разработанные инструментальные програм- мные средства позволяют в автоматизированном режиме решить задачу подготовки в текстовом процессоре Microsoft Word КД с кодами РР1, РР2, ПС, ЭТ, ФО, РЭ, содержащих сведения о драгоценных и цветных металлах, присутствующих в элементной базе бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Результатом применения инструментального программного средства являются сокращение временных затрат на подготовку отдельных видов документации (до 80 %) и снижение процента ошибок итоговых расчетных работ. Методика оценки эффекта снижения трудоемкости от автоматизации процедур разработки КД сложного изделия приведена в [13]. Конструкторский документ ПС объемом 11 страниц разрабатывался квалифицированным инженером примерно за 32 часа. С использованием разработанного программного средства удалось сделать это за 9 часов. Фрагмент документа, автоматически генерируемого программой, представлен на рисунке (см. http://www.swsys.ru/ uploaded/image/2017_3/2017-3-dop/1.jpg).

Сопутствующим результатом являются БД компонентов и инструментарий сопровождения базы, разработанные таким образом, чтобы дальнейшее расширение функциональных возможностей ПО и числа элементов в БД производилось без измене- ния основной программы вычислений. Организо- ванная по описанным принципам БД электрорадиоизделий является общей для подготовки на предприятии автоматизированным способом различных видов КД.

Программное средство разработано и функционирует на базе инструментальной ЭВМ с характеристиками: ASUS K56CB-X0391H, процессор Intel(R) Core(TM) i5-3337U, 4 ядра, тактовая частота 1,8 ГГц, оперативная память 6 Gb под управлением операционной системы Windows 8.1.

Литература

1.     Авдеева М., Чиркин А. Перевод бумажной документации в электронный вид // САПР и графика. 2004. № 1. С. 70–72.

2.     Садовников Д., Ноздрин А., Ширяев Н. Система управления технической и проектно-конструкторской документацией // САПР и графика. 2002. № 5. С. 74–77.

3.     Кукаренко Е., Молочко Д. Управление потоками знаний в техническом документообороте предприятия // САПР и графика. 2001. № 10. С. 35–37.

4.     Бычков И., Ващук Ю. Конструкторская специфика- ция – информационная основа управления предприятием // САПР и графика. 2001. № 9. С. 90–95.

5.     Riley Kathryn. Language and communication: essential concepts for user interface and documentation design. IEEE transactions on professional communication, 2002, vol. 45, no. 1, p. 54.

6.     Гатчин Ю.А., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Архитектура программного обеспечения автоматизированного рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования // Науч.-технич. вестн. информ. технологий, механики и оптики. 2012. № 2. С. 140–141.

7.     Bogatyrev V.A., Parshutina S.A. Redundant distribution of requests through the network by transferring them over multiple paths. Communications in Computer and Information Science, 2016, vol. 601, pp. 199–207.

8.     Парамонов П.П., Гатчин Ю.А., Жаринов И.О., Жари- нов О.О., Дейко М.С. Принципы построения отраслевой системы автоматизированного проектирования в авиационном приборостроении // Науч.-технич. вестн. информ. технологий, механики и оптики. 2012. № 6. С. 111–117.

9.     Bogatyrev V.A., Bogatyrev A.V. Functional reliability of a realtime redundant computational process in cluster architecture systems. Automatic Control and Computer Sciences, 2015, vol. 49, no. 1, pp. 46–56.

10.   Благонравов С.А., Уткин С.Б., Батова С.В., Конова- лов П.В. Опыт применения технологии эмуляции процессов при разработке компонентов программного обеспечения авиационных систем // Программная инженерия. 2015. № 8. С. 18–25.

11.   Kostishin M.O., Shukalov A.V., Zharinov I.O., Zhari- nov O.O., Ershov A.N. Colorimetric features of design and production of aircraft display systems in the product lifecycle. Indian Jour. of Sc. and Tech. 2016, vol. 9, no. 29, Art. 99451.

12.   Bogatyrev V.A., Parshutina S.A. Efficiency of redundant multipath transmission of requests through the net-work to destination servers. Communications in Computer and Information Science. 2016, vol. 678, pp. 290–301.

13.   Жаринов И.О., Жаринов О.О., Шек-Иовсепянц Р.А., Суслов В.Д. Оценка снижения трудоемкости подготовки конструкторской документации с использованием CALS-техноло­гии в приборостроении // Науч.-технич. вестн. информ. технологий, механики и оптики. 2012. № 4. С. 151–153.

14.   Парамонов П.П., Гатчин Ю.А., Жаринов И.О., Жари- нов О.О., Шек-Иовсепянц Р.А. Организация планирования деятельности приборостроительного предприятия при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в авиационной отрасли // Науч.-технич. вестн. информ. технологий, механики и оптики. 2012. № 5. С. 153–155.

15.   Bogatyrеv V.A. Fault Tolerance of Clusters Configurations with Direct Connection of Storage Devices. Automatic Control and Computer Sciences, 2011, vol. 45, no. 6, pp. 330–337.

16.   Bogatyrev V.A., Parshutina S.A., Poptcova N.A., Bogaty- rev A.V. Efficiency of redundant service with de-struction of expired and irrelevant request copies in real-time clusters. Communications in Computer and Information Science, 2016, vol. 678, pp. 337–348.

17.   Гатчин Ю.А., Жаринов И.О. Основы проектирования вычислительных систем интегрированной модульной авио- ники: монография. М.: Машиностроение, 2010. 224 с.

18.   Богатырев В.А., Богатырев С.В. Объединение резервированных серверов в кластеры высоконадежной компьютерной системы // Информационные технологии. 2009. № 6. С. 41–47.

19.   Богатырев В.А. Комбинаторно-вероятностная оценка надежности и отказоустойчивости кластерных систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 6. С. 21–26.