СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ПОДГОТОВКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G05B23/02 G06F19/26 

Предлагаемое изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в автоматизированных системах управления подготовкой и эксплуатацией сложных технических объектов.

Известен способ подготовки и пуска ракет-носителей на ракетно-космическом комплексе (RU, патент на изобретение, 2328417, кл. B64G 5/00, 2008), при реализации которого автоматизируют заправку ракет-носителей компонентами ракетного топлива и необходимыми сжатыми газами и используют для этого систему термостатирования. Для реализации функций управления заправкой и термостатирования преобразовывают параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы.

Известен способ двухуровнего управления (RU, патент на изобретение, 2487384, кл. G05B 15/00, 2013), при реализации которого на втором уровне (нижнем) осуществляют сбор, обработку, анализ данных об объектах воздействия, а на первом (верхнем) уровне - оценку эффективности осуществления воздействий на все объекты.

Для этого на каждый пункт первого уровня передают данные о выделенной ему группе объектов воздействия, что эквивалентно следующим признакам заявляемого предлагаемого изобретения: обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале; выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации (RU, патент на изобретение, 2099792, кл. G08C 15/06, G07C 3/00, 1997), при котором преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом.

В вышеуказанных и известном способах причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявляемым способом, является отсутствие комплексного автоматизированного управления, при котором контролируют корректность очередности выполняемых работ и, соответственно, корректность информационных сообщений (от исполнителей работ) и управляющих сообщений (от руководителей работ). Для сложного технического объекта одновременно выполняется много работ и операций, результаты которых влияют на очередность следующих работ и операций. Для контроля качества и полноты выполнения работ по подготовке сложного технического объекта к эксплуатации выполняют многоэтапные контрольные проверки состояния объекта и его компонентов (для ракет космического назначения поверяют ступени ракеты носителя, разгонные блоки, полезную нагрузку - космические аппараты). Контрольные операции сопровождают каждый этап работ по подготовке к пуску. Проводят комплексные заключительные проверки объекта в целом. Разрабатывают скрупулезные технологические графики выполнения работ, содержащие порядок операций с объектом и условия для их выполнения, и инструкции руководителям и исполнителям работ, регламентирующие выдачу управляющих сообщений (руководителями работ) и информационных сообщений (исполнителями работ). Однако комплексная автоматизированная, а следовательно, наиболее объективная проверка соблюдения корректного исполнения графиков и инструкций исполнителей и руководителей работ отсутствует. Причинами отклонения могут быть не только неисправности в компонентах сложного технического объекта, но и нештатные действия устройств, комплексов, систем при выполнении работ, а также ошибочные действия персонала при управлении контрольно-проверочной аппаратурой и при выполнении ручных операций со сложным техническим объектом и с его компонентами. Практика неоднократно показала, что, несмотря на скрупулезную подготовку детальных инструкций персоналу, технологических графиков работ, организацию тщательного учета действий со сложным техническим объектом, вероятность некорректных действий и несвоевременного их обнаружения (уже после проявления критичных последствий некорректных действий) остается достаточно высокой.

Таким образом, известный способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации имеет ограниченные возможности, так как не позволяет проводить детальный объективный контроль корректности проводимых операций в каждом из отрезков времени с визуальным представлением операций в комплексном отображении процессов, проходящих на объекте контроля, за каждый цикл, что в конечном итоге увеличивает сроки, снижает качество и оперативность принятия решений при отклонениях от нормального хода работ с объектом.

Известно устройство контроля и диагностики состояний технического объекта (SU, 1504653, кл. G06F 11/24, 1989), в котором контролируется нахождение параметров объекта в заданных пределах и изменение параметров во времени по показаниям датчиков контролируемых параметров.

Известны также программные продукты (например, САПР ТП «Вертикаль»), позволяющие создавать технологические графики работ и отображать логику следования операций. Однако назначение таких продуктов - выпуск документов, регламентирующих операции в виде графиков работ. Возможности автоматизированного управления совокупностью различной контрольно-проверочной аппаратурой и персоналом, выполняющим монтажно-сборочные работы и другие операции с объектом, в таких известных продуктах отсутствуют.

Общим существенным признаком с заявляемым предлагаемым изобретением является использование средства для формирования и хранения графика работ, эквивалентного блоку формирования и хранения шаблонов технологических графиков и логики взаимосвязи операций.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является устройство системы двухуровнего управления (RU, патент на изобретение, 2487384, кл. G05B 15/00, 2013), содержащее каналы передачи данных, объект воздействия (эквивалентен в заявляемой системе объекту контроля, содержащему компоненты с датчиками, узлами и агрегатами) и пульт управления (эквивалентен контрольно-проверочной аппаратуре в заявляемой системе).

В вышеуказанных устройстве, продуктах и в известной системе причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявляемой системой, является отсутствие средств автоматизированного контроля, выявляющих некорректно выданные информационные сообщения исполнителей работ (не соответствующие объективным результатам работ, графикам или инструкциям) и некорректно выданные управляющие сообщения руководителей работ (не соответствующие объективным условиям для выполнения новых работ и операций, графикам или инструкциям).

Таким образом, известная система имеет ограниченные возможности, так как в ней отсутствуют средства детального объективного контроля корректности проводимых операций в каждом из отрезков времени, визуального представления операций с комплексным отображением процессов, проходящих на объекте контроля, за каждый цикл, что в конечном итоге увеличивает сроки, снижает качество и оперативность принятия решений при отклонениях от нормального хода работ с объектом.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые решения, является расширение их возможностей, позволяющих визуализировать контролируемые параметры объекта, ход работ с объектом (за каждый цикл), оперативно формировать управляющие и информационные сообщения при подготовке и эксплуатации объекта, контролировать корректность формируемых сообщений, что повышает эффективность работы персонала.

Техническая задача способа контроля процессов эксплуатации сложного технического объекта решается тем, что преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом, при этом матрицы отображают на одном или нескольких многоцветных мониторах и представляют в них один или несколько графиков операций, графики операций формируют в три этапа, на первом этапе формируют технологический график операций «как должно быть в соответствии с эксплуатационной документации», с указанием для каждой операции длительности операций и условий перехода между операциями, на втором этапе формируют плановый график операций «как должно быть при конкретной работе с экземпляром сложного технического объекта», для чего используют как шаблон технологический график операций, в котором для каждой операции добавляют плановое время начала операции и плановое время завершения операции, плановый график операций представляют в мультидиалоговых окнах в начале операций с объектом и на третьем этапе, в процессе операций с объектом формируют фактический график операций «как реализовано», в котором для каждой операции добавляют фактическое время начала, фактическое время окончания или проблемы, а, при необходимости, множественные данные по нештатным ситуациям с временем начала и временем разрешения нештатных ситуаций, строками матриц представляют операции с объектом, в первой части матрицы формируют соответственно наименование операции, для второй части матрицы из нескольких колонок формируют временную шкалу, указывают время шкалы для каждой колонки этой части матрицы, пропорционально шкале времени формируют во второй части матрицы вертикальную линию, соответствующую текущему времени, и в этой же второй части формируют графические образы каждой операции, фон или шрифт строки в первой части матрицы, фон образа операции во второй части матрицы формируют первым цветом видимого спектра для выполненных без отклонений операций, вторым цветом видимого спектра для выполняемых в текущий момент времени операций и третьим цветом для предстоящих к выполнению операций, четвертым цветом видимого спектра для невыполненных операций, пятым цветом видимого спектра для операций, выполнение которых задержано, причем начало и окончание образа операции формируют пропорционально времени начала операции и времени окончания операции, при выполнении каждой операции фиксируют фактическое время начала, фактическое время окончания операций или проблемы, препятствующие исполнению операции, а для операций, выполняемых в текущий момент времени, фоном, отличным от третьего цвета, заполняют часть образа операции и окончание этой части устанавливают пропорционально текущему времени.

Техническая задача системы для реализации способа решается тем, что система содержит объект контроля, в состав которого входят компоненты, отдельные компоненты содержат датчики, узлы и агрегаты, причем управляющие входы объекта контроля соединены с управляющими выходами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а выходы соединены со входами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а канальные входы-выходы контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами соединены с каналами передачи данных, при этом каналы передачи данных соединены с канальными входами-выходами блока формирования графического представления результатов контроля сигналов, с канальными входами-выходами блока формирования и хранения плановых технологических графиков и содержания должностных инструкций через каналы передачи данных соединены канальные входы-выходы блока фактического графика и выданных управляющих и информационных сообщений, канальные входы-выходы которого соединены через каналы передачи данных с канальными входами-выходами блока архива технологических графиков, контрольно-проверочной аппаратуры, автоматизированных систем управления технологическими процессами, станций руководителей работ с блоком формирования управляющих сообщений, одного или нескольких экранов коллективного пользования и станций исполнителей работ с блоками формирования информационных сообщений, блок формирования и хранения ассоциативных связей операций и блок хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта и электронных документов, с канальными входами-выходами которых через каналы передачи данных соединены канальные входы-выходы блока формирования графического представления результатов контроля сигналов, с которыми соединены также через каналы передачи данных канальные входы-выходы средств инфраструктуры объекта.

В целях улучшения комплексного восприятия процессов, происходящих на объекте контроля, автоматизированного контроля исполнения операций и реализации механизмов оперативного управления ходом работ предлагается:

наряду с окнами представления поведения контролируемых персоналом параметров от установленных на объекте источников информации - датчиков измерения параметров, узлов и агрегатов объекта дополнительно формировать одно или несколько мультидиалоговых окон с представлением в них одного или нескольких графиков, выполняемых с объектом или его компонентом операций;

для акцентирования внимания персонала фиксировать изменения параметров установленных на объекте источников информации (датчиков), реакции узлов и агрегатов объекта за каждый цикл, полученные данные сравнивать, например, с эталонными значениями, на основании сравнения формировать заключения о состоянии параметра, отражать заключения на транспорантах, выделять цветом на графиках, диаграммах отрезки несоответствия эталонам;

для обеспечения скрупулезного соблюдения необходимых требований графики операций формируют в три этапа, на первом этапе формируют технологический график операций «как должно быть в соответствии с эксплуатационной документации», с указанием для каждой операции длительности операций и условий перехода между операциями, на втором этапе формируют плановый график операций «как должно быть при конкретной работе с экземпляром сложного технического объекта», для чего используют как шаблон технологический график операций, в котором для каждой операции добавляют плановое время начала операции и плановое время завершения операции, плановый график операций представляют в мультидиалоговых окнах в начале операций с объектом и на третьем этапе, в процессе операций с объектом формируют фактический график операций «как реализовано», для каждой операции в котором добавляют фактическое время начала, фактическое время окончания или проблемы, а при необходимости множественные данные по нештатным ситуациям с временем начала и временем разрешения нештатных ситуаций, строками матриц представляют операции с объектом, в первой части матрицы формируют соответственно наименование операции, для второй части матрицы из нескольких колонок формируют временную шкалу, указывают время шкалы для каждой колонки этой части матрицы, пропорционально шкале времени формируют во второй части матрицы вертикальную линию, соответствующую текущему времени, и в этой же второй части формируют графические образы каждой операции, фон или шрифт строки в первой части матрицы, фон образа операции во второй части матрицы формируют первым цветом видимого спектра для выполненных без отклонений операций, вторым цветом видимого спектра для выполняемых в текущий момент времени операций и третьим цветом для предстоящих к выполнению операций, четвертым цветом видимого спектра для невыполненных операций, пятым цветом видимого спектра для операций, выполнение которых задержано, причем начало и окончание образа операции формируют пропорционально времени начала операции и времени окончания операции, при выполнении каждой операции фиксируют фактическое время начала, фактическое время окончания операций или проблемы, препятствующие исполнению операции, а для операций, выполняемых в текущий момент времени, фоном, отличным от третьего цвета, заполняют часть образа операции и окончание этой части устанавливают пропорционально текущему времени;

для акцентирования внимания персонала в образах графиков работ условия перехода между операциями отражать дополнительными элементами в виде ломаной линии, соответствующими условиям начала и окончания операций (первый аспект развития предлагаемого способа);

для акцентирования внимания персонала на общем ходе выполняемых работ для представления в мультидиалоговых окнах исполняемых технологических графиков операций с объектом - выполненных, выполняемых в текущий момент времен и предстоящих к выполнению (второй аспект развития предлагаемого способа) формировать дополнительный образ графика в виде сокращенной матрицы;

для акцентирования внимания персонала на ходе соблюдения условий выполнения работ формировать дополнительный образ графика работ в виде сетевого графика (третий аспект развития предлагаемого способа);

формировать графические образы в виде, определяемом пользователем: диаграмма Ганта, сокращенная матрица или сетевой график; для удобства персонала формировать для представления в мультидиалоговых окнах элементы управления в составе всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих оперативно изменять форму представления работ (четвертый аспект развития предлагаемого способа);

для акцентирования внимания персонала пользователю представлять часть иерархии исполняемых технологических графиков операций с объектом (компонентом объекта), соответствующую ответственности конкретного пользователя (пятый аспект развития предлагаемого способа);

для концентрации внимания персонала оперативно изменять уровень представляемых в окне работ - операции с объектом /работы/ верхнего уровня для конкретного пользователя (представлять график вверх по уровню) или процедуры, детализирующие операции, действия, детализирующие процедуру и т.д. - (представлять график вниз по уровню); для возможности управлять уровнем формировать для представления в мультидиалоговых окнах элементы управления в виде двойных нажатий левой кнопки мыши, а также в составе всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих перейти от уровня к уровню - вниз по уровню от помеченного элемента (для его детального просмотра) в представленной в окне структуры работ или вверх по уровню (шестой аспект развития предлагаемого способа);

для акцентирования внимания персонала на представленном ему уровне изменять фон представляемого графика работ (седьмой аспект развития предлагаемого способа);

для детализации информации доставляемой персоналу когнитивными образами графиков работ частично выделять цветом (восьмой аспект развития предлагаемого способа) элементы сетевых графиков и диаграмм Ганта, соответствующие выполняемым в момент представления операциям; размер части выделения цветом устанавливать пропорционально времени фактического выполнения, синий цвет (второй цвет видимого спектра), размер части без цвета (например, прозрачный или белый фон) - пропорционально оставшемуся времени выполнения работы (третий цвет видимого спектра); такое частичное выделение цветом устанавливать для выполняемых в момент представления операций (без зарегистрированных проблем, нештатных ситуаций); шестым цветом видимого спектра выделять также элементы представления предстоящих к выполнению операций;

для более четкой зрительной идентификации персоналом событий в ходе выполнения операций технологических графиков при частичном выделении цветом и малых значениях времени (в диапазоне от 0 до некоторого времени t₁, при которых пропорциональное выделение графических элементов зрительно не идентифицируется) устанавливать начальное значение выделения несколько большее, чем t₁ (девятый аспект развития предлагаемого способа);

для реализации управления и координации ручных операций с объектом, для оперативной коррекции операций, выполняемых с помощью КПА, АСУ ПП формировать для представления в мультидиалоговых окнах совокупности элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции, всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, содержащих необходимый перечень действий, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих выдать необходимые управляющие сообщения по отношению к выделенной операции - «начать операцию», «приостановить операцию» и др. - транслируемых вниз по уровню управления, информационные сообщения (доклады), связанные с выделенной операцией - «операция завершена», «выполнение операции приостановлено» и др. - транслируемых вверх по уровню управления (десятый аспект развития предлагаемого способа);

для обеспечения корректности управления операциями с объектом или его компонентом формируемые пользователями управляющие и информационные сообщения контролируют на соответствие порядку и логике взаимосвязи операций; при отсутствии нарушений сообщения регистрируют в фактическом графике операций, транслируют на соответствующие рабочие станции, а при нарушениях - регистрацию и трансляцию не выдают или задерживают до получения подтверждения пользователем необходимости отклонений от плановых порядка и логики взаимосвязи операций, для чего на экран монитора выдают соответствующие предупреждения с перечислением нарушений и предложением или отмены сообщения, или подтверждения выдачи сообщений с нарушением планового графика операций (одиннадцатый аспект развития предлагаемого способа);

для информационной поддержки принятия решений персоналом формировать в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции, всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, содержащих необходимый перечень действий, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих визуализировать относящийся к данной операции нормативный, методический, эксплуатационный или иной электронный документ (двенадцатый аспект развития предлагаемого способа);

для информационной поддержки принятия решений персоналом формировать в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции, всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, содержащих необходимый перечень действий, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих визуализировать относящиеся к данной операции графики, таблицы и иные формы данных измерений параметров и реакций объекта или его компонента (тринадцатый аспект развития предлагаемого способа);

для поддержки принятия решений персоналом формировать в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции, всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, содержащих необходимый перечень действий, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих визуализировать относящиеся к данной операции ассоциативные связи со средствами инфраструктуры объекта, например с камерами системы видеонаблюдения, и визуализировать данные с выбранных средств (четырнадцатый аспект развития предлагаемого способа);

для накопления информации, полезной персоналу при разрешении возможных проблем при проведении работ, по завершении работ с объектом заносить сформированный фактический график работ, данные измерений параметров и реакций объекта или его компонента в архив данных (пятнадцатый аспект развития предлагаемого способа);

для информационной поддержки принятия решений персоналом при разрешении возможных проблем по ходу выполнения работ со сложным объектом формировать в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции, всплывающих (например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ) меню, содержащих необходимый перечень действий, панелей элементов управлений (с набором кнопок), позволяющих визуализировать данные архива предыдущих работ с объектом аналогичного типа, имеющие ассоциативные связи с данной операцией (шестнадцатый аспект развития предлагаемого способа).

Данный подход позволит:

концентрировать внимание пользователя не только на необходимой контролируемой измерительной информации, реакциях узлов и агрегатов, но и на детальных данных о ходе выполнения операций с объектом, актуальных на текущий момент работах с объектом, с акцентированием отклонений от планового и эталонного поведения соответствующей цветовой гаммой элементов визуального представления процессов в мультидиалоговых окнах;

повысить оперативность выявления отклонений от нормального хода процессов;

формировать графические представления детальных данных о ходе выполнения работ с объектом в удобном для пользователя виде, обеспечивающем информационную поддержку действиям персонала, оперативное вмешательство и коррекцию операций с объектом при нештатных ситуациях.

Сущность предлагаемого способа и системы состоит в том, что в дополнение к отображению контролируемых параметров объекта, реакций узлов и агрегатов выполняемые с объектом работы отображают на экране одного или нескольких многоцветных видеомониторов (дисплеев) в виде матрицы, сетевого графика или диаграммы Ганта. Пользователь может установить конкретную форму представления на экране монитора фактически реализуемого графика операций, проводимых с объектом или с его компонентом. Конкретному пользователю предоставляется та часть графика, операции которой относятся к его компетенции. Исполнители работ на экране монитора могут выделить конкретную операцию и сформировать относящиеся к этой операции сообщения (доклады: «начало операции», «операция завершена», «выполнение операции приостановлено» и др.). Руководители операций могут выделить конкретную операцию и сформировать относящиеся к этой операции управляющие сообщения (команды: «начать операцию», «выполнение операции приостановить» и др.).

Корректность (соответствие порядку и логике взаимосвязи операций) действий персонала контролируют и на экраны мониторов пользователей выводят предупреждающие сообщения.

Пользователям предоставляют возможность получить контекстную выделенной на экране монитора операции информационную поддержку в виде представления нормативных, методических и эксплуатационных документов в электронном виде.

Пользователям предоставляют возможность получить контекстную выделенной на экране монитора операции графика информационную поддержку в виде представления поведения контролируемых параметров объекта.

Пользователям предоставляют возможность получить контекстную выделенной на экране монитора операции графика информационную поддержку в виде представления поведения контролируемых параметров объекта, проблем и их решений из архива данных по предыдущим работам с объектом аналогичного типа.

Это позволяет концентрировать внимание операторов на процессах, произошедших на контролируемом объекте, оперативно проводить анализ данных, своевременно выявлять отклонения от нормального хода процессов (по цвету графиков, диаграмм контролируемых параметров, а также по цвету строк матрицы, представляющей данные контроля хода операций с объектом или с его компонентами), выявлять появление «нештатных» ситуаций, связанных не только с неисправностями отдельных компонентов объекта, но и с неправильными действиями персонала при выполнении ручных операций с объектом, или при управлении КПА, АСУ ТП, или неправильными действиями КПА, АСУ ТП.

Предложенный способ и система для его реализации поясняются чертежами фиг.1-4.

На фиг.1 представлена структурная схема системы для реализации предлагаемого способа, где

1 - сложный технический объект;

2 - компоненты (сложного технического объекта);

3 - датчики (для измерения параметров объекта или его компонентов);

4 - управляемые узлы (агрегаты) - управляемые с управляющих входов компонентов объекта;

5 - узлы (агрегаты), формирующие сигналы (на выходы компонентов и объекта в целом);

6 - контрольно-проверочная аппаратура (и автоматизированные системы управления техпроцессами);

7 - средства инфраструктуры объекта;

8 - блок формирования графического представления результатов контроля;

9 - блок формирования и хранения шаблонов технологических графиков, логики взаимосвязи операций и содержания должностных инструкций (СДИ);

10 - блок формирования и хранения плановых технологических графиков и содержания должностных инструкций (СДИ);

11 - блок фактического графика и выданных управляющих, информационных сообщений (ВУИС);

12 - блок архива фактических технологических графиков;

13 - блок формирования и хранения ассоциативных связей операций;

14 - блок хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта и электронных документов;

15 - станции руководителей работ с блоком формирования управляющих сообщений (с блоком ФУС);

16 - экран коллективного пользования;

17 - станции исполнителей работ с блоком формирования информационных сообщений (с блоком ФИС).

Как правило, станции 15 и 17 реализуются на основе персональных ЭВМ. В качестве варианта возможны мобильные исполнения станций 15 и 17.

Компоненты системы для реализации предлагаемого способа соединены следующим образом. Выходы датчиков 3, узлов и агрегатов 5 соединены с выходами компонентов 2. Входы узлов и агрегатов 4 соединены с управляющими входами компонентов 2. Управляющие выходы 19 КПА и АСУ ТП 6 соединены с управляющими входами компонентов 2 сложного технического объекта 1. Выходы 20 компонентов 2 сложного технического объекта 1 соединены со входами КПА и АСУ ТП 6. Канальные входы-выходы КПА и АСУ ТП 6, блока формирования графического представления результатов контроля 8, блока формирования и хранения шаблонов технологических графиков и логики взаимосвязи операций 9, блока формирования и хранения плановых технологических графиков 10, блока фактического графика 11, блока архива технологических графиков 12, блока формирования и хранения ассоциативных связей операций 13, блока хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта 14, станций руководителей работ 15, экрана коллективного пользования 16, станций исполнителей работ 17 соединены с каналами передачи данных 18.

Первый вариант реализации представления графика выполняемых с объектом операций на мониторах показан на фиг.2 (образ графика операций), где:

21 - строка матрицы, представляющая нормально выполненную операцию подготовки объекта; элементы отображения в строке - наименование операции, прямоугольник фактической длительности исполнения операции 26 в зоне матрицы с временной шкалой 24 выполнены одним из тонов зеленого цвета (четвертый цвет);

22 - строка матрицы, представляющая выполняемую в текущий момент времени операцию с объектом; элементы отображения в строке - наименование операции, прямоугольник фактической длительности исполнения операции 27 в зоне матрицы с временной шкалой 24 выполнены одним из тонов синего цвета (восьмой цвет);

23 - строка матрицы, представляющая предстоящую к выполнению операцию подготовки объекта; элементы отображения в строке - наименование операции, прямоугольник плановой длительности исполнения операции 28 в зоне матрицы с временной шкалой 24 выполнены без фона (или белый цвет - девятый цвет);

24 - временная шкала зоны матрицы для представления прямоугольников плановых и фактических времен исполнения операций (линейный график операций);

25 - линия (визир) текущего времени;

26 - прямоугольник фактической длительности исполнения операции в зоне матрицы с временной шкалой 24 выполнен одним из тонов зеленого цвета (четвертый цвет); дополнительный элемент - число, представляющее процент выполнения операции (для выполненной операции - 100%);

27 - прямоугольники, заполненные фоном нескольких цветов, например зеленым цветом фактического исполнения (четвертый цвет) и белым фоном (девятый цвет); размеры заполнения фоном четвертого цвета - пропорционально фактическому проценту исполнения операции; дополнительный элемент отображения - число, представляющее процент выполнения операции;

28 - прямоугольники планового исполнения операции размещаются пропорционально плановому началу и окончанию операции на времнной шкале 24; цвет фона белый (девятый цвет гаммы);

29 - первый элемент отображения логики (взаимосвязи) операций типа "Операция «Б» не может начаться, пока не закончится операция «А»";

30 - второй элемент отображения логики (взаимосвязи) операций типа "Операция «Б» не может закончиться, пока не закончится операция «А»";

31 - третий элемент отображения логики (взаимосвязи) операций типа "Операция «Б» не может закончиться, пока не начнется операция «А»";

32 - четвертый элемент отображения логики (взаимосвязи) операций типа "Операция «Б» не может начаться, пока не начнется операция «А»".

Второй вариант реализации представления графика выполняемых с объектом операций на мониторах показан на фиг.3 (первый дополнительный образ графика операций), где:

33 - первая колонка матрицы для визуализации наименования операции; в матрице цветом фона и (или) цветом шрифта разделяют строки операций, уже выполненных (33), выполняемые в текущее время (34) и предстоящих к выполнению (35);

36 - вторая колонка, для визуализации планового времени начала операций;

37 - третья колонка, для визуализации планового времени окончания операций;

38 - четвертая колонка, для визуализации фактического времени начала операций;

39 - пятая колонка, для визуализации фактического времени окончания операций.

Третий вариант реализации представления графика выполняемых с объектом операций на мониторах показан на фиг.4 (первый дополнительный образ графика операций), где:

40 - шкала времени;

41 - значения меток времени;

42 - горизонтальные отрезки отображения операций;

43 - элемент отображения наименования операций;

44 - элемент (окружность) для отображения начала (окончания) операций.

Работает предлагаемая система при реализации предлагаемого способа следующим образом. Как и в известных способах, после каждого цикла работ с объектом 1 (или с его компонентом 2), выполняемых в определенном временном интервале технологического процесса, проводят с помощью какой-либо КПА 6 сеансы контроля. Для этого с помощью КПА 6 на управляющие выходы 19 формируют инициирующие воздействия. Сигналы реакций объекта (его компонента) на инициирующие воздействия с выходов 20 компонентов 2 сложного технического объекта 1 направляют на входы КПА 6. С помощью КПА 6 сигналы реакций обрабатывают, например сравнивают с эталоном. Для более детального анализа реакций объекта используют также данные датчиков 3, установленных на компонентах 2 объекта 1. По такой же схеме действуют и АСУ ТП 6. В отличие от КПА АСУ ТП, как правило, связаны не только с объектом 1, но и с отдельными компонентами инфраструктуры сложного технического объекта. Однако в аспекте предлагаемого способа с точки зрения контроля параметров объекта и контроля реакций узлов и агрегатов объекта принята схема, по которой КПА и АСУ ТП по определенному аспекту идентичны. Совокупность результатов обработки с КПА и АСУ ТП 6 через канальные входы-выходы и каналы передачи данных 18 направляют на канальные входы-выходы блока формирования графического представления результатов контроля 8. Через канальные входы-выходы и по каналам передачи данных 18 данные для графического представления результатов контроля сигналов направляют для представления на мониторах станций руководителей работ 15, станций исполнителей работ 17, а при необходимости и на экран(ы) коллективного пользования 16.

В отличие от известных способов:

в состав системы включают блок формирования и хранения шаблонов технологических графиков и логики взаимосвязи операций 9; с помощью блока 9 формируют данные о составе операций технологических графиков, о логике взаимосвязи операций, о планируемой длительности операций;

перед началом работ с объектом 1 (или с его компонентами 2) данные шаблонов технологических графиков по канальным входам-выходам блока формирования и хранения шаблонов технологических графиков и логики взаимосвязи операций 9, через каналы передачи данных 18 направляют в блок формирования и хранения плановых технологических графиков 10 (через его канальные входы-выходы);

для каждой операции в блоке 10 указывают время ее начала и завершения и формируют плановые план-графики, которые используют как исходные данные для фактического графика; плановые план-графики по канальным входам-выходам блока 10, через каналы передачи данных 18 направляют в блок фактического графика 11 (через его канальные входы-выходы);

при проведении операций (например, с помощью КПА или АСУ ТП) с блоков 6 через их канальные входы-выходы, через каналы передачи данных 18, на канальные входы-выходы блока фактического графика 11 отправляют сообщения о начале и окончании операций;

при проведении ручных операций отправляют сообщения о начале и окончании операций со станций руководителей работ 15 и станций исполнителей работ 17 (в том числе и со станций 15 и 17 в мобильном исполнении); тракт передачи сообщений - канальные входы-выходы станций 15 и 17, каналы передачи данных 18, канальные входы-выходы блока фактического графика 11; при нештатных ситуациях отправляют информационные сообщения («приостановлена операция», «причина приостановки операции…») по такому же тракту, при оперативном вмешательстве (например, для парирования нештатных ситуаций) отправляют управляющие сообщения («приостановить операцию» и др.) со станций руководителей работ 15 на станции руководителей и исполнителей (ниже по уровню организации работ);

через канальные входы-выходы, по каналам передачи данных 18 блок фактического графика 11 предоставляет данные о фактическом исполнении графика операций на канальные входы-выходы блока формирования графического представления результатов контроля 8;

через канальные входы-выходы блока формирования графического представления результатов контроля 8 и по каналам передачи данных 18 данные для графического представления о фактическом ходе выполнения графиков операций направляют для представления на мониторах станций руководителей работ 15, станций исполнителей работ 17, а при необходимости и на экран(ы) коллективного пользования 16;

после завершения работ с объектом совокупность данных о фактическом исполнении графиков операций (с компонентами 2 и с объектом 1 в целом) через канальные входы-выходы из блока фактического графика 11, по каналам передачи данных 18, через канальные входы-выходы блока архива фактических технологических графиков 12 направляют в организуемый в блоке архив фактически выполненных графиков операций;

по запросам пользователей (на станциях 15 и 17) и соответственно помеченный ими операцией из блока формирования и хранения ассоциативных связей операций 13 выбирают данные ассоциативных связей выделенной операции с электронными документами в блоке 14 (или со средством инфраструктуры объекта в блоке 14 или с данными архива в блоке 12); по данным ассоциативных связей выбираются и передаются для представления на станциях 15 и 17 либо электронные документы (из блока 14), либо данные архива (из блока 12), либо данные от блоков 7.

Одна из форм представления фактического хода выполнения графиков операций показана на фиг.2.

Первая дополнительная форма представления фактического хода выполнения графиков операций показана на фиг.3.

Вторая дополнительная форма представления фактического хода выполнения графиков операций показана на фиг.4.

В результате применения предлагаемого изобретения, по сравнению с известными способами, достигается первичный эффект, заключающийся в том, что при оперативном контроле хода исполнения операций контролируют и соблюдение логики взаимосвязи операций с компонентами объекта и с объектом в целом с локализацией конкретной операцией и времени отклонений от нормального хода операций, от логики взаимосвязи операций, что сокращает сроки анализа поведения объекта за счет комплексного представления поведения и контролируемых параметров объекта (его компонентов) и фактического исполнения графиков операций в удобном для восприятия графическом виде. Выделение цветом отклонений от планируемого хода технологических операций и контролируемых параметров концентрирует внимание инженеров-испытателей на значимых с точки зрения анализа отклонений процессах объекта. Пользователям также предоставляется определенная оперативная информационная поддержка в виде электронных документов, данных из архива, данных со средств инфраструктуры сложного технического объекта (причем представление таких данных осуществляется контекстно выделенным операциям), что повышает качество анализа поведения объекта. Предоставляемая пользователям возможность оперативного вмешательства в ход операций со сложным техническим объектом сокращает время реагирования на нештатные и проблемные ситуации. Вышепредставленный подход позволит получить значительный экономический эффект за счет:

снижения вероятности необнаружения аварийной или сбойной ситуации;

снижения вероятности ошибки при анализе поведения объектов;

возможности оперативного предупреждения нештатных ситуаций.

От использования предлагаемого изобретения следует ожидать и вторичный эффект, заключающийся в удешевлении систем контроля, диагностики и оперативного управления различных технических объектов.

Особенно актуально использование предложения в системах контроля, оценки технического состояния изделий авиационной и космической промышленности. Возможно использование предлагаемого способа и в системах управления технологическими процессами.

Изобретение относится к способам контроля, управления и к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах управления и контроля эксплуатации сложных технических объектов. Технический результат - повышение оперативности принятия решений при отклонениях от нормального хода операций с объектом. Способ позволяет визуализировать контролируемые параметры объекта, ход работ с объектом и оперативно формировать. В систему в дополнение к блоку визуализации контролируемых параметров и блокам хранения плановых, фактических и архивных графиков операций с объектом включены элементы формирования управляющих и информационных сообщений. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ управления процессами подготовки и эксплуатации сложного технического объекта, при котором преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом, отличающийся тем, что матрицы отображают на одном или нескольких многоцветных мониторах и представляют в них один или несколько графиков операций, графики операций формируют в три этапа, на первом этапе формируют технологический график операций «как должно быть в соответствии с эксплуатационной документации», с указанием для каждой операции длительности операций и условий перехода между операциями, на втором этапе формируют плановый график операций «как должно быть при конкретной работе с экземпляром сложного технического объекта», для чего используют как шаблон технологический график операций, в котором для каждой операции добавляют плановое время начала операции и плановое время завершения операции, плановый график операций представляют в мультидиалоговых окнах в начале операций с объектом и на третьем этапе, в процессе операций с объектом формируют фактический график операций «как реализовано», для каждой операции в котором добавляют фактическое время начала, фактическое время окончания или проблемы, а при необходимости множественные данные по нештатным ситуациям с временем начала и временем разрешения нештатных ситуаций, строками матриц представляют операции с объектом, в первой части матрицы формируют соответственно наименование операции, для второй части матрицы из нескольких колонок формируют временную шкалу, указывают время шкалы для каждой колонки этой части матрицы, пропорционально шкале времени формируют во второй части матрицы вертикальную линию, соответствующую текущему времени, и в этой же второй части формируют графические образы каждой операции, фон или шрифт строки в первой части матрицы, фон образа операции во второй части матрицы формируют первым цветом видимого спектра для выполненных без отклонений операций, вторым цветом видимого спектра для выполняемых в текущий момент времени операций и третьим цветом для предстоящих к выполнению операций, четвертым цветом видимого спектра для невыполненных операций, пятым цветом видимого спектра для операций, выполнение которых задержано, причем начало и окончание образа операции формируют пропорционально времени начала операции и времени окончания операции, при выполнении каждой операции фиксируют фактическое время начала, фактическое время окончания операций или проблемы, препятствующие исполнению операции, а для операций, выполняемых в текущий момент времени, фоном, отличным от третьего цвета, заполняют часть образа операции и окончание этой части устанавливают пропорционально текущему времени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что условия перехода между операциями отражают первым дополнительным элементом в виде ломаной линии, начало которой размещают в конце образа, соответствующего операции «А», а конец линии со стрелкой размещают в начале образа, соответствующего операции «Б» для условия ″Операция «Б» не может начаться, пока не закончится операция «А»″, вторым дополнительным элементом в виде ломаной линии, начало которой размещают в конце образа, соответствующего операции «А», а конец линии со стрелкой размещают в конце образа, соответствующего операции «Б» для условия ″Операция «Б» не может закончиться, пока не закончится операция «А»″, третьим дополнительным элементом в виде ломаной линии, начало которой размещают в начале образа, соответствующего операции «А», а конец линии со стрелкой размещают в конце образа, соответствующего операции «Б» для условия ″Операция «Б» не может закончиться, пока не начнется операция «А»″, четвертым дополнительным элементом в виде ломаной линии, начало которой размещают в начале образа, соответствующего операции «А», а конец линии со стрелкой размещают в начале прямоугольника, соответствующего операции «Б» для условия ″Операция «Б» не может начаться, пока не начнется операция «А»″.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют для представления в мультидиалоговых окнах первый дополнительный образ графика операций в виде матриц, во второй и третьей колонках которых указывают соответственно плановое время начала и плановое время окончания операции, а в третьей и четвертой колонках - фактическое время начала и фактическое время окончания операции, при этом фон или шрифт строки матрицы формируют первым цветом видимого спектра для выполненных без отклонений операций, вторым цветом видимого спектра для выполняемых в текущий момент времени операций и третьим цветом для предстоящих к выполнению операций, четвертым цветом видимого спектра для невыполненных операций, пятым цветом видимого спектра для выполненных с задержкой операций, шестым цветом видимого спектра для операций, выполнение которых приостановлено.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют для представления в мультидиалоговых окнах второй дополнительный образ графика операций в виде поля, по центральной горизонтальной линии которого размещают шкалу времени, значения меток временной шкалы отражают в дополнительных элементах в виде ромбов на шкале времени, операции отражают горизонтальными отрезками, причем относят их вверх или вниз от шкалы времени и от других отрезков, отображающих другие операции, начало и конец операции на начале и конце соответствующего отрезка линии отображают окружностью, при этом фон окружностей, соответствующих отрезкам шкалы времени, формируют первым цветом видимого спектра для выполненных без отклонений операций, вторым цветом видимого спектра для выполняемых в текущий момент времени операций и третьим цветом для предстоящих к выполнению операций, четвертым цветом видимого спектра для невыполненных операций, пятым цветом видимого спектра для выполненных с задержкой операций, шестым цветом видимого спектра для операций, выполнение которых приостановлено.

5. Способ по любому из пп.1, 3, 4, отличающийся тем, что формируют в мультидиалоговых окнах элементы управления в составе всплывающих по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ меню или панелей элементов управлений с набором кнопок, позволяющих пользователю изменить образ представления операций.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют часть иерархии исполняемых технологических графиков операций с объектом или компонентом объекта, соответствующую ответственности конкретного пользователя.

7. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем, что формируют для представления в мультидиалоговых окнах элементы управления в виде двойных нажатий левой кнопки мыши или в составе всплывающих по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ меню или панелей элементов управлений с набором кнопок, позволяющих перейти от уровня к уровню, вниз по уровню от помеченного элемента, представляющего операцию для просмотра составляющих ее процедур в представленной в окне структуре операций или вверх по уровню.

8. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем, что различные уровни иерархии операций формируют на фоне различного цвета, например, операции верхнего уровня формируют на фоне седьмым цветом видимого спектра, нижестоящий уровень операций формируют на фоне восьмым цветом видимого спектра и более низкие уровни формируют на фоне девятым цветом видимого спектра.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что частично выделяют соответствующими цветами на графическом элементе операции период или периоды, пропорциональные отрезкам времени нахождения операции в различных состояниях.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что при частичном выделении цветом и малых значениях времени в диапазоне от 0 до некоторого времени t₁, при котором пропорциональное выделение графических элементов зрительно не идентифицируется, устанавливают начальное значение выделения несколько большее, чем t₁.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют для представления в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции или меню всплывающих, например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ или панелей элементов управлений с набором кнопок, содержащих необходимый перечень действий по выдаче управляющих сообщений вниз по уровню управления и информационных сообщений и докладов вверх по уровню управления.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что управляющие и информационные сообщения контролируют на соответствие условиям перехода между операциями, при отсутствии нарушений сообщения регистрируют в фактическом графике операций, выдают на соответствующие рабочие станции, а при нарушениях выдачу задерживают до получения подтверждения пользователем необходимости отклонений от плановых условий перехода между операциями, для чего на экран монитора выдают соответствующие предупреждения с перечислением нарушений и предложением или отмены сообщения, или подтверждения выдачи сообщений с нарушением планового графика операций.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют в мультидиалоговых окнах совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции или меню, всплывающих, например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ или панелей элементов управлений с набором кнопок, содержащих необходимый перечень действий по визуализации относящегося к выделенной операции нормативного, методического, эксплуатационного или иного электронного документа.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в мультидиалоговых окнах формируют совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции или меню, всплывающих, например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ или панелей элементов управлений с набором кнопок, содержащих необходимый перечень действий по визуализации относящихся к данной операции графиков, таблиц и иных форм данных измерений параметров и реакций объекта или его компонента.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в мультидиалоговых окнах формируют совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции или меню, всплывающих, например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ или панелей элементов управлений с набором кнопок, содержащих необходимый перечень действий по визуализации относящихся к выделенной операции ассоциативных связей со средствами инфраструктуры объекта и визуализации данных с выбранных средств.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что по завершении операций с объектом заносят сформированные технологический, плановый и фактический графики операций, данные измерений параметров и реакций объекта или его компонента в базу данных.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что в мультидиалоговых окнах формируют совокупность элементов управления в виде одинарного нажатия левой кнопки мыши, обеспечивающего выделение конкретной операции или меню, всплывающих, например, по нажатию правой кнопки мыши ПЭВМ или панелей элементов управлений с набором кнопок, содержащих необходимый перечень действий по визуализации данных базы данных предыдущих работ с объектом аналогичного типа, имеющих ассоциативные связи с данной операцией.

18. Система управления процессами подготовки и эксплуатации сложного технического объекта, содержащая объект контроля, в состав которого входят компоненты, отдельные компоненты содержат датчики, узлы и агрегаты, причем управляющие входы объекта контроля соединены с управляющими выходами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а выходы соединены со входами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а канальные входы-выходы контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами соединены с каналами передачи данных, отличающаяся тем, что каналы передачи данных соединены с канальными входами-выходами блока формирования графического представления результатов контроля сигналов, с канальными входами-выходами блока формирования и хранения плановых технологических графиков и содержания должностных инструкций через каналы передачи данных соединены канальные входы-выходы блока фактического графика и выданных управляющих и информационных сообщений, канальные входы-выходы которого соединены через каналы передачи данных с канальными входами-выходами блока архива технологических графиков, контрольно-проверочной аппаратуры, автоматизированных систем управления технологическими процессами, станций руководителей работ с блоком формирования управляющих сообщений, одного или нескольких экранов коллективного пользования и станций исполнителей работ с блоками формирования информационных сообщений, блок формирования и хранения ассоциативных связей операций и блок хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта и электронных документов, с канальными входами-выходами которых через каналы передачи данных соединены канальные входы-выходы блока формирования графического представления результатов контроля сигналов, с которыми соединены также через каналы передачи данных канальные входы-выходы средств инфраструктуры объекта.