Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Информационно- логическая модель проектируемой системы



Информационно-логическая модель (ИЛМ) является переходом от функциональной модели к физической модели реляционной базы данных и показывает, какой информацией должно быть обеспечено выполнение конкретных функций, делая основной упор на семантическом аспекте данной информации. Поскольку смысл в любом тексте появляется тогда, когда между сущностями устанавливаются отношения.

ИЛМ предназначена для взаимосвязи объекта и субъекта информации и представляет собой набор информационных объектов, позволяющих описать этот объект.

Для построения ИЛМ, в первую очередь, необходимо установить, какие данные являются входными, а какие вычисляются на основе входных. Затем устанавливаются реквизиты каждого вида данных и определяется логическая взаимосвязь между ними. Далее определяется соответствие между ключевыми и описательными реквизитами.

Одной из наиболее распространенных семантических моделей данных является модель «сущность-связь» или ER-модель. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм или ER-диаграмм (Entity-Relationship Diagrams) которое является наглядным представлением концептуальных схем баз данных.

Базовыми понятиями ER-модели являются «сущность», «связь» и «атрибут». Сущность - это реальный или представляемый объект, о котором необходимо хранить информацию. Каждая сущность обладает одно или несколькими характеристиками (атрибутами), которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности. Связь – это именованная ассоциация, функциональная зависимость между двумя сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Атрибут – характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная в общем случае для классификации, идентификации, количественной характеристики и выражения состояния сущности.

ИЛМ реализуется в среде IDEF1. Эта модель отражает структуру реляционной базы данных исследуемых информационных объектов, наглядно показаны все сущности и их атрибуты, составляющие исследуемую систему, определены ключевые и вычисляемые поля. В основе лежит описание «сущности-связи-ассоциации».

Учитывая специфику технологии прессования и спекания таблеток как объекта информационных систем, требования к содержанию и качеству представляемой информации, можно выделить следующие основные информационные объекты:

1.Партия порошка

- номер партии;

- дата;

- время;

- масса партии.

2.Замес

- номер замеса;

- номер партии;

- масса;

- гранулометрический состав;

- насыпная плотность;

- плотность утряски;

- степень утряски.

3.Прессование

- номер партии;

- давление.

4.Спрессованная таблетка

- номер партии;

- диаметр;

- плотность;

- высота;

- остаточное напряжение.

5.Накопитель

- номер партии;

- номер накопителя;

- время выдержки.

6.Таблетка после снятия остаточного напряжения

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность;

- остаточное напряжение.

7.Сушка (разогрев)

- номер партии;

- номер печи;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

8.Таблетка после разогрева при сушке

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

9.Сушка (выдержка)

- номер партии;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

10. Таблетка после выдержки при сушке

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

11. Сушка (охлаждение)

- номер партии;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

12. Таблетка после охлаждения при сушке

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

13. Спекание (разогрев)

- номер партии;

- номер печи;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

 

14. Таблетка после разогрева при спекании

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

15. Спекание (выдержка)

- номер партии;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

16. Таблетка после выдержки при спекании

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

17. Спекание (охлаждение)

- номер партии;

- время выдержки;

- темп роста температуры;

- начальная температура.

18. Готовая таблетка

- номер партии;

- диаметр;

- высота;

- плотность.

19. Брак

- номер партии;

- дефект1;

- дефект2;

- дефект3;

- наличие брака.

После определения сущностей и их атрибутов, приводим модель к требуемому уровню нормальной формы. Полный список сущностей с указанием их ключевых и не ключевых атрибутов, типов полей данных приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Данные по прессованию и спеканию таблеток, приведенные к третьей нормальной форме.

Имя сущности (таблицы) Имя атрибута сущности (поля таблицы) Тип данных Описание
Партия порошка Номер партии Числовой Ключевое поле
Дата Дата/Время  
Время Дата/Время  
Масса партии, кг Числовой  
Замес Номер партии Числовой Составной ключ
Номер замеса Числовой
Масса, кг Числовой  
Гранулометрический состав, мкм Числовой  
Насыпная плотность, г/см3 Числовой  
Плотность утряски, г/см3 Числовой  
Степень утряски Числовой  
Пористость, %    
Прессование Номер партии Числовой Ключевое поле
Давление прессования, Мпа Числовой  
Спрессованная таблетка Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Плотность, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Остаточное напряжение, Н/м3 Числовой  
Накопитель Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер накопителя Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Таблетка после снятия остаточного напряжения Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Остаточное напряжение, Н/м3 Числовой  
Сушка (разогрев) Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер печи Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после разогрева при сушке Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Сушка (выдержка) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после выдержки при сушке Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Сушка (охлаждение) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после охлаждения при сушке     Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (разогрев) Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер печи Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после разогрева при спекании Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (выдержка) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после выдержки при спекании Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (охлаждение) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Готовая таблетка Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Брак Номер партии Числовой Ключевое поле
Дефект_1 Логический  
Дефект_2 Логический  
Дефект_3 Логический  
Наличие брака Логический  

 

Отобразим на логическом уровне информационные объекты прессования и спекания таблеток нитридного топлива, их атрибуты, а также отношения между ними в виде ER-диаграммы. (Рис.4.2.1 )


 

Рис.2.15 ER- модель прессования и спекания таблеток.


 

После определения сущностей и их атрибутов, приводим модель к требуемому уровню нормальной формы. Полный список сущностей с указанием их ключевых и неключевых атрибутов, типов полей данных приведен в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Данные по прессованию и спеканию таблеток нитридного топлива, приведенные к третьей нормальной форме.

Имя сущности (таблицы) Имя атрибута сущности (поля таблицы) Тип данных Описание
Партия порошка Номер партии Числовой Ключевое поле
Дата Дата/Время  
Время Дата/Время  
Масса партии, кг Числовой  
Замес Номер партии Числовой Составной ключ
Номер замеса Числовой
Масса, кг Числовой  
Гранулометрический состав, мкм Числовой  
Насыпная плотность, г/см3 Числовой  
Плотность утряски, г/см3 Числовой  
Степень утряски Числовой  
Пористость, %    
Прессование Номер партии Числовой Ключевое поле
Давление прессования, МПа Числовой  
Спрессованная таблетка Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Плотность, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Остаточное напряжение, Н/м3 Числовой  
Накопитель Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер накопителя Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Таблетка после снятия остаточного напряжения Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Остаточное напряжение, Н/м3 Числовой  
Сушка (разогрев) Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер печи Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после разогрева при сушке Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Сушка (выдержка) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после выдержки при сушке Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Сушка (охлаждение) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после охлаждения при сушке     Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (разогрев) Номер партии Числовой Ключевое поле
Номер печи Числовой  
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после разогрева при спекании Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (выдержка) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Таблетка после выдержки при спекании Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Спекание (охлаждение) Номер партии Числовой Ключевое поле
Время выдержки, ч Числовой  
Темп роста температуры, град/ч Числовой  
Начальная температура, град. Числовой  
Готовая таблетка Номер партии Числовой Ключевое поле
Диаметр, мм Числовой  
Высота, мм Числовой  
Плотность, кг/м3 Числовой  
Брак Номер партии Числовой Ключевое поле
Дефект_1 Логический  
Дефект_2 Логический  
Дефект_3 Логический  
Наличие брака Логический  

 

Отобразим на логическом уровне информационные объекты прессования и спекания таблеток нитридного топлива, их атрибуты, а также отношения между ними в виде ER-диаграммы. (Рис.2.16 )


 

2.16 ER-диаграмма прессования и спекания таблеток нитридного топлива.


Пользовательский интерфейс

Интерфейс – это совокупность технических и программных средств, обеспечивающих взаимодействие различных функциональных устройств вычислительных, управляющих, измерительных систем (фактически это канал по которому осуществляется взаимодействие оператора и программы).

Пользовательский интерфейс состоит из множества составляющих, таких как:

- элементы управления системой (кнопки, меню и т.д.);

- набор задач оператора, которые он решает при помощи системы;

- визуальный дизайн экранов программы;

- навигация между блоками системы.

Применительно к данной системе можно выделить следующие составляющие интерфейса:

- ввод и редактирование данных;

- очевидная и понятная вложенность форм (например, переходов с главной формы в формы ввода (редактирования) исходных данных).

Поскольку с точки зрения оператора интерфейс является ключевым фактором для понимания функциональности программы, плохо разработанный интерфейс резко ограничивает функциональность системы в целом. То есть он разрабатывается для того, чтобы оператор с помощью компьютерной программы быстрее и качественнее решал свои производственные задачи (пользователь должен получать удовольствие от работы с программой). Высокая удовлетворенность оператора от работы достигается в случае:

- прозрачной для пользователя навигации и целевой ориентации в программе. Главное, чтобы было понятно, куда идем, и какую операцию программа после этого шага произведет.

- ясности и четкости понимания пользователем текстов и значения икон.

- быстроты обучения при работе с программой, для чего необходимо использовать преимущественно стандартные элементы взаимодействия, их традиционное или общепринятое расположение.

- наличия вспомогательных средств поддержки пользователя (поисковых, справочных, нормативных).

Очевидно, что необходимо тщательно продумывать сценарий взаимодействия программы с пользователем. Для этого необходимо выяснить следующие моменты:

o Какая информация необходима пользователю для решения задачи? В данной системе это экспериментальные данные о протекании процессов прессования и спекания таблеток, полученные из лаборатории.

o Разделить всю информацию на входные и вычисленные данные параметров процессов прессования и спекания таблеток.

o Какие решения пользователю необходимо принимать в процессе работы с программой? В нашей системе это корректировка исходных данных, выбор наиболее оптимальных условий процессов прессования и спекания.

o Какие типовые операции использует пользователь при решении задачи?

o Что произойдет, если пользователь будет действовать не по предписанному алгоритму, пропуская те или иные шаги или обходя их?

Немаловажную роль играет и дизайн интерфейса. Он должен быть понятен, приятен на глаз (лучше не использовать яркие цвета, от которых быстро устают глаза), Желательно разрабатывать его исходя из привычек и желаний операторов. Также дизайн должен обеспечивать минимизацию усилий оператора при выполнении работы и приводить к:

- сокращению длительности операций чтения, редактирования и поиска информации;

- уменьшению времени навигации и выбора команды;

- повышению общей продуктивности пользователя, заключающейся в объеме обработанных данных за определенный период времени;

- увеличению длительности устойчивой работы пользователя и др.

То есть, можно сказать, что создание интерфейса должно быть направлено на облегчение работы оператора.

Описание интерфейса.

При запуске программы появляется главная форма (рис.2.17), на которой расположены элементы с помощью которых можно запустить все доступные задачи и функции (в данном случае это – ввод и редактирование экспериментальных данных полученных из лаборатории).

 

Рис.2.17 Основная форма

 

Рассмотрим более подробно назначение каждой кнопки данной формы.

При нажатии на кнопку «Партия порошка» запускается форма «Партия порошка» (рис.2.18), в которую вводятся данные о партии порошка, причем дата и время заполняется автоматически (текущее время и дата).

При нажатии на кнопку «Партия порошка» запускается форма «Партия порошка» (рис.2.18), в которую вводятся данные о партии порошка, причем дата и время заполняется автоматически (текущее время и дата).

 

Рис.2.19 Ввод информации о партии порошка.

Для добавления новой записи нужно нажать кнопку перехода «► *». После ввода характеристик партии нажать кнопку «► ». При нажатии на кнопку «Ввод данных по замесам» открывается форма (рис.2.20)

 

Рис.2.20 Ввод данных по замесу.

Номер партии в этой форме не вводится, а выбирается из списка имеющихся уже в родительской таблице. Следующая по порядку следования технологического процесса заполняется таблица «Прессование» (рис.2.21).

 

Рис.2.21 Ввод параметров процесса прессования.

 

Здесь только выбирается партия таблеток и вводится давление прессования таблеток этой партии. На значение давления наложены ограничения (400 - 700) и, при вводе значения не входящего в этот диапазон, появляется соответствующее сообщение (рис.2.22).

 

Рис.2.22 Сообщение о вводе некорректного значения давления.

Теперь вводим характеристики полученных спрессованных таблеток – кнопка «Спрессованные» (рис.2.23).

 

Рис.2.23 Характеристики спрессованной таблетки.

Далее заносится информация о параметрах снятия остаточного напряжения таблеток в накопителе (рис.2.24), т.е. информация о самом накопителе (кнопка «Снятие остаточных напряжений»).

 

Рис.2.24 Параметры процесса снятия остаточных напряжений.

Следующим шагом, соответственно вводятся характеристики таблетки, выдержанной в накопителе (кнопка «После выдержки»), т.е. таблетки без остаточных напряжений (рис.2.24).

 

Рис.2.24 Характеристики таблетки после выдержки в накопителе.

Формы для ввода параметров сушки (разогрева, выдержки и охлаждения) аналогичны друг другу (рис.2.25- рис.2.27), единственное различие – наличие поля ввода номера печи спекания в форме для ввода параметров разогрева (кнопки «Разогрев таблеток», «Выдержка таблеток» и «Охлаждение таблеток» в области “Сушка”).

 

Рис.2.25 Характеристики таблетки после разогрева при сушке.

 

Рис.2.26 Характеристики таблетки после выдержки при сушке.

 

 

Рис.2.27 Характеристики таблетки после охлаждения при сушке.

 

Формы для ввода и редактирования характеристик сухих таблеток после каждой стадии сушки (рис.2.28) также одинаковы и отличаются только заголовком формы (кнопки «После разогрева», «После выдержки» и «После охлаждения» в области “При сушке”).

 

Рис.2.28 Характеристики таблеток после разогрева при сушке.

Данные о процессе спекания вводятся в формы аналогичные формам для ввода и редактирования параметров процесса сушки. Эти формы открываются кнопками области “Спекание”: «Разогрев таблеток», «Выдержка таблеток» и «Охлаждение таблеток». Также ввод характеристик спеченных таблеток на разных стадиях (включая характеристики готовых таблеток) аналогичен вводу сухих таблеток, кнопки «После разогрева», «После выдержки» и «Готовые таблетки» в области “При спекании”.

Для ввода информации о браке необходимо нажать кнопку «Брак по готовым таблеткам» и в открывшейся форме поставить флажки о наличии дефекта и брака в целом, если присутствуют все три дефекта (рис.2.29).

 

Рис.2.29 Информация о наличии дефектов и брака.

Последняя кнопка «Просмотр данных по готовым таблеткам». С помощью данной формы можно просмотреть в режиме таблицы информацию о партиях таблеток, которые прошли все стадии (прессование, выдержку, сушку и спекание) технологического процесса. В данной таблице выводятся данные о параметрах готовой таблетки, о партии, прессовании, выдержке и о браке (рис.2.30).

 

 

Рис.2.30 Запрос на выборку.

Глоссарий 2

Содержательное описание объекта – способ описания объекта с учетом направленности, создаваемой модели, т.е. контекста, точки зрения идостигаемой цели

Контекст определяет объект моделирования как часть целого. Он очерчивает границы модели посредством описания внешних интерфейсов.

Точка зрения учитывает интересы лица, для которого решается задача.

Цель следует из анализа проблемной ситуации и определяет назначение модели

Содержательное описание производственной системы включает в себя характеристику желательных и нежелательных состояний объекта управления и характеристику мероприятий, обеспечивающих максимальную сопротивляемость производственной системы негативным внешним воздействиям.

Концептуальная модель конкретного объекта (системы) - первый этап моделирования, соответствующий переходу от словесного описания к его математической модели, отделению собственно системы от внешней среды и отбрасыванию всех второстепенных (с точки зрения целей моделирования) деталей.

Завершение концептуальной модели – ее описание в абстрактных терминах и понятиях с использованием типовых математических схем, окончательно принимаются гипотезы и обосновывается выбор процедур аппроксимации реальных процессов при построении модели.

Конкретизация проблемы, подлежащей разрешению, заключается в указании: на каких иерархических уровнях решается поставленная задача, какие объективные и субъективные факторы влияют на проблемную ситуацию; какими показателями характеризуется состояние процесса на нижнем и верхнем иерархическом уровнях и какие закономерности изменения контролируемых технологических показателей мы наблюдаем.

Работа ( с позиции Международных стандартов семейства ISO 9000) -процесс, который добавляет стоимость, используя определенного вида ресурсы (входные переменные). Выходом операции является материальная и нематериальная продукция.

Технологическая операция – способ описания процесса производства в терминах отношений между ингредиентами.

Ингредиенты- качественно различные категории работников, средств производства и перерабатываемых продуктов.

Продукты - ингредиенты, затрачиваемые или выпускаемые хотя бы в одной операции.

Технологическая схема - логически упорядоченный набор операций, в ходе каждой из которых получают либо конечный, либо промежуточные продукты.

Форма описания каждого параметра и переменной: определение и краткая характеристика; символ обозначения и единицы измерения; диапазон изменения (для переменных); место применения в модели.

Полная математическая модель технологической операции должна включать в себя собственно модель преобразования материального потока в данной операции; модели, характеризующие удельные затраты ресурсов на преобразование потока; модели, описывающие процесс эксплуатации; модели воздействия технологической операции на окружающую среду, и информационную модель.

Информационная модель (ИМ) объекта управления предназначена для преобразования неполной и искаженной различными помехами информации в непротиворечивую систему, преобразующую исходные данные в информацию, а информацию – в знания.

Структура системы - устойчивая упорядоченность в пространстве и времени ее элементов и связей.

Связи между элементами системы характеризуются направлением, силой и характером.


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 498; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.09 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь