2.4. Использование эсрв в комплексных решениях

Интеллектуализированные комплексные решения в сфере АСУТП/АСУП не являются качественно новым классом систем промышленной автоматизации. Однако, тенденции последних лет привели к появлению новых подходов к решению традиционных проблем интеграции систем различных уровней функциональной иерархии в единые аппаратно-программные и информационные «организмы». Если на рубеже 2000г. основными источниками «интеллектуальности» корпоративных информационных систем являлись ЭС (не работающие в реальном времени) уровня АСУП и выше, а ЭС и ЭСРВ уровня АСУТП выполняли «хорошо локализованные» и жестко структурированные (в системотехническом смысле) функции, то в настоящее время ведущим направлением развития соответствующей индустрии интеллектуальных средств промышленных АСУ становится образование единых, тесно информационно (и функционально) взаимосвязанных, многоуровневых и многофункциональных «интеллектуальных платформ», на базе которых производится построение конкретных крупномасштабных прикладных решений (в том числе – тиражируемых и гибко настраиваемых). При этом ЭС и ЭСРВ, решающие определенные задачи или классы задач в различных подсистемах (функциональных, структурных, территориальных) единой АСУ, тесно взаимодействуют друг с другом, совместно оперируя общими информационными потоками в модельном и реальном времени. В рамках подобного подхода к построению сложных интеллектуализированных комплексных решений выделяется целый ряд направлений практического развития индустрии средств и технологий АСУ, сильно зависящих от специфики конкретных ведущих фирм-производителей соответствующей наукоемкой продукции.

В качестве достаточно показательных примеров создания комплексных интеллектуальных платформ для технологий промышленной автоматизации далее рассматривается несколько концептуальных схем, разработчиками которых являются корпорации Siemense, Wonderware, GE Fanuc и Emerson. Более полное освещение технологий соответствующего профиля в рамках данного отчета не представляется возможным. Однако, материалы настоящего параграфа частично расширяют примеры «каркасных» комплексных инструментов, приведенные в третьей главе.

Предварительно необходимо также сделать ряд замечаний относительно терминологии, принятой в специализированной литературе, относящейся к тематики АСУТП/АСУП и корпоративных информационных систем.

В настоящее время широкое распространение получили разнообразные термины, содержащие в том или ином виде указания на «интеллектуальность» того или иного типа технических средств, программных технологий и продуктов и т.п., которые на самом деле не имеют никакого отношения к сфере ИИ. Подобных примеров достаточно много. Так, в подавляющем большинстве случаев некорректным является использование определений «интеллектуальное устройство» (датчик, исполнительное устройство и т.д.), «интеллектуальный объект» (например, «интеллектуальное здание») и многие др. В подобных определениях эпитет «интеллектуальный» на самом деле призван лишь указать на «механическое» расширение (иногда, качественного уровня) функциональности, увеличение сложности внутренней организации, изменение характера взаимодействия технических и программных средств с человеком-оператором и т.п. Во всех этих случаях основным критерием «интеллектуальности» косвенно является лишь качественное отличие определяемого предмета от его «предшественников». Между тем, техническое понимание свойств интеллектуальности предполагает абсолютно другие трактовки данных понятий. В частности, в параграфе 2.1 («Интеллектуальное оконечное оборудование») в настоящем отчете в качестве примеров использовались лишь те случаи применения интеллектуальных датчиков (ИД), которые строго соответствуют терминам теории искусственного интеллекта (а именно, ИД действительно реализующие концепции применения моделей и методов обработки знаний в тех или иных формах – путем использования эвристических алгоритмов, наборов продукционных правил, нечетких или нейросетевых моделей и т.д.).

Такое же положение с употреблением термина «интеллектуальный» сложилось и в сфере комплексных систем промышленной автоматизации. В подавляющем большинстве случаев неточно применяются определения «интеллектуальное предприятие», «интеллектуальное производство» и т.п. Сказанное распространяется в целом и на широко известную концепцию Plant Intelligence («интеллектуальное предприятие»), независимо разрабатываемую рядом ведущих производителей средств АСУТП/АСУП.

Общая направленность идеологии «интеллектуальных предприятий» заключается в интеграции средств АСУТП/АСУП в единую структуру корпоративных информационных систем верхних уровней на базе расширения номенклатуры выполняемых функций и информационных услуг, предоставляемых не только непосредственным участникам технологического и производственного процессов, но и управляющему персоналу корпорации. Кроме того, «интеллектуальное предприятие» должно обеспечивать функциональную и информационную взаимосвязь решения базовых общекорпоративных задач и задач АСУТП/АСУП в реальном времени.

В прагматическом плане реализация концепций «интеллектуального предприятия» прежде всего сводится к следующим основным направлениям действий:

1) обеспечение обоснованности управленческих решений на всех уровнях организационной структуры корпорации за счет расширенного спектра информационных услуг, предоставляемых персоналу различными информационными системами (в том числе, уровней АСУТП и АСУП), включая:

• формирование (на базе всесторонней интеграции данных) и представление в удобной форме комплексных, интегральных показателей, характеризующих текущее состояние производственных и бизнес-процессов в темпе, соответствующем требованиям оперативности управления;

• динамическое формирование (и/или корректировку) моделей производственных, технологических и бизнес-процессов с последующей аналитической обработкой этих моделей (в реальном времени) в целях решения задач планирования, прогнозирования, ретроспективного анализа и выработки рекомендаций, способных повысить эффективность управления и качество продуктов производства, снизить затраты на эксплуатацию оборудования, оптимизировать трудозатраты и т.п.;

• поддержку оперативного реагирования на изменения в ходе производственных процессов, вызванные внешними и внутренними причинами техногенной природы, изменением целей и/или критериев оценки функционирования всей организационно-технической системы в целом и т.д.;

• поддержку открытого и гибко перенастраиваемого механизма структурирования информационных потоков и предоставления информации потребителям;

2) повышение уровня автоматизации производственных процессов за счет:

• расширения круга автоматически решаемых локальных задач управления техническими средствами, системами и комплексами, их диагностики, обработки нештатных ситуаций и проч.;

• автоматической оптимизации (перенастройки, реконфигурации и т.п.) технологических систем и информационной инфраструктуры уровня АСУТП и АСУП на основании сведений о целевых функциях, принятых на общекорпоративном уровне;

• автоматического выполнения (на всех системотехнических уровнях) функций динамического формирования и эффективного представления требуемой информации в условиях изменяющихся производственных процессов.

Помимо перечисленных выше направлений «интеллектуализации» предприятий (цитируемых, практически, во всех источниках) различными разработчиками выделяются (в разных сочетаниях) и многие другие. Однако, ни одно из них (как и из приведенных выше) не указывает непосредственно на необходимость применения методов, моделей или средств ИИ в каких-либо подсистемах единой корпоративной информационной среды. Иными словами, «интеллектуальное предприятие» волне может быть реализовано на программной базе «жесткой логики», а может быть построено и на базе концепций ИИ.

Данное обстоятельство абсолютно не означает, что концепции «интеллектуальных предприятий» являются несовершенными, а лишь указывает на неточность принятой в литературе терминологии. Кроме того, достаточно сложно оценивать границы, пересечения и поглощения (а в ряде случаев – и принципиальные отличия) сфер применения технологий «интеллектуальных предприятий» и параллельно используемых концепций Plant Information System, Intelligent Production Management (IPM), ERP/MIS, Total Integrated Automation (TIA) и некоторых др.

Тем не менее, среди разработок в сфере рассматриваемой концепции «интеллектуальных предприятий» все же прослеживается тенденция к постепенному увеличению действительно интеллектуальных компонентов. Базовым критерием «интеллектуальности» считается при этом возможность получения (на всех уровнях управления компанией) эффективно структурированной информации (а не потока несвязанных, необработанных и произвольно представленных данных), необходимой любому конкретному потребителю в любой момент времени для принятия оптимальных управленческих решений. Т.о., решения класса Plant Intelligence (далее – «интеллектуальное предприятие» - ИП) не являются альтернативой классическим иерархическим схемам «АСУТП – MES – ERP», а по сути дела представляют собой новое поколение решений уровня АСУТП/АСУП, предоставляющих расширенный спектр информационных функций, которые используются в верхних эшелонах управления производством и корпорацией в целом. Именно поэтому концепции ИП попали в круг вопросов, рассматриваемых в рамках настоящего отчета.