6.3.6. Формализация технической документации

Практическое приложение физической модели состоит в формализации документации предприятия, в частности функциональных схем. Принципиальная простота взаимного перехода между технологическим чертежом и его семантическим представлением даѐт возможность обращаться к элементам чертежа, инициировать команды, воздействующие на состояние оборудования, и отслеживать его динамику. Эта функциональность обеспечивается рецепторными и эффекторными агентами, работающими над семантическим представлением документации, хранящимся в общей семантической памяти. Это позволяет «оживить» техническую документацию предприятия, сделать еѐ многоцелевой.

В качестве примера практического приложения рассмотрим изображенный на рис. 11 в виде функциональной схемы [23] фрагмент ячейки процесса на этапе нагрева творожной массы, использующий два коагулятора KOAG14 и KOAG15 и бойлер B1. Кроме того, на ней изображѐн ряд датчиков (температурный TE4, уровня LS41, LS42), насосов (N4) и клапанов (V40, V41, 14V1, 15V1), а также теплообменник (W1), которые, в соответствии со стандартом ISA-88, относятся к модулям управления, поскольку являются базовыми элементами оборудования, выполняющими атомарные функции. Стрелками показана циркуляция греющей воды по системе подогрева.

Рис. 11 - Функциональная схема фрагмента ячейки процесса, выполненная средствами ГОСТ

Рассмотрим процесс перевода технологической схемы в еѐ семантическое представление. Каждой единице оборудования конкретному датчику, насосу, трубе, коагулятору соответствует узел семантической сети. Тот факт, что конкретная единица оборудования является экземпляром того или иного класса оборудования, обозначается связью от узла, обозначающего класс, к узлу оборудования (рис. 12).

Р ис. 12 - Пример семантического представления экземпляра класса оборудования

Трубы относятся к особому виду оборудования, соединяющему другое производственное оборудование между собой. Если в рамках технологического процесса обрабатываемое вещество по трубе переходит от одной единицы оборудования к другой, то узел единицы оборудования, из которой исходит вещество, связывается со знаком трубы бинарным отношением оборудование-источник*, а узел единицы оборудования, в которое вещество поступает, связывается со знаком трубы отношением оборудование-приемник* (рис. 13) 

Р ис. 13 Семантическое представление соединения двух единиц оборудования трубой

Может иметь место односторонняя связь датчика с трубой, непосредственно не относящаяся к перемещению вещества. Она обозначается связкой отношения соединение* между знаком датчика и знаком трубы (рис. 14).

Р ис. 14 - Семантическое представление связи датчика и трубы

На рисунке 11 также представлены в виде отдельных сущностей конструктивные части оборудования (датчики температуры коагуляторов). Для связи единицы оборудования с еѐ конструктивной частью используется связка отношения часть-целое*, связывающая узел единицы оборудования и узел его конструктивной части (рис. 15).

Р ис. 15 - Семантическое представление связи единицы оборудования с его конструктивной частью

Для отдельного цеха полученного описания достаточно. Однако для предприятия с множеством цехов необходима унификация семантического представления на основе общей онтологии. В качестве общей онтологии может выступить онтология ПрО физических моделей рецептурных производств, построенная в результате формализации стандарта ISA-88. Она будет находиться в онтологической модели предприятия уровнем выше онтологии конкретного отраслевого производства, но уровнем ниже онтологии рецептурных производств в целом. Такая иерархическая организация онтологий позволяет обеспечить независимость конкретной производственной рецептуры от конкретного производственного оборудования, поскольку их взаимосвязь будет устанавливаться на более высоком уровне абстракции, что сродни шаблону проектирования «Мост» в объектно-ориентированной парадигме [24].

Чтобы установить связь описания, полученного на первом этапе, с понятиями, определѐнными в физической модели, необходимо сопоставить конкретные элементы оборудования с соответствующими уровнями модели оборудования, рассмотренными выше. Совместив эти два описания, можно увидеть, каким образом связаны модули управления и модули оборудования. Эта связь является ключевой для обеспечения общности и повторного использования компонентов в рамках управления рецептурным производством [25]. К примеру, чтобы сказать, что конкретная единица оборудования (например, клапан) является модулем управления, необходимо включить обозначающий этот клапан узел семантической сети во множество модулей управления, как показано на рис. 16.

Рис. 16 - Семантическое представление клапана - модуля управления

В результате подобных преобразований получаем фрагмент формализованной семантической сети, например представленный на рис. 17.

Рис. 17 - Фрагмент формализованной семантической сети, построенной на основе исходной технологической документации

Представленная таким образом исходная документация позволяет осуществить различные запросы. Например, на запрос: «Найти блок оборудования, содержащий теплообменник» используется sc-агент поиска по произвольному образцу. Его аргументом является sc-узел, обозначающий образец поиска, приведѐнный на рис. 18. Пример ответа на этот запрос показан на рис. 19 в виде фрагмента семантической сети.

Рис. 18 - Пример образца поиска

Рис. 19 Пример ответа системы на запрос о блоке оборудования, содержащем теплообменник