Использование Интернета при информационной поддержке принятия решений по управлению промышленным предприятием

№ 4 (28) 2010

В. А. Немтинов, А. М. Манаенков, В. В. Морозов, Е. С. Егоров

Использование Интернета при информационной поддержке принятия решений по управлению промышленным предприятием1

Описывается технология создания системы представления тематических пространственно-распределенных данных в сети Интернет для промышленного предприятия, включающей в себя средства визуального отображения 3D-моделей, 2D-материалов и сопровождающей их базы атрибутивных данных.

Введение

В настоящее время при информационной поддержке принятия решений в задачах, связанных с управлением промышленными предприятиями (химическими, машиностроительными и т. п.), к сожалению, редко поднимается вопрос о создании единого информационного пространства предприятия, включающего в себя трехмерные модели реальных объектов, сопутствующую текстовую атрибутивную информацию, двумерные планы, чертежи отдельных видов технологического оборудования и т. д. Однако такой способ представления данных дает пользователю наиболее полную и исчерпывающую информацию об интересующих его объектах. При этом важно, чтобы санкционированный доступ(полный/неполный) к подобным ресурсам был у каждого сотрудника (пользователя) на рабочем месте, а к некоторым данным (например, продукции, выпускаемой предприятием, ее потребителям, поставщикам сырья, экологической обстановке вокруг предприятия и т. п.) и из сети Интернет (с внешних

1 Работа выполнена в рамках государственного контракта № 02.740.11.0624 Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».

по отношению к предприятию компьютеров). Поэтому создание системы, которая будет функционировать не только в локальной сети предприятия, но и предоставлять данные в сеть Интернет, является актуальной.

Сейчас на многих промышленных предприятиях при проектировании технологических объектов активно используются различные графические редакторы, в частности: Cadworks, Solidworks, КОМПАС и др. Активно создаются базы данных с различной информацией об оборудовании, коммуникациях и других объектах предприятия. При этом проблема совместного отображения набора этих данных, их классификация, поиск по заданным критериям также остается актуальной.

Технология представления пространственно-распределенных данных в сети Интернет

Одним из способов решения описанной выше проблемы является предложенная авторами технология представления информации об объектах промышленного предприятия на примере химического завода, на основе которой возможно построение системы отображения и обмена данными, в том числе и по сети Интернет. Следует отметить, что при ее реализации использует-

№ 4 (28) 2010

Таблица 1

Базовое программное обеспечение

Название и версия продукта Официальный сайт производителя

MapServer for Windows 2.3.1 — инструмент для создания картографических веб -сервисов http://www . maptools . org/ms4w/

Openlayers 2.8 — скрипт визуализации WMS и WFS слоев на единой веб-карте http://openlayers . org/

Quantum GIS 1.0.0 — геоинформационная система http://www . qgis . org/

Google SketchUp 6 — программа трехмерного моделирования http://sketchup . google . com/

со о

.1

со

0 to

1

со ва еа

Ü <и

Ig

ло

со

о g

§

£ 00

ся свободно-распространяемое программное обеспечение, список которого приведен в таблице 1.

Ключевым моментом предлагаемого подхода является использование геоинформационных технологий для отображения двумерных материалов, таких как планы цехов и коммуникаций, технологические схемы, чертежи аппаратов и т. п. (см. рис. 1). В качестве базы для визуализации этих материалов используется картографический веб-сервис — Mapserver [1]. Этот программный продукт по-

зволяет отображать двумерные материалы в окне веб-браузера с применением тематических слоев. Преимущества использования слоев очевидны — пользователь сам решает, с какой частью информации ему работать (например: можно отображать на плане предприятия не все коммуникации, а только трубопроводы горячей воды или паропроводы).

Рассмотрим схему взаимодействия компонентов системы (см. рис. 2). Основным ее элементом является веб-сервер, который развернут на любом современном предпри-

Ё1 D:VnyJocVJni_pr^rVndex,html ¿а? Избранное tä Ё : ' É]

х л

Р0

Открытое акционерное общества «Пигмент» - ведущее предприятие России ' -специализирующееся на производстве и реализации целого комплекса химическои продукции: органические и неорганические пигменты, красители, промежуточные продукты органического синтеза, специальные химикаты и добавки, а также готовые лакокрасочные материалы и сырье для их производства.

Рис. 1. Трехмерная модель химического предприятия

9

№ 4 (28) 2010

Ж

ятии. В качестве геоинформационной системы используется программа Mapserver, которая передает веб-серверу двумерные данные [2-5].

Основным ее компонентом является CGI-программа mapserv.exe, в которую от пользователя передаются параметры: тематические слои плана предприятия, размеры, файлы описания, указанные в строке веб-браузера. Результатом выполнения этой программы является сгенерированный растровый файл, который в свою очередь встраивается в HTML-документ. В специальном файле с расширением .map указываются сведения о том, какие слои будут отображаться, откуда будут поступать данные, будут ли подписи на плане предприятия и т. п. Для более удобной навигации по двумерным данным авторами создан скрипт openlayers. Листинг HTML-страницы с встроенными объектами Mapserver-а приведен ниже (см. листинг 1).

Обратим внимание на визуализацию трехмерных моделей пространственно-распределенных объектов. У программных пакетов AutoCAD и Solidworks существуют расширения, позволяющие просматривать модели в окне веб-браузера — Web-Publishing и eDrawings. С их помощью можно увидеть модель, не устанавливая при этом базовую

версию программы. Помимо расширений программных пакетов для просмотра моделей через веб-браузер, существует открытый формат данных VRML, активно использующийся для визуализации трехмерных моделей в Интернете.

Кроме отображения планов и моделей объектов, необходима сопровождающая их атрибутивная информация. Зачастую подобная информация уже имеется в соответствующих базах данных предприятия, поэтому достаточно создать инструменты для поиска, редактирования и просмотра этих данных, например, на языке PHP (язык для генерации HTML-страниц на веб-сервере). Так как в настоящее время существуют соответствующие библиотеки для работы с распространенными базами данных, создание инструментов с использованием PHP не составляет особого труда.

В итоге пользователи получают систему, располагающуюся на веб-сервере предприятия и состоящую из 3 компонентов: Mapserver, eDrawings и базы данных.

Далее рассмотрим подробнее, как отображается информация на экране конечного пользователя (см. рис. 3). В информационной области № 1 отображается информация, представленная Mapserver-ом.

ш:

Локальная сеть предприятия

J ^

Интернет

5

s

I I

I

I

5

0

6

1 t

Mapserver

Web-сервер

Л

Хранилище объектов

в форматах VRML, AutoCad ипр.

База данных

Рис 2. Структурная схема функционирования компонентов системы

1 I

I

I

i

'SS о

Ig

0 §

1

I £

I

SS i

I

s 00

О

to

Ü л

№ 4 (28) 2010

<html>

<head>

<script src="OpenLayers.js"></script>

</head>

<body>

<div style="width:100%; height:100%" id="map"></div>

var lon = 7;

var lat = -3;

var zoom = 3;

var map, layer;

function init() {

map = new OpenLayers.Map('map');

var wms = new OpenLayers.Layer.WMS("OpenLayers WMS", "http://localhost:8888/cgi-bin/

mapserv.exe?map=/ms4w/apps/wms.map&",

{layers: 'rastr, centr'},{numZoomLevels: 5});

map.addLayer(wms);

var overview1 = new OpenLayers.Control.OverviewMap();

map.addControl(overview1);

map.setCenter(new OpenLayers.LonLat(lon, lat), zoom);

map.addControl(new OpenLayers.Control.PanZoomBar()); }

</script>

<body onload="init()">

</body>

</html>

оо

Листинг 1 ^ ,(2

со

0 to

1

со со 60

I

<и §

ло

со о

л

§

£ 00

Пользователю доступны следующие функции: включение/выключение слоев, переход к более детальному виду при выборе конкретного объекта на плане (например: план предприятия ^ план цеха ^ план этажа ^ чертеж аппарата и т. д.).

В информационной области № 2 отображается вся доступная атрибутивная информация о выделенном объекте. При этом возможны различные комбинации вывода данных (текст с рисунками, таблицы со свойствами и значениями, статистические данные).

В информационной области № 3 пользователю представляется трехмерная модель интересующего аппарата или другого объекта промышленного предприятия. Также, помимо трехмерной модели, возможно отображение в этой области детального чертежа объекта.

Следует отметить, что области на странице построены с использованием фреймов,

поэтому возможно изменение размеров каждой области с помощью «мыши». Хотя использование фреймов несет определенные минусы (некорректная работа с поисковыми системами, совместимость не со всеми браузерами и прочее [6]), в данном проекте их применение оправдано и дает следующие преимущества: легкость реализации и простота управления.

В качестве основного клиентского программного обеспечения выступает веб-браузер, который имеется в стандартной поставке операционной системы. Основными достоинствами его использования являются:

• отсутствие необходимости устанавливать дополнительные программные продукты на компьютере пользователя;

• нагрузка на клиентский компьютер минимальна, т. к. используется архитектура клиент-сервер;

№ 4 (28) 2010

§ I

I I

I

I

s

0 &

1 t

I i

I

I

i

'SS о

ig

0 §

1 f

£

I Й

i

!

s 00

о

to

! л

Рис. 3. Схема представления информации на экране пользователя системы

• возможность разграничения прав на доступ к документам на стороне сервера, и тем самым открытие доступа для просмотра определенной информации пользователям через Интернет. 3.

Заключение. При реализации предложенной авторами технологии представления пространственно-распределенных данных в сети Интернет создана гибкая система, основной функцией которой является 4. удобное отображение разнообразной информации для конечного пользователя. Ее достоинством является обобщение информации об объектах промышленного предприятия в единое информационное пространство. 5.

Список литературы

1. Mapserver — официальный сайт, раздел документация [электронный ресурс] — Режим доступа: http://mapserver.org/documentation.html. 6.

2. Немтинов В. А. Технология создания пространственных моделей территориально распределен-

ных объектов с использованием геоинформационных систем / В. А. Немтинов, А. М. Манаенков, В. В. Морозов, К. В. Немтинов // Информационные технологии. 2008. № 8. С. 23-25. Немтинов В. А. Геоинформационная модель территории при поддержке принятия решений по управлению объектами коммунальных систем / В. А. Немтинов, П. И. Пахомов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2009. Т. 15. № 1. С. 199-207. Немтинов В. А. Трехмерная визуализация территории муниципального образования для управления коммунальными системами /

B. А. Немтинов, П. И. Пахомов, К. В. Немтинов // Прикладная информатика. 2009. № 2.

C. 55-62.

Немтинов В. А. Создание информационных справочных систем с использованием технологии Internet / В. А. Немтинов, С. Я. Егоров, В. Г. Мокрозуб // Информационные технологии. 1999. № 7. С. 37-39.

Марти Холл. Программирование для Web. Библиотека профессионала / Холл, Марти, Браун, Лэрри // Пер. с англ. — М.: 2002. С. 110-112.

12