لقد اعتدنا بالفعل على تشغيل الاختبارات بالضغط على زر واحد. يتم إجراء الشيكات تلقائيًا عند كل التزام ، ويتم جمع الإحصاءات دون مشاركة المختبر ، ويتم إجراء الأخطاء في الوضع شبه التلقائي. بشكل عام ، نحن معتادون على تطبيق تقنيات هندسة البرمجيات والأنظمة على مشاريع البرمجيات الخاصة بنا. تخيل الآن أنك تواجه مهمة اختبار تشغيل محطة للطاقة النووية. من الضروري ليس فقط اختبار برمجياتها ، ولكن أيضًا لاختبار جميع مكوناتها.
بالطبع ، لن يتمكن أحد من بناء المحطة أولاً ثم نقل الجدار الحامل نظرًا لأن نظام التهوية لا يمكن تركيبه في التكوين الحالي. ولذلك ، فإن عمليات العالم الحقيقي تتجه بشكل متزايد إلى "الرقمية". ما رأيك بالتعليق على تعهد "نقل جدار العاصمة 2 متر شمالاً"؟ عند تصميم واختبار محطات الطاقة النووية ، يتم استخدام نهج رقمي بالكامل: يتم إنشاء نموذج معلومات ، يتم تطبيق النموذج V الكلاسيكي لإدارة دورة الحياة عليه. وبالتالي ، تتحول محطة الطاقة النووية إلى كائن رقمي قابل للتكرار بالكامل. يتم اختبار وإطلاق محطات الطاقة النووية الحديثة في شكل رقمي ، وبعد ذلك فقط يبدأ بناة التركيب ، باستخدام جميع النماذج الرقمية نفسها.
من هذه المقالة سوف تتعلم ما هو نظام المعلومات الحديث ، وكيف يتم تطوير واختبار مرافق "رأس المال" باستخدام مثال محطات الطاقة النووية.
تستند المواد إلى نص
التقرير الذي
أعده فياتشيسلاف ألينكوف ، مدير هندسة النظم وتكنولوجيا المعلومات في شركة Atomstroyexport للهندسة (ASE) من مؤتمر Heisenbug 2017 في موسكو في ديسمبر.
في هذه المقالة سأتحدث عن كيفية استخدام تقنيات إدارة المعلومات ، واختبار العمليات المختلفة في بناء مرافق رأس المال الكبيرة (في حالتنا ، المصانع النووية). وبالنظر إلى حقيقة أن هناك إدخالًا عالميًا للتكنولوجيا الرقمية في صناعة البناء وأن هذه التقنيات تتغلغل بشكل متزايد في مختلف الصناعات ، بما في ذلك تلك المتعلقة بالعالم
المادي ، يتم أيضًا تضمين التقنيات المتعلقة بتكنولوجيا المعلومات بنشاط في هذا المجال.
مقدمة صغيرة: شركة
Atomstroyexport (ASE) هي قسم هندسي في شركة Rosatom الحكومية. نحن مسؤولون عن تصميم وشراء / تسليم وبناء جميع محطات الطاقة النووية تقريبًا في روسيا والخارج ، في أكثر من 15 دولة حول العالم. أكثر من 90 ٪ من مشاريعنا هي بناء وتصميم محطات في الخارج ، وفي هذا الصدد نستوعب أفضل المتطلبات وأفضل الممارسات من المنظمين الدوليين ، ووضع المعايير والقواعد ، من العملاء الدوليين.
في العديد من البلدان ، موضوع المتطلبات "الرقمية" مرتفع للغاية. لا يحتاج العديد من العملاء بالفعل إلى كائن مدمج في الخرسانة / الحديد ، وهو - هنا ، في الميدان. تحتاج الآن إلى تسليم
نموذج رقمي للكائن ، والذي سيعيش بعد ذلك طوال دورة الحياة الكاملة لمحطة طاقة نووية. تم بناء المحطة لمدة 5-10 سنوات ، ثم تم تشغيلها لمدة 60 عامًا أو أكثر ، أي أن كل ما قمنا به (مع مراعاة إيقاف التشغيل حتى 100 عام) سيتم استخدامه والعيش في المنشأة المناسبة. في نفس الوقت ، كما تعلمون ، كل عام تقريبًا في مجال تكنولوجيا المعلومات ، من وجهة نظر التكنولوجيا ، هناك شيء يتغير بشكل كبير ، وكيفية التنبؤ بذلك لمدة 100 عام ، بالطبع ، مشكلة كبيرة.
محطة الطاقة النووية - اليوم ، على الأرجح ، واحدة من أكثر المرافق تعقيدًا التي تبنيها الإنسانية ، من حيث تعقيد المنشأة ، وعدد المشاركين ، بالإضافة إلى ضمان سلامة هذه المرافق. لذلك ، بدون التكنولوجيا الرقمية ، يكاد يكون من المستحيل بناء هذه الكائنات. الآن ، العملاء (على الرغم من حقيقة أن المرفق معقد) في كل مرة يضعون متطلبات لبناء المنشأة "أسرع" و "أرخص" ، بينما نقوم في نفس الوقت ببناء وتصميم 30 من هذه الأشياء المعقدة في بلدان مختلفة من العالم ، وإدارة مثل هذه المجموعة من المعلومات بدون رقمية التكنولوجيا مستحيلة. على سبيل المثال ، المعلمات الرئيسية هي مئات الآلاف من المواضع لمعدات مختلفة ، وكل موقف في حد ذاته هو كائن هندسي معقد. هذه هي عشرات الآلاف من الفئات الفريدة من المعدات ، وعشرات ومئات الآلاف من متطلبات المدخلات الرقمية (سأخبرك المزيد عن هذا لاحقًا) ، وهذا نموذج معلومات يحتوي على مئات الآلاف ، وأحيانًا ملايين العناصر المترابطة ، وهذا ليس المنتج النهائي: لا يزال النموذج "يتدفق" ، يتغير ، يعمل عدد كبير من المشاركين في وقت واحد مع هذه المعلومات الرقمية ، وينشأ عدد كبير من التصادمات بينهم ، ومن المهم جدًا ربط هذه العملية بالكامل بحيث لا يسافر المحور بالطبع ، هناك قضايا تتعلق بإعداد "حاويات" لتخزين هذه المعلومات ، وإنشاء روابط بين العناصر ، لقبول / فحص / اختبار كل ما يحدث في عملية التصميم. في مرحلة التصميم ، تظهر معظم المعلومات حول الكائن ، وعندئذ فقط ، في مرحلة البناء ، تتغير. في مرحلة التصميم فقط ، يتم إنشاء نموذج معلومات للكائن ، لدينا مجموعة من التقنيات - هناك الكثير منها ، لكنني أبرزت العديد من التقنيات الرئيسية التي تسمح لك بإدارة هذه المعلومات بحيث لا تنهار.
نموذج المعلومات ونموذج V
واحدة من المراحل الأولى هي
إنشاء نموذج معلومات ، والذي يتضمن بالطبع مفهوم 3D. (من السهل فهم النموذج ثلاثي الأبعاد لأن كل شيء يتم تقديمه بصريًا.) نحن نتحدث عن نموذج المعلومات لأن الأبعاد الثلاثية
جزء من المعلومات: هناك الكثير من البيانات والخصائص الرياضية المختلفة. خذ عنصرًا ، على سبيل المثال ، مضخة (منها ، كما قلت بالفعل ، مئات الآلاف): لكل منهم مجموعة معينة من السمات المميزة لهذه المضخة ، وتتغير هذه السمات طوال دورة الحياة بأكملها. نموذج المعلومات هذا هو في الواقع مصدر واحد للحقيقة ، والذي يلجأ إليه الجميع ، ويأخذون هذه المعلومات ويستخدمونها في عملهم عند تصميم أشياء كبيرة مثل محطة للطاقة النووية.
وفقًا لذلك ، يتم إنشاء
مساحة معلومات واحدة حول نموذج المعلومات ، مما يسمح لجميع المشاركين بالوصول إليها ، وتتبع التغييرات التي يجريها أو بعض المشاركين الآخرين في المشروع التي يتم توزيعها جغرافيًا ، والشيء الوحيد الذي يجمعهم هو هذه المعلومات نموذج.
نقطة مهمة هي
عمليات إدارة المتطلبات وعمليات إدارة التكوين . جاءت معظم هذه العمليات في وقت واحد على وجه التحديد من إدارة المشاريع التي انتقلت من هندسة البرمجيات ، وتحولت إلى هندسة النظم (هذا بالفعل عن الكائنات الهندسية الكبيرة التي تم إنشاؤها في العالم المادي).
على الأرجح ، الجميع على دراية بمفهوم "نموذج V" - في الواقع ، تم تطوير البرنامج أيضًا وفقًا لنموذج V: يتم تشكيل المتطلبات ، ويتم تشكيل الهندسة المعمارية في المرحلة التالية ، وتستمر عملية التصميم (المشروع ، التصميم ، التصميم التفصيلي) ، ثم مراحل التنفيذ إنشاء كائن. ثم تأتي عملية النسخ الاحتياطي ، عندما يكون من الضروري اختبار ، وإجراء عمليات مختلفة تتعلق بالتحقق ، والقبول ، والتحقق ، وتمريرها في النهاية إلى العميل ، الذي يجب عليه التأكد من أنه تلقى بالضبط ما قصده. لذلك ، هناك عمليتان - التحقق والقبول. أعتقد أن الجميع يعرف كيف يختلفون. الشيك عبارة عن مراسلات
رسمية للمهمة الفنية: كان لديك 500 رغبة - اخترنا عكس كل منها ، والآن حققنا 500 إجابة
رسمية . والقبول يشمل أيضًا
إرضاء العملاء ، أي أنك لم تحقق كل شيء
رسميًا فحسب ، ولكنه حصل بالفعل على ما أراد. لذلك ، كلتا العمليتين مهمتان.
إن نموذج V واسع للغاية ، لأنه في العالم الحديث لا يوجد أحد ينتظر انتهاء مرحلة واحدة (على سبيل المثال ، مرحلة تطوير المتطلبات) ، يبدأ التصميم والتصنيع. إذا نظرت إلى الشريحة (t ، time) ، فإن الخط الأحمر العمودي المستقيم يظهر فقط أن المشروع في وقت واحد في عدة مراحل من دورة الحياة ، أي في مكان آخر ، ربما يقوم العميل بتحديد المتطلبات ، في مكان ما يكون تطوير المشروع على قدم وساق ، وفي مكان ما ، تقريبًا ، بدأوا بالفعل في حفر حفرة (لأن كل شيء واضح عنه ، هناك بالفعل مشروع ، وما إلى ذلك) د.). وبالتالي ، في هذا الصدد ، تنشأ متطلبات أكبر لتنسيق المشاركين في المشروع ، لأنك لا تنتظر نهاية المرحلة. في الواقع ، ترتبط هذه المواضيع بالنهج المرنة ، مع Agile - يتم استخدامها الآن بنشاط في مرحلة البناء ، لأنه لا يمكنك إدارة عدة مراحل متوازية في نفس الوقت إذا لم تقم بتطبيق مثل هذه الأساليب المرنة وأحداث بناء الفريق ، عندما يكون المشاركون في مختلف مراحل في نفس الوقت العمل على المشروع.
ما معنى البيضاوي الأحمر الأفقي: في الواقع ، تتركز القيمة الكاملة لإدارة المشروع (بما في ذلك المشروع الكبير ، ربما حتى في المقام الأول) داخل هذا الشكل البيضاوي. كل ما هو فوقه هو دور
العميل : فهو يشكل الفكرة ، وأحيانًا مجردة للغاية ، وأحيانًا يتم إضفاء الطابع الرسمي عليها ، ثم يأخذ المنتج في التشغيل نتيجة لذلك. كل شيء تحت البيضاوي يمكن أن يكون مقاولين مختلفين ، مشاركين ، موردين ، بعض الشركاء. مركز البيضاوي - هذه هي الميزة الرئيسية ، أي يجب أن تكون قادرًا على التحدث مع العميل وصياغة المتطلبات بشكل صحيح ؛ من الضروري تحليلها بشكل صحيح ، للتأكد من أن الجميع يفهمونها على قدم المساواة (هناك معايير رسمية لكيفية اختبار وقبول هذا الشرط في العمل) ؛ يجب أن تكون قادرًا على تعيين المهمة إلى طبقة أدنى من المشاركين (على سبيل المثال ، جميع المقاولين أو مطوري البرامج) بحيث يتم صياغتها بشكل واضح ولا يتم فقدان أي شيء. وفي الجزء الصحيح ، يجب أن تكون قادرًا على القيام بالعكس ، أي قبول العمل ، واختبار الامتثال للمتطلبات التي كانت في الأصل ، وتوضيح ذلك للعميل ، قائلاً: "انظر: ما تريد ، ثم نحن في الواقع ، هل أنت سلمت ".
جانب آخر عام ، نظري ، ربما جانب: ربما يكون الجميع على دراية بالمثلث الكلاسيكي لإدارة المشروع ، عندما يكون من الضروري توفير ثلاث معلمات - الوقت والتكلفة والجودة في المشروع. نكتة قياسية: "اختر أي اثنين". من حيث إدارة الوقت وإدارة التكلفة ، تم اختراع جميع التقنيات لفترة طويلة ، أي خذها ، وتطبيق أفضل الممارسات ، وتعلم التقنيات والتقنيات. لكن المشاكل الرئيسية التي تنشأ في المشروع تتعلق دائمًا
بالجودة . من تجربتي (ولدي الكثير من الخبرة في اتجاهات وصناعات مختلفة): هناك دائمًا مشكلة ما في بيان المتطلبات ، والتي تظهر بعد ذلك في نهاية المشروع ، أو قام شخص ما بشيء خاطئ ، تم فحصه بشكل غير صحيح ، تم اختباره ، و ظهر في الخطوة التالية. لذلك ، يجب التركيز بشكل أساسي عند العمل على مشروع ما على الجودة. يمكنك العمل بجودة ، في المعايير الدولية (ISO 9000 ، وما إلى ذلك) هناك أوصاف وثائقية موحدة لمفهوم الجودة.
ولكن هناك تقنيتان إضافيتان تقولان: تحتاج
إلى إدارة المتطلبات والتكوين . من المهم جدًا أن يكون هذان التمرينان بجودة عالية وتتبعهما ، خاصةً عندما يتعلق الأمر بالمشاريع الكبيرة. عمليات التصميم والتكوين هذه هي في الواقع إدارة الجودة للمشروع بأكمله.
بالنسبة لمشاريع البناء الرأسمالية ، على سبيل المثال ، محطة للطاقة النووية ، من المهم جدًا أن يكون لديك نموذج معلومات مفصل ، أي كل شيء تقريبًا تم ترقيمه الآن: إذا لم تفعل شيئًا في التقنيات الرقمية ، فعندئذٍ مع درجة عالية من الاحتمال ، سيكون هناك خطأ في مرحلة البناء. على سبيل المثال ، هناك نوع من أنبوب التهوية وأنبوب متصل بإطفاء الحريق يتقاطعان في مكان ما ، ولن تجده في جهاز كمبيوتر حيث يمكنك
إصلاحه بثمن بخس وبسرعة ، ولكن عندما يتم لحام كل هذا بالفعل ، ثمل ، يتم إنفاق أموال حقيقية ، وستحتاج إلى كسر شيء ما ، وإعادة تصميمه ، وأحيانًا يجب تغيير شيء ما من حيث الموافقات على المشروع - وهذا يؤثر على الفور على التكلفة والتوقيت. لذلك ، من المهم جدًا اختبار أشياء كثيرة
في بيئة افتراضية . في الواقع ، عندما نقوم ببناء / إنشاء كائن ، نقوم باختباره مرتين: لأول مرة نقوم بعمل مضاعفة
رقمية بالكامل في بيئة المعلومات والتحقق من تشغيل الأنظمة ، والعمل المتعلق بالبناء والتصميم ؛ في المرة الثانية التي يمر فيها الاختبار الأول في العالم المادي الحقيقي. هذه نقطة مهمة للغاية ، لأنها الآن الاتجاه الأكثر أهمية من وجهة نظر "الفيزياء": يتم عمل الكثير في الكمبيوتر.
في السابق ، على سبيل المثال ، كيف تم صنع الطائرة: تم تصميمها ، ثم نفذت عددًا كبيرًا من الاختبارات الميدانية (أنبوب هوائي ، نماذج ضخمة) ، تم تفجيرها بالكامل ، ثم تم بناء الطائرة ، تم اختبارها - استغرق الأمر عدة سنوات ... تم تعيين المهمة - هل من الممكن القيام بكل ذلك في
ظاهرية البيئة ، أي حتى تقلع أول طائرة تبني على الفور وتطير وفقًا لخصائصها الكامنة. تم حل هذه المشكلة الآن: تم تصميم معظم الطائرات بالكامل في الكمبيوتر وتم اختبارها هناك لدرجة اختبار جميع خصائص الرحلة ومن ثم إعطاء
مهمة التصنيع
الصحيحة ،
ومراقبة عملية التصنيع بحيث يتطابق كل شيء مع النماذج الافتراضية - وتم تصميم أول طائرة تحلق الطائرة وفقًا للخصائص (من الواضح أن هناك بعض التحسينات الطفيفة ، ولكن ليس هناك الكثير من النقد كما كان من قبل).
هناك وضع مشابه يحدث الآن في البناء الرأسمالي: يجب أن يتم كل شيء تقريبًا في بيئة
افتراضية ، وعندها فقط في مرحلة البناء ، يجب أن تكون المهمة الرئيسية هي التحقق من أن المبنى الحقيقي يتطابق مع ما رسمته في الكمبيوتر ، وأن كل شيء تم القيام به لهذا الغرض فقط التكنولوجيا. على سبيل المثال ، هناك ما يسمى
بالخطط التكنولوجية : نقوم بمحاكاة العمليات
المادية لتشغيل المعدات ، ونرى كيف ستتصرف في بيئة معينة ، وكيف ستضخ السائل / الغاز ، وما إلى ذلك - كل هذا يتم محاكاته في كمبيوتر متصل بـ 3D .
من المهم جدًا ألا تفقد أي شيء في الأبعاد الثلاثية ، في نموذج المعلومات هذا: ترسم رسمًا بيانيًا ، وتعمل من أجلك بطريقة معينة ، ثم يتحقق الكمبيوتر من أنك لم تنس حقًا أي صمام أو قطعة من الأنابيب يجب أن تكون من حيث تكنولوجيا العمليات. الآن يفحص الكمبيوتر الكثير من الأشياء للمصمم. يمكنك أن تقول ، "من فضلك ، ضع لي أنبوبًا من هنا إلى تلك الزاوية" ، وسيضع جهاز كمبيوتر يحتوي على قواعد معينة محددة فيه خط أنابيب. ربما تتذكر من أفلام الخيال العلمي كيف يتم عرض عملية تصميم الأشياء: يتم تعليق شاشة مسطحة كبيرة ، وهناك يصمم الناس ناطحة سحاب مع بعض العلامات - نحن في الواقع قريبون من هذه التقنيات ، مبدأ التصميم التوليدي في كثير من النواحي يتوافق مع هذا. من المهم نقل أكبر قدر ممكن من المعرفة والقواعد إلى الكمبيوتر.
إدارة المتطلبات
عملية مهمة ، كما قلت ، هي
إدارة المتطلبات . عند "المدخل" ، عندما يأتي إلينا العميل ، وهو مؤهل بشكل خاص ، لا يعطينا مهمة فنية كلاسيكية (التلمود على الورق "تجميع محطة") ، ولكن
قاعدة بيانات للمتطلبات الرقمية . هذا هو ما يقرب من 15-20 ألف متطلبات ، كل منها له شكل رسمي ، والمهمة هي ضمان الوفاء بهذه المتطلبات خلال المشروع ، أي سيتم فحص المشروع للتأكد من امتثاله لهذه المتطلبات. ويقول العميل: “في مرحلة العملية
الكاملة لإنشاء كائن ، تصميم كائن ، أنت تثبت لي في كل مرة أنك تقوم بهذا الكائن باسم تلبية المتطلبات ، ولا تأتي بشيء لجلب مشروع لا يفي بالمتطلبات في خمس سنوات. يجب أن يكون لديك نظام معلومات يمكنني الدخول إليه في أي وقت وأن أرى أن جميع الإجراءات التي تتخذها تتعلق بطريقة أو بأخرى بتلبية المتطلبات التي حددتها لك في الأصل. "
من المهم أن هؤلاء 15-20 ألف ليسوا المتطلبات النهائية. نعم ، في كثير من الأحيان يبدو أنها وقحة وبسيطة للغاية - على سبيل المثال ، "الامتثال لمثل هذا المعيار". ولكن في الواقع ، يمثل هذا المعيار في حد ذاته مجموعة كبيرة من متطلبات المستوى التالي ، وإحدى المهام الأولى هي الوصول إلى المتطلبات النهائية الأخيرة ، والتي يمكن بالفعل حسابها / قياسها. وبسرعة كبيرة ، يتحول هؤلاء 15-20 ألفًا إلى مئات الآلاف. أنت تدرك أنه بدون تكنولوجيا المعلومات يكاد يكون من المستحيل القيام بذلك.
علاوة على ذلك ، لكل متطلب ، تحتاج إلى امتلاك برنامج اختبار ومنهجية اختبار وعدد كبير من المشاركين في المشروع الموزعين جغرافيًا في هذا الأمر ، وهذا فقط (عندما نتحدث عن الشكل البيضاوي الأفقي الأحمر على النموذج V) هو القيمة الرئيسية لإدارة المشروع الجيدة.
كل هذا يحدث ، أولاً وقبل كل شيء ، من خلال تقنية العمل مع المتطلبات - فهم يعيشون طوال دورة الحياة. في المرة الأولى التي تتحقق فيها من المتطلبات ، عندما تقوم بتنفيذ نماذج المعلومات ، تقوم بتطوير التصميم ووثائق العمل - تقول: "انظر ، لقد قمنا بصنع نموذج رقمي للكائن وهو يلبي متطلباتك." في هذه المرحلة ، يتم الاختبار ، اختبار القبول - يقول العميل: "نعم ، ممتاز!". بعد ذلك ، المرحلة الثانية ، عندما تبدأ في شراء المعدات وتعيين أيضًا مجموعة المتطلبات المناسبة للمصنعين وموردي المعدات (بالفعل عن قطعة الحديد
المحددة التي ستكون في هذا المشروع) ، والتحقق من أنهم يصنعونها حقًا في المصنع بالطريقة التي صممت بها في نموذجها بحيث تلبي المتطلبات الأساسية. المرحلة التالية هي عملية البناء ، عندما تأتي كل هذه القطع من الحديد والمضخات والصمامات إلى الجسم ، وأنت من مصمم كبير ، تقوم بتجميع كائن معقد منها. ولكن هناك مئات الآلاف من هذه العناصر ، ويجب أن تكون جميعها متصلة ببعضها البعض ، ويتم فحصها. وفي هذه المرحلة ،
يتم التحقق من
تكنولوجيا التصنيع ، ويتم اختبار العملية نفسها. عندما يتم بناء الكائن بالفعل ، فأنت تختبر - هل يعمل بالطريقة التي صممت بها أصلاً في نموذج المعلومات؟
إدارة التكوين
التالي هو عملية ، دعنا نقول ، المستوى التالي في التعقيد - هذه
هي عملية إدارة التكوين . إنه في الواقع بسيط للغاية. من وجهة نظر أيديولوجية ، هناك ثلاثة كيانات تتحكم فيها في المشروع:
- ما الذي تريد القيام به ، أي , , , , ;
- , , .. , : , , — ;
- , .
يقول معيار إدارة التكوين شيئًا بسيطًا: يجب عليك التأكد من أن جميع هذه العناصر الثلاثة متسقة في أي وقت. ثم اتضح أنك قمت ببناء الكائن بشكل نوعي ، وفقًا للمتطلبات ، ووصفت ما قمت به بالفعل وفعلت ما وصفته بالفعل. ولكن عندما يكون لديك ، كما سبق أن قلت ، مئات الآلاف من المتطلبات ، وملايين العناصر في المشروع ، وآلاف المشاركين ، ثم إدارة هذه العملية والتأكد من أن العناصر تتوافق مع بعضها البعض تتحول إلى مهمة معقدة للغاية ، والتي من حيث تكنولوجيا المعلومات قد تم تناولها مؤخرًا فقط من وجهة نظر عملية : بعد كل شيء ، لا ينبغي أن يكون هذا شيئًا علميًا ، ولكن يجب أن يكون شيئًا عمليًا ، أي الناس العاديين ، والمصممين البسيطين ، والمثبتين. لدينا الآن مثل هذه التكنولوجيا ،وهي مبنية فقط على نموذج وجودي للبيانات يتم خياطته في البداية في النظام.
هنا علامة- هذا هو العنصر المركزي في النظام ، وموضع التصميم (وبعبارة أخرى ، المضخة ، الصمام) ، في الواقع ، ما يتكون جسمك. في حالتنا ، هذه هي مئات الآلاف من العناصر - كل واحد منهم متصل بطريقة شبكة مع مجموعة معينة من الخصائص والسمات ، أي له خصائص متعلقة بالفيزياء (ثقيلة ، خفيفة ، حمراء ، بيضاء ، إلخ) ، مع معلماته (مدى سرعة ضخه السائل) ، بشكل عام ، ما يفعله هذا الكائن. لديه وصف حتى تتمكن من الشراء. في البداية ، لا تعرف حتى نوع المضخة وما هي المحطة التي ستنتجها - أنت تعرف فقط أنه يجب ضخ السوائل من مكان إلى آخر. هذه خاصية مميزة. وعندها فقط تصبح متضخمة مع بعض العناصر التي تبين أن هذا منتج معين. يجب أن تكون واضحًا حيث يوجد هذا العنصر:إذا كنت تتخيل محطة للطاقة النووية (بشكل مشروط - 150 قطعة موجودة في مكان قريب) ، فأنت بحاجة إلى فهم مكانهاماديًا - في أي طابق ، وفي أي نظام هندسي ، وفي أي مبنى ، يكون أيضًا مجموعة من المعلمات التي تحدد الجغرافيا والموقع. هناك العديد من هذه المعلمات. تنشأ شبكة من السمات المختلفة المترابطة معنوياً ، والتي يتم وضعها في نموذج البيانات ، والتي تسمح بعد ذلك لجميع المشاركين في المشروع بالتحكم في عمليات التكوين.يظهر مثال في الصورة أدناه: في البداية تعتقد أن هذا هو نوع من "الشيء" (كما يعتقد المصمم: "يجب أن يكون هناك شيء يضخ السائل من هذه النقطة إلى هذه النقطة بسرعة معينة"). في الخطوة الثانية ، تظهر مجموعة من المعلمات (يتم تمييز الأمثلة باللون البرتقالي في الصورة). ثم تنتقل إلى المرحلة التالية من دورة حياة المشروع ، حيث تدرك أنه في الواقع يجب أن تكون هناك قطعتان ، لأنك تحتاج إلى احتياطي (إذا انكسر أحدهما ، يجب تضمين الثانية) ، إلخ. هناك مخطط منطقي: لا تزال هناك مجموعة من المعلمات المميزة لهذا العنصر في هذه المرحلة. ثم انتقل إلى المرحلة التالية ، حيث تقول: "نعم ، الآن أفهم أنك في الواقع مضخة ، وليس صمامًا ، لديك مثل هذه الخصائص ، ويمكنني البدء في الشراء".وفي النهاية ، تشتري عنصرًا محددًا ، وتأتي قطعة معينة من الحديد مع رقم تسلسلي يقول "أنا لست مجرد إبريق شاي - أنا إبريق من الشركة المصنعة لمثل هذا وذاك تحت هذا الرقم وهذا" - وهذه خاصية أخرى. هذا مثال على حركة عنصر واحد طوال دورة الحياة.
كما قلت بالفعل ، هناك مئات الآلاف من هذه العناصر التي تعيش حياتها في نفس الوقت ، وهذا يعني أنه في وقت ما تنظر إلى نموذج المعلومات الضخم هذا مثل فيل - من ناحية رأيت ذيلًا ، من ناحية أخرى - الجذع ، ويرى الجميع هذا النموذج من برج الجرس. من المهم للغاية التوفيق بين بعضهم البعض والقول: "في الوقت الحالي ، هذا القسم من هذا النموذج مهم بالنسبة لنا." تنشأ ما يسمى بخطوط التكوين، أي تقول: على الرغم من وجود مليون عنصر هنا ، فإن 25 ألفًا مهمة لنا اليوم - ونحن نراقبهم ، نريدهم ألا ينتهكوا معاييرهم. وتنشأ العناصر التالية فقط في المرحلة التالية ، وإلا ستكون هذه العملية ببساطة غير قابلة للسيطرة. خطوط التكوين هي فقط ما يسمح لك بالاحتفاظ بمثل هذه الكمية الكبيرة من البيانات في رأسك في نفس الوقت.
اختبار الممارسة
على سبيل المثال ، حول محطة للطاقة النووية ، نقول أن لديها نموذج معلومات ، ولدينا شيء آخر في الاعتبار: عندها سيتم تشغيل هذا الكائن ، ولديه عمليات تشغيلية وتكنولوجية موجودة (يجب أن يولد طاقة كهربائية ، ويعمل وفقًا لمبادئ معينة) . وفقًا لذلك ، هناك نظام معلومات تحكم يدير هذا الكائن. في عملية تصميم وإنشاء الكائن نفسه ، بالتوازي مع نموذج V ، تقوم بتصميم وإنشاء نظام آلي للتحكم في العمليات التكنولوجية للكائنالذي ستبنيه. يمر هذا النظام أيضًا بالمراحل المقابلة من دورة الحياة. تم تجهيز محطة الطاقة النووية بعدد كبير من أجهزة الاستشعار التي تنتج معلومات مختلفة ، وهي متصلة ببعضها البعض في شبكة الكمبيوتر ، وبالتالي ، يجب عليك أيضًا تصميم الكائن واختباره: هل إشارات التحكم تذهب حقًا إلى هذه المحركات كما تقصد في الكمبيوتر ؛ هل سيحدث ذلك بالضغط على الزر فلن تفتح شيئًا ، ولكن ستغلقه. يتم اختبار هذا العنصر في الكمبيوتر ككائن كلاسيكي ، ثم يتم اختبار كل نظام هندسي بشكل منفصل ، ثم يتم اختبار الكائن بأكمله ككل ، ويتم الحصول على نهج متعدد المراحل لقبول نتائج العمل المنجز. ومن المهم جدًا أن تتم معظم الاختبارات على جهاز الكمبيوتر ،لأن الوضع هنا أكثر تعقيدًا من مجرد تصميم وإنشاء كائن.
تُظهر الصورة مثالاً: جزء من لوحة التحكم في محطة للطاقة النووية. هذا تخطيط يتم فيه ربط عمل جميع الخوارزميات التي ستقف عندها على كائن حقيقي رياضياً - وتختبر أداء هذه العناصر مقدمًا. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الكائن معقد للغاية ، يجب أن تعمل خدمة التشغيل بأكملها (الأشخاص الذين سيجلسون هنا ثم يتخذون القرارات) على جميع مهاراتهم وممارساتهم وردود أفعالهم تجاه بعض الأحداث مقدمًا ، كما لو كان على مستوى جهاز محاكاة ، لعبة كمبيوتر (لكن حقيقي فقط). يعد هذا أيضًا أحد عناصر الاختبار ، لأنه يتم اختبار الأشخاص لمعرفة كيفية تفاعلهم مع الأحداث ذات الصلة. وبالتالي ، تحدث الكثير من الأشياء في البداية في العالم الافتراضي .المرحلة التالية هي مرحلة البناء ، إنشاء الكائن نفسه ، عندما تخرج بالفعل إلى الحقل ، تبدأ في الحفر ، صب الخرسانة ، تخمير المعدن ، إلخ. هناك نقطة مهمة جدًا هنا: عليك أيضًا تصميم العديد من الأشياء مقدمًا في الكمبيوتر: يجب أن ترى تسلسل العمليات ، وأن تفهم أن هذه المضخة الكبيرة ستناسب حقًا هذا الفتح ، هذا الباب (وليس كما هي بالفعل: لقد أحضرته ، ولا يمكن سحبها ، لأن الأبواب أصغر). مثال شائع: تم إحضار بيانو إلى منزلك ، ولكنه لم يتناسب مع الباب. عند بناء محطة للطاقة النووية ، لا ينبغي أن يكون هذا من حيث المبدأ، على الرغم من وجود مئات الآلاف من هذه "البيانو" ، ومن الواضح أنه بدون محاكاة الكمبيوتر ، والتحقق من جميع المسارات ، وتسلسل العمليات ، يكاد يكون من المستحيل القيام بذلك. وهذا يعني أن الكائن سوف تحتاج إلى اتخاذ بعض غير القياسية الحلول (والذي هو ليس صحيح)، لذلك قمنا بتطوير بما في ذلك تكنولوجيا النمذجة عملية البناء .
في الصورة ، الرافعات والآلات والآليات ليست صورًا ، ولكنها نماذج حركية، ولديهم عالم رياضيات في الداخل ، والذي يوضح ما أعطته هذه الرافعة ، وما إذا كانت سترفع هذا الحمل الإجمالي على هذا التواصل وتجلبه إلى حيث هو مطلوب. ترتبط جميع التقنيات تقريبًا بألعاب الكمبيوتر ؛ وقد تم استخدامها منذ فترة طويلة في المجال العملي. في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، نقوم باختبار موقع المعدات على الموقع ، لأنه إذا تم تثبيته بشكل غير صحيح ، فهذه أشهر من إعادة التصنيع. هذه آليات حديد ضخمة ، يجب وضعها بشكل صحيح على الفور.يحدث ذلك بالمثل من وجهة نظر تسلسل العمليات: من ، ولماذا نقوم بذلك أولاً ، نقوم بطهي أنبوب واحد أو آخر - يجب اختبار التسلسل بأكمله. تشارك منظمات مختلفة في هذا ، لذلك ، إذا لم تقم بذلك بشكل مركزي (في نظام الكمبيوتر) ، فعندئذٍ تنشأ كمية كبيرة من التناقضات فيما بينها.
الصورة في الصورة صغيرة ، ولكن المعنى هو هذا: في أسفل اليمين هو في الواقع برمجة عمل المثبت لأداء هذه العملية أو تلك ، تسلسل ما يجب عليه القيام به (حتى الجدولة حسب اليوم ، وأحيانًا بالساعة). ولكن عندما يكون لديك أفق مدته 5 سنوات ، فإن التخطيط اليومي هو تخطيط مفصل إلى حد ما. في الواقع ، نحن نبرمج عملية عمل المثبت على الموقع ، ويجب اختباره أيضًا في بيئة الكمبيوتر.البناء الرقمي
في الواقع ، الاتجاه هو أنه سيتم استبدال المزيد والمزيد من الأشياء ، بما في ذلك الروبوتات. إذا نظرت إلى مصنع BMW الذي يصنع السيارات ، فلا يوجد أي شخص هناك. قبل بضع سنوات ، كان هذا مستحيلاً. كيف الحال؟ من وجهة نظري ، أصبح هذا ممكناً فقط بسبب حقيقة أن كل هذا تم رقمنته. إذا كان الكمبيوتر قادرًا على لعب الشطرنج ، فليس هناك مشكلة في لحام الآلة ، إذا تم رقمنة كل شيء بشكل صحيح ، وخضوعه للخوارزميات ، وفحصه.
هناك اتجاه مماثل في تكنولوجيا البناء الرأسمالي. لسنوات عديدة كانت هناك طابعات ثلاثية الأبعاد تطبع في المنزل ، على الرغم من أنها بسيطة ، على الرغم من وجود مبنى طويل متعدد الطوابق. من الواضح أنه لا يمكن القيام بذلك باستخدام مثال لمحطة الطاقة النووية ، ولكن الاتجاه هو ذلك فقط. يبدأ الأمر على هذا النحو: تعلم الكمبيوتر لعب لعبة الداما ، بعد عدد معين من السنوات تعلم لعب الشطرنج ، أي الاتجاه أمر لا مفر منه - كلما طبقت تقنيات رقمية ، وقمت بإعداد العمليات والخوارزميات ، زادت احتمالية أن يتم تنفيذ عمل أقل ذكاء بواسطة الكمبيوتر.
أحد الأمثلة في الصورة: في الواقع ، نقوم ببرمجة عمل المثبتات على الموقع - هناك أدوات مناسبة وآليات تكنولوجيا المعلومات. كمثال (أسفل اليسار) ، شيء مشابه لمحطة الدفع عبر الهاتف المحمول هو كشك مضاد للتخريب يقف مباشرة في الحفرة أو في الكائن في الخرسانة ، في المعدن ، مغطى بالغبار ، مع الحماية المناسبة. يمكن لأي مثبت الاقتراب منه ، وإدخال كلمة المرور الخاصة به ، ورؤية نموذج ثلاثي الأبعاد للكائن الذي يجب عليه القيام به الآن ، أو طباعة المهمة أو نسخها عبر Wi-Fi ، والذهاب للقيام بهذا العمل ، ووضع علامة على ما قام به ، والعودة وأخذ المهمة. في السابق ، لهذا ، كان عليه أن يذهب ، على سبيل المثال ، إلى المقر ، الذي يقع على بعد كيلومتر من الجسم - الآن كل شيء يحدث مباشرة على الموقع. وهي تقترب أكثر فأكثر: قريبًا لن تكون هناك حاجة لهذه الشاشات ، سيتلقى الشخص كل هذا مباشرة على الجهاز اللوحي. حتى الآن نضع مثل هذه الأشياء ، لأن هناك الكثير من شبكات الاتصال الملموسة والمعدنية والحديثة التي لا تعمل دائمًا ، ولم تعد هناك قيود. الجيل الأصغر الآن ، بدون هاتف ذكي أو جهاز لوحي ، غير موجود من حيث المبدأ. أولئك الذين أصبحوا الآن بناة يعملون بالفعل في قاعدة البيانات باستخدام تقنيات الكمبيوتر ، من حيث المبدأ ، لن يحتاجوا إلى رسومات بعد الآن ، ربما يكون جهاز محاكاة في الكمبيوتر كافيًا ، مما يوضح ماذا وأين ولماذا يجب على الشخص القيام به. هذا أسرع من رسم الخرائط بالطريقة القديمة.
علاوة على ذلك ، إذا انتقلنا ، فهناك مثال من محطة روستوف ، بدأنا في تشغيله في ما يسمى باستوديو النمذجة المرئية. في الواقع ، إنها سينما هندسية ثلاثية الأبعاد عندما ترتدي نظاراتك ، وبشكل تقريبي ، تجد نفسك داخل محطة الطاقة النووية - ترى الأنابيب من حولك ، يمكنك حتى تحريكها ، وإعادة جدولة (العديد من الأشخاص يفعلون ذلك في نفس الوقت) ، يمكنك رؤية تسلسل العمليات ، اختبار ما إذا سوف يمر عنصر أو آخر. يتم عقد اجتماعات صعبة مختلفة هنا: بدلاً من الذهاب إلى كائن يتم إنشاؤه ، على سبيل المثال ، في بنغلاديش ، يمكن لجميع المتخصصين الاتصال عن بُعد ورؤية الوضع الحالي في الكائن ومقارنته بنموذج افتراضي واقتراح بعض الحلول للفريق الموجود في هذا لحظة على الموقع. هذه حقيقة افتراضية موزعة ، وهي أيضًا عنصر في لعبة الكمبيوتر ، ولكنها تم نقلها إلى الأنشطة الهندسية والعملية. أنت لا تقتصر على الخضار في لعبة الكمبيوتر - فأنت تخلق حقًا نوعًا من القيمة من خلال بناء كائن كبير خطير ، وتطبيق نفس المهارات التي استخدمتها ، على سبيل المثال ، عند البرمجة أو نمذجة الكمبيوتر.
على سبيل المثال ، تظهر الصورة تركيب وعاء مفاعل ، وهو أحد العناصر الرئيسية لمحطة الطاقة النووية. كل ما على اليمين والأسفل هو
محاكاة افتراضية . تزن العلبة ما يقرب من 330 طنًا ، وهو عنصر ثقيل إلى حد ما ، ويجب أن يتم تركيبه بدقة المليمتر ، ولا يجب أن يكون منحرفًا بأي شكل من الأشكال. ثم يتم توصيل خطوط أنابيب ضخمة به ، حيث يتم أيضًا تنظيم درجات جميع زوايا الاتصال ، وإلا فلن يسير كل شيء وفقًا للمشروع. وبالطبع ، يتم محاكاة كل هذا في جهاز الكمبيوتر: العمليات ، يتم محاكاة الرافعات ، وعندها فقط يتم تثبيت الكائن في المكان الصحيح ، حيث ، على سبيل المثال ، بمساعدة المسح بالليزر ، يتم إجراء الاختبار - هل حققنا بالفعل جميع المعلمات التي تم وضعها في الأصل في المشروع ؟؟؟
في الصورة - مثال آخر: في مرحلة ما من البناء لمراقبة تقدم البناء ، تقوم بتمييز النقاط في نموذج معلومات الكمبيوتر التي تريد تتبعها من حيث التقدم. ثم تقنية بسيطة للغاية - يتم التقاط صورة كروية بزاوية 360 درجة في هذه النقاط (لن تفاجئ أي شخص أيضًا) ، يتم دمجها مع نقطة من النموذج ثلاثي الأبعاد (يمكنك الالتفاف والتمرير والنظر) ، وعلى اليمين يمكنك انظر ماذا ، من وجهة نظر النموذج ، في تلك اللحظة من الزمن كان يجب أن يتم ذلك ، وعلى اليسار ترى صورة حقيقية لما يحدث بالفعل في هذه اللحظة في موقع البناء. ويمكنك أن تقارن بسرعة كبيرة ما إذا كان كل هذا يسير وفقًا للخطة أم لا وفقًا للخطة ، فهناك انحرافات أو لا انحرافات. سابقًا ، لهذا كان من الضروري إجراء عدد كبير من العمليات المقارنة - للنظر في المستندات ومقارنتها بالجدول الزمني - ولكن الآن بسرعة كبيرة ، في غضون دقائق ، يمكنك رؤية حركة المشروع ، وعن بُعد ، أي أنك لست مضطرًا للذهاب إلى هذا الكائن ماديًا ، كيف تحدث الأشياء. يوجد أدناه شريط تمرير زمني ، إذا قمت بتمريره ، فسيكون لديك "فيلم" حول ما يحدث - سواء في النموذج أو في الحياة الواقعية.
وفقا لذلك ، كما سبق أن قلت ، فإن نقطة مهمة ليست فقط النمذجة ، ولكن أيضا التحقق من حقيقة العمل. لم يعد يتم تنفيذ العديد من الأشياء "بالعين" عندما أتيت ورأيت - نعم ، لقد قمت بوضع معدات أو صب الخرسانة ، ولكن ليس لديك ضوابط رسمية. الآن هناك مثل هذه الوسائل - يمكنك مسح كائن بالليزر ، ومعرفة أنه لم ينحرف حقًا عن أي من محاوره. علاوة على ذلك ، الآن يمكن القيام بذلك باستخدام طائرات بدون طيار ، إذا تحدثنا عن أشياء ليست داخل المبنى ، ولكن على الموقع. تتطور التكنولوجيا بنشاط: لا يحتاج الشخص حتى إلى المشي وإضاعة الوقت إذا كان الجسم كبيرًا. علاوة على ذلك ، يمكنك بانتظام ، في ملء الوضع الآلي ، إطلاق طائرات بدون طيار وفقًا لبعض الخوارزميات ، والتي ستقوم بمسح وإعطاء المعلومات في الواقع ما إذا كان هناك أي انحرافات عما لديك في النموذج في الوقت الحالي. هناك عناصر تحكم أخرى مناسبة داخل الكائن ، وهي نفس الصور البانورامية الكروية - لذا فأنت في الواقع تقوم بعمل جزء من نظام التحكم الآلي (التحكم التلقائي ، الاختبار ، تحدث لغتك) عما إذا كنت تفعل بالفعل ما قمت ببرمجته في الأصل كمشروع ، في نموذج لنموذج المعلومات.
في الختام ، أود أن أقول أنه ، مع الأخذ في الاعتبار الرقمنة الكلية للعالم المادي (وأصبح الاتجاه أكثر وضوحًا) ، فإن المهارات التي يتم تطويرها الآن في صناعة تكنولوجيا المعلومات ، بما في ذلك الاختبار ، تتغلغل بشكل متزايد وأكثر نشاطًا في الصناعات المادية الحقيقية. وفي هذا الصدد ، ربما سأطلق العنان لإمكانات التكنولوجيا. على سبيل المثال ، عندما نأخذ موظفين ، نأخذ الكثير من الأشخاص إلى مناصب هندسية ، ولكن من صناعة تكنولوجيا المعلومات ، لأنه في بعض الأحيان يكون من الأسهل جعل مهندس من متخصص في تكنولوجيا المعلومات بدلاً من نقل مهارات هذه الثقافة ، والأساليب المرنة ، وما إلى ذلك إلى بعض المهندسين ، على الرغم من ذلك بالطبع ، ليس هذا هو الحال دائمًا.
إذا أعجبك هذا التقرير ، انتبه: في 6 إلى 7 ديسمبر ، سيأتي Heisenbug إلى موسكو مرة أخرى. ستكون هناك نصائح مفيدة ، وقصص مذهلة ، وسيتواصل عوالم المختبرين والمطورين مرة أخرى. يمكنك دائمًا رؤية الحالة الحالية للبرنامج (وإذا كنت ترغب في شراء تذكرة) على موقع المؤتمر.