Введение

Первый кейс, с которого начинается моделирование реальных объектов реальной инфраструктуры, будь то городской, телекоммуникационной, производственной, нефтегазовой и т.д., — это раздельный учет функциональных и физических объектов. Насколько я понимаю, с этой задачей пытался справиться стандарт ИСО 15926, затем системная инженерия, но все они только попробовали камень на зуб, но смогли ее решить. Дело в том, что они не смогли предложить адекватную модель активности, и поэтому не смогли предложить соответствующую методологию моделирования. В 2016 году я выступал на конференции Нефтегазстандарт – 2016, на которой представил решение этой задачи в общем виде. Об этом я писал ранее в статье Моделирование активов предприятия: современные стандарты и практика. В этой статье я расскажу про этот метод решения задачи, но теперь представлю его с точки зрения проекционного моделирования.

Постановка задачи

Пусть поставлена задача учета объектов электросетевого хозяйства. Эта задача поставлена двум отделам: производственно-техническому отделу (ПТО), который занимается эксплуатацией электросетей, и ремонтному отделу (РО), который занят поддержанием сети в рабочем состоянии.

Кажется, что в этой задаче все просто: ввел единицы учета и вперед! Например, создал в информационной системе модель трансформатора и готово! Однако надо быть очень внимательным. Одно и то же слово в разных отделах обозначает разные объекты. Если мы говорим с сотрудником ПТО, то под трансформатором он понимает трансформатор, установленный на подстанции и его функцию – преобразование напряжения. Если мы говорим с сотрудником ремонтного отдела, то под трансформатором он понимает трансформатор, при этом не обязательно подключенный к электросети.

Вы спросите: чем эти объекты отличаются? В конкретный момент времени ничем. Вот стоит трансформатор, он изменяет напряжение. Пока мы находимся здесь и сейчас, все прекрасно. Но, как только мы раздвинем временные рамки модели, разница станет очевидной. Представьте себе, что трансформатор на подстанции сломался. Пришла ремонтная бригада и заменила его на новый. После замены это будет тот же трансформатор, или другой? Ответ зависит от того, для кого вы строите информационную систему. С точки зрения ПТО трансформатор остался тем же. Более того, ПТО может даже и не знать, что замена состоялась. Процесс преобразования напряжения продолжается, а значит, трансформатор работает. Однако, с точки зрения ремонтников трансформатор поменялся. У него другой заводской номер, свой график обслуживания, другой вес. Получается, что ПТО и РО учитывают разные объекты? Да, так и есть. На практике, чтобы различать один объекты от другого принято называть первый тип объектов – техническим местом, а второй тип – единицей оборудования.

За пределами электросетевого хозяйства есть синонимы этим терминам. Техническое место – функциональный объект, единица оборудования – физический объект.

В статье Функция, сценарий и аппроксимация событий я показал, насколько школьная задача определения траектории самолета отличается от реальной задачи оценки вероятности его положения в заданное время в заданном месте. На примере учета трансформаторов можно увидеть, насколько институтская задача учета активов отличается от реальной задачи учета.

Понятия

Определим понятия с точки зрения проекционного моделирования.

Функциональный объект – это 4-Д объект, который проецируется на время в виде функции, а на пространство – в виде объекта. Пока функция есть, функциональный объект существует. В то время, как функционирование не совершается, функциональный объект не существует. Что делать, если функционирование прерывно? То есть функционирование прерывается интервалами тишины? Мы имеем множество функциональных объектов, один непрерывный, или один с перерывами во времени? В статье Роли, их моделирование в ИС я приводил примеры склейки и разделения ролей. Тем, кто читал ее, ответ очевиден: как захотим. В качестве решения можно поступать так, как вы сочтете нужным для ваших целей.

Мы привыкли к тому, что объекты должны сохранять свой вещественный состав. Функциональный объект по своей природе может не сохранять вещественный состав. Это похоже на пожарный шланг, по которому стремительно течет вода. Мы можем видеть его как объект, но вещественный состав его меняется постоянно. Так и с функциональным объектом. Мы можем видеть его, но вещественный состав может меняться. Если на место старого насоса поставят новый, функция перекачки газа не изменится, не изменится и функциональный объект. А вот вещественный состав поменяется.

Физический объект – это тот, на который можно нанести номер и быть уверенным, что этот номер сохранится. Как правило, физическим объектом называют объект с сохраняющейся вещественной частью. Например, упомянутый шланг с водой имеет сохраняющуюся вещественную часть в виде рукава. Но на самом деле нет никакого критерия, чтобы разделить физические и функциональные объекты. Просто заведено одни объекты считать физическими, а другие — функциональными. Так вот, задача ремонтного отдела в том, чтобы обеспечить работоспособность конкретного оборудования (читай — физического объекта, пришедшего с завода), чтобы оно могло выполнять роль функционального объекта (читай — функционировало). Физический объект проецируется на пространство в виде объекта, а на время его проекция не интересна.

Физические и функциональные объекты пересекаются в пространстве-времени, иногда занимая один и тот же объем. Чем дольше подобного рода пересечение, тем дольше работает конкретное физическое оборудование.

Принято считать, что функциональный объект связан с конкретным местом в проектной документации. И это путает многих новичков, потому что не понятно, как работа трансформатора связана с проектом? А, если проекта не было, или он был утерян, или строили по наитию, и ни у кого не было никакой идеи – само получилось, то получается, что функционального объекта нет? Конечно есть. Просто для объяснения разницы между физическим и функциональным объектом новичков часто путают проектом. Чтобы не путать, лучше его вообще не упоминать.

Решение задачи учета

Итак, у нас есть два разных объекта учета: трансформатор-функциональный объект и трансформатор-физический объект. Оба эти два 4-Д пространства имеют общую часть: 4-Д подпространство, в котором они пересеклись.

В информационной модели это пересечение моделируется парой атрибутов: «с» и «по». Например, у физического объекта могут быть такого рода пары со ссылкой на функциональный объект, что моделирует тот факт, что с такого момента по такой физический объект и функциональный пересекались в пространстве.

Эта модель может быть распространена не только на физические и функциональные объекты, но и вообще на любые, например, на материальные ценности предприятия. Понятно, что они могут иметь пересечения как с физическими объектами, так и с функциональными. И трансформатор – материальная ценность может отличаться как от трансформатора – физического объекта, так и от трансформатора – функционального объекта.

Кстати, физические объекты когда-то были функциональными, потому что все объекты когда-то были выделены в качестве объектов деятельности человека. Но со временем функция была утеряна, или их стало много. И функциональный объект обрел статус физического.

Вопросы к системной инженерии

У меня есть вопросы к системной инженерии. Как она учитывает функциональные объекты и учитывает ли их вообще? Понятно ли, что функция перекачки нефти одним насосом отличается от функции перекачки нефти другим насосом? Если да, то как моделируются эти функции в информационной системе? Как системная инженерия учитывает объекты других типов, например, материальных активов?