Алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной системы для интеграции производственных данных нефтегазодобывающей компании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Вейбер, Вадим Викторович
- Специальность ВАК РФ05.13.11
- Количество страниц 167
Оглавление диссертации кандидат технических наук Вейбер, Вадим Викторович
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ИНТЕГРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ КОМПАНИИ.
1 Л. Структура и бизнес-процессы современной НГДК.
1.2. Модель автоматизации НГДК.
1.3. Задачи создания единого информационного пространства НГДК.
1.4. Интеграция ИС и комплексов программ НГДК по производственным данным.
1.4.1. Производственные данные НГДК.
1.4.2. Потоки производственных данных НГДК.
1.4.3. Основные трудности интеграции производственных данных.
1.4.4. Методы интеграции по данным.
1.4.5. Промышленные стандарты интеграции по данным.
1.4.6. Выбор подхода к интеграции производственных данных НГДК.
1.5. Цель и задачи исследования.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», 05.13.11 шифр ВАК
Алгоритмическое и программное обеспечение системы управления производством газодобывающей компании2011 год, кандидат технических наук Богдан, Степан Александрович
Распределённая геоинформационная система для сбора и обработки производственной информации в газодобывающей компании2005 год, кандидат технических наук Шерстнёв, Владислав Станиславович
Комплекс программ для обработки и интерпретации данных скважинной геоэлектрики на основе единой информационной модели2013 год, кандидат технических наук Власов, Александр Александрович
Интеллектуализация автоматизированной системы аналитического контроля состава продуктов предприятий металлургии2013 год, кандидат технических наук Щербаков, Иван Вячеславович
Методы и средства интеграции разнородных информационных систем на железнодорожном транспорте2004 год, кандидат технических наук Ложечкин, Александр Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной системы для интеграции производственных данных нефтегазодобывающей компании»
В процессе развития крупной промышленной компании многократно возрастают ее информационные потоки и все более значимой становится правильная организация этих потоков внутри компании. Анализ проблем автоматизации нефтегазодобывающих компаний (НГДК) показывает, что «лоскутная автоматизация», т. е. наличие нескольких информационных систем (ИС) и специализированных комплексов программ разных поколений, присуща многим из них. Это объясняется тем, что никакая интегрированная ИС даже класса ERP (Enterprise Resource Planning - планирование ресурсов предприятия) не покрывает в перспективе всех потребностей в автоматизации такой компании, тем более ее специальных потребностей, связанных с особенностями производства непрерывного типа. Сегодня автоматизация НГДК, обеспечиваемая разнообразными эксплуатируемыми и вновь внедряемыми ИС и комплексами программ, как правило, часто сводится к автоматизации лишь отдельных участков и цехов производства, а не производственного цикла компании в целом. При этом многие производственные задачи решаются неэффективно или не решаются вовсе без совместного использования данных сразу нескольких ИС и (или) комплексов программ. Сегодня уровень интеграции таких ИС и комплексов программ весьма невысок: взаимосвязанные бизнес-процессы компании автоматизированы с использованием многочисленных унаследованных и устаревших решений по интеграции разнородных ИС и комплексов программ. Использование таких интеграционных решений ведет к большим рискам в части обеспечения надежности ИТ-поддержки бизнеса НГДК [14].
Все это указывает на то, что в нефтегазовой отрасли научная проблематика по интеграции эксплуатируемых в НГДК ИС и комплексов программ и, в конечном итоге, создания единого информационного пространства (ЕИП) таких компаний, особенно актуальна [32].
Существуют различные подходы к интеграции ИС и комплексов программ компании: по данным, по функциям, по интерфейсам и т.д. Наиболее перспективным и часто используемым из них является подход к интеграции ИС и комплексов программ по данным. Среди ученых, изучающих проблемы интеграции данных в крупных компаниях, следует отметить Д.В. Торшина, И.С. Михайлова, М.Р. Когаловского, J1.A. Калиниченко, В.В. Липаева, E.H. Филинова, A.B. Горбатова, A. Naumenko, Е. Rahm и других. [40, 3, 65, 66].
Решая проблему интеграции данных, ИТ-отделы компании нередко идут наиболее очевидным путем, создавая частные интеграционные решения, налаживая обмен данными между двумя и более конкретными системами. Нельзя отрицать очевидную эффективность такого подхода как в части производительности обмена данными (за счет использования «родных» для ИС и комплексов программ механизмов обмена), так и в части стоимости создания такого решения. Тем не менее, очевидными являются и недостатки, связанные, прежде всего, с недостаточной гибкостью и масштабируемостью таких решений. В результате экономия на разработке может нивелироваться существенными затратами на поддержку работоспособности частных решений в условиях постоянно меняющегося информационного пространства компании.
Существуют более унифицированные подходы к решению задачи интеграции данных на уровне компании, например, использование, так называемых интеграционных платформ. На рынке представлены универсальные интеграционные платформы, такие как Microsoft BizTalk, IBM WebSphere, Oracle Data Integration и т.п. [74, 85, 81]. Их отличительной особенностью является инвариантность к предметной области, позволяющая гибко строить интеграционные решения для различных бизнес-отраслей. Однако универсальность и гибкость, как это часто бывает, оборачивается неэффективностью в силу избыточности функционала, сложности архитектуры и отсутствия предметной ориентации. Важным фактором также является высокая стоимость системного программного обеспечения, входящего в платформу. Кроме того, эти программные продукты являются закрытыми для конечного потребителя, что не позволяет на их основе строить интегрированные системы обмена данными в рамках концепции открытых информационных систем, используемой сегодня в современных НГДК.
Анализ результатов работ этих исследователей и анализ ряда выполненных проектов интеграции ИС производственного назначения показал, что проблема интеграции производственных данных промышленных предприятий, в том числе компаний нефтегазовой отрасли, представляется недостаточно изученной, а большинство проектов по интеграции данных в крупных компаниях не завершились успешно из-за отсутствия общих подходов и способов решения этой проблемы. Более того, практически значимые алгоритмы и инструментальные программные средства для решения проблемы интеграции производственных данных, учитывающие специфику нефтегазовой отрасли, сегодня на рынке программного обеспечения отсутствуют.
Цель работы и задачи исследований. Целью диссертационной работы является создание алгоритмического и программного обеспечения инструментальной системы для интеграции производственных данных информационных систем и комплексов программ производственного назначения, эксплуатируемых в нефтегазодобывающих компаниях.
Для реализации поставленной цели необходимо последовательное решение следующих задач.
1. Разработка принципов построения и архитектуры инструментальной системы для интеграции производственных данных (СИПД) НГДК, включая интеграцию технологических данных различных АСУТП, используемых в нефтегазовой отрасли.
2. Создание интеграционной модели производственных данных (ИМПД) НГДК на основе предложенных принципов построения и сформулированных требований к разрабатываемой инструментальной системе.
3. Разработка алгоритмического обеспечения инструментальной СИПД. Решение данной задачи предполагает также исследование эффективности предлагаемых алгоритмов.
4. Разработка программного обеспечения (ПО) инструментальной СИПД. Результатом решения этой задачи должны явиться программные средства, созданные с учетом разработанных принципов и архитектуры инструментальной системы и реализующие предложенные алгоритмы.
5. Апробация и внедрение разработанной инструментальной системы при решении практических задач создания конкретных СИПД и интеграции с их помощью производственных данных современных НГДК.
Методы исследований. В работе использованы методы теории множеств, объектно-ориентированного проектирования ПО и проектирования БД, методология структурного анализа и проектирования SADT.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на VI и VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Молодёжь и современные информационные технологии» (г. Томск, 2008 г.; г. Томск, 2009 г.), XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Современная техника и технологии» (г. Томск, 2009 г.), VII и VIII Всероссийской конференции «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (г. Томск, 2010 г.; г. Томск, 2011 г.), 6th Central and Eastern European Software Engineering Conference (CEE-SECR) (г. Москва, 2010 г.).
По результатам исследований опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Кратко изложим основное содержание работы.
В первой главе рассматривается проблема интеграции производственных данных НГДК.
На основе результатов анализа нескольких российских НГДК описывается структура и бизнес-процессы типичной НГДК и рассматривается модель ее автоматизации. Показывается актуальность проблемы интеграции существующих в НГДК автономных ИС и комплексов программ и создания тем самым единого информационного пространства (ЕИП) компании. На основе проведенного исследования выбирается наиболее перспективный путь создания ЕИП: интеграция по данным, в первую очередь, автономных ИС и комплексов программ, автоматизирующих производственную деятельность компании.
Рассмотрены потоки производственных данных НГДК, показаны основные трудности при их интеграции. Во-первых, это разнородность эксплуатируемых ИС и комплексов программ, во-вторых, территориальная удаленность промыслов от офисов компаний и пространственная распределенность используемых АСУТП на каждом промысле и, в-третьих, огромные объемы технологических данных как основного подмножества множества производственных данных.
Проанализированы существующие подходы и технологии интеграции производственных данных промышленных предприятий, в том числе НГДК. Сделан вывод, что существующие технологии, подходы и стандарты интеграции недостаточно эффективно решают задачу интеграции производственных данных НГДК и, соответственно, необходимо их развивать.
С учетом результатов проведенного анализа и выбранного подхода к интеграции по данным ИС и комплексов программ, эксплуатируемых в НГДК, формулируются цель исследований и задачи, решаемые в диссертационной работе.
Вторая глава посвящена изложению сформулированных принципов построения инструментальной СИПД НГДК и описанию предложенной ее архитектуры, а также созданной ИМПД. С учетом сформулированных принципов построения и требований к функциональным возможностям инструментальной СИПД была предложена архитектура такой системы. Важной особенностью инструментальной системы, отличающей ее от существующих платформ интеграции, является объединение при создании ее архитектуры подхода к интеграции данных на основе интеграционной модели, базирующейся на отраслевых стандартах нефтегазовой промышленности, с принципами сервисно-ориентированной архитектуры (англ. Service Oriented Architecture, SOA). Основными компонентами инструментальной системы являются ядро и адаптеры, предоставляющие механизм унифицированного взаимодействия интегрируемых ИС и комплексов программ (участников) с ядром. Ядро инструментальной СИПД включает в себя набор инструментальных средств, обеспечивающих возможность построения на базе инструментальной системы конкретных СИПД для конкретных НГДК и модули, обеспечивающие выполнение основных функций инструментальной системы.
На основе принципов построения инструментальной СИПД и выдвинутых требований к интеграционной модели производственных данных, разработана структура такой модели. ИМПД инструментальной/конкретной СИПД предлагается рассматривать как результат интеграции двух составляющих: метаданных (описания предметной области в целом) и предметной составляющей (атрибуты и отношения конкретных производственных объектов участников, описание интеграционных процессов).
Анализируются потенциальные подходы к организации хранения производственных данных в ИМПД и показываются преимущества применения в этой модели подхода «Сущность-Атрибут-Значение» (англ. Entity-Attribute-Value model, EAV) перед другими. Проектируются структуры для хранения данных ИМПД на концептуальном уровне.
Показывается, что наиболее зрелым стандартом нефтегазовой отрасли, имеющим в своем составе описание производственных объектов, является PRODML, т. к. схема данных, предлагаемая этим стандартом, покрывает практически весь производственный процесс с момента добычи углеводородного сырья (УВС), подготовки товарной продукции до момента ее реализации.Классы и их атрибуты, описывающие производственные объекты в составе стандарта PRODML, взяты за основу метасоставляющей ИМПД. Структура интеграционной модели предусматривает возможность дополнения основного набора классов и их атрибутов, это и определяет гибкость модели в соответствии с требованиями конкретной НГДК и ее СИПД.
Проведен анализ эффективности предложенной интеграционной модели данных и ряда других моделей данных, используемых для описания производственных данных в современных НГДК. По его результатам сделан вывод, что положенный в основу ИМПД подход позволяет проводить расширение набора классов объектов, числа их атрибутов, отношений между классами и между объектами без структурных изменений схемы данных.
В третьей главе описывается алгоритмическое обеспечение инструментальной СИПД.
Разработан алгоритм координации данных между участниками интеграции (ИС и комплексами программ) по данным, в соответствии с ним исполняются интеграционные процессы инструментальной системой.
Описан разработанный алгоритм Р8М, обеспечивающий автоматическое сопоставление схем данных и позволяющий минимизировать усилия разработчика при подключении участников к ядру инструментальной СИПД. Этот алгоритм включает в себя ряд алгоритмов сопоставления схем данных: синтаксический, семантический, структурный алгоритмы и алгоритм сопоставления схем данных на основе типов данных. Алгоритм Р8М осуществляет поиск соответствий между двумя схемами данных, представленными в формате Х8Э.
Предложен алгоритм структурного сопоставления деревьев схем данных как один из шагов алгоритма РЭМ, базирующийся на ряде выдвинутых предположений.
Исследование эффективности алгоритма Р8М выполнено на ряде тестовых схем данных, а также на наборе реальных схем данных, описывающих результаты гидродинамических исследований скважин и используемых популярными в нефтегазовой отрасли двумя ИС и комплексом программ. Оценка алгоритма Р8М с точки зрения качества сопоставления схем данных получена в сравнении с оценкой комбинации алгоритмов широко используемой программной среды СОМА+. На основе результатов исследования выявлено, что средний выигрыш алгоритма Р8М по качеству сопоставления схем по сравнению с алгоритмами среды СОМА+ на выбранных наборах составил 10,1%
Разработан алгоритм автоматического сопоставления объектов ИМПД, позволяющий качественно улучшить настройку интеграционных процессов инструментальной/конкретной СИПД.
Предложен оригинальный способ сбора и передачи (доставки) технологических данных на верхние уровни управления НГДК от используемых в компании АСУТП. Ключевыми особенностями его, обеспечивающими информационную защиту передаваемых данных, является использование сервисно-ориентированной и двухзвенной архитектуры программного средства доставки данных, реализующего способ. Реализация предлагаемого способа предполагает использование ряда подходов, позволяющих уменьшить объем пакетов передаваемых технологических данных.
Для проведения исследования эффективности предложенного способа он реализован в виде программы, относящейся к классу ОРС-клиентов. Проведено исследование его производительности при доставке данных. Аналогичные исследования выполнены также для ОРС Easy Connect Suite компании Softing и XMLData Access Gateway компании Advosol, являющихся широко распространенными ОРС-клиентами, реализующими спецификацию ОРС XML DA. Анализ результатов исследования показал, что разработанный ОРС-клиент дает значительный выигрыш в производительности по сравнению с аналогами.
В четвертой главе описывается программная реализация разработанной инструментальной СИПД и результаты ее апробации, а также особенности внедрения в НГДК ОАО «Томскгазпром» созданной на ее основе СИПД.
Описана детальная структура ПО инструментальной СИПД. Подробно рассмотрены основные программные модули, входящие в ее состав: редактирования ИМПД, сопоставления схем данных, настройки интеграционных процессов, планирования интеграционных процессов, взаимодействия ядра СИПД с участниками, координации данных между участниками и формирования запросов к адаптерам участников.
Разработана архитектура ПО ОРС-клиента, созданного на основе предложенного способа сбора и передачи (доставки) технологических данных и подключаемого к ядру СИПД с помощью универсального ОРС-адаптера.
Приведены результаты апробации инструментальной системы при получении конкретной СИПД и внедрение созданной СИПД в ОАО «Томскгазпром». При внедрении СИПД осуществлена интеграция по данным подлежала корпоративная геоинформационная система управления производством (КГСУ) «Магистраль-Восток» с двумя специализированными ИС: «BASPRO» и «OISPipe». КГСУ «Магистраль-Восток» - это система класса MES, внедрена в компании для автоматизации деятельности большинства производственных служб.
КГСУ «Магистраль-Восток» интегрировалась также по технологическим данным с АСУТП кустов скважин и установок подготовки газа и газового конденсата (Мыльджинское и Северо-Васюганское газоконденсатные месторождения), а также с АСУТП установок по подготовке нефти (Казанское нефтяное месторождение).
При помощи ОРС-клиентов доставляются данные из 8 АСУТП различного назначения с трех месторождений ОАО «Томскгазпром» и с Лугинецкого узла учета и сдачи стабильного конденсата и нефти, всего более 6600 технологических параметров. Эксплуатация созданной СИПД при сборе и передаче технологических данных компании показала, что обеспечивается доставка примерно 880 тысяч значений параметров в сутки.
Результаты внедрения подтверждают эффективность разработанных алгоритмических и программных средств инструментальной/конкретной СИПД и их практическую значимость.
Научную новизну полученных в работе результатов определяют:
1. Архитектура инструментальной СИПД, отличительной особенностью которой является использование подхода к интеграции данных на основе интеграционной модели производственных данных и принципов сервисно-ориентированной архитектуры (англ. Service Oriented Architecture, SOA).
2. Интеграционная модель производственных данных НГДК, созданная на основе отраслевого стандарта PRODML и подхода EAV («Сущность-Атрибут-Значение») и позволяющая гибко описывать объекты производства.
3. Алгоритм сопоставления схем данных участвующих в интеграции производственных ИС и комплексов программ со схемой данных ИМПД компании, дающий более высокое качество сопоставления схем по сравнению с рядом аналогичных алгоритмов широко известной программной среды СОМА+ за счет оригинального структурного сопоставления схем данных.
4. Способ сбора и передачи (доставки) на верхние уровни управления компанией технологических данных различных используемых АСУТП, отличительной особенностью которого является обеспечение высокой производительности по сравнению с аналогами и обеспечение требуемого уровня информационной безопасности в современной НГДК.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Практически значимыми являются созданные ИМПД, алгоритмы и программные средства инструментальной СИПД для современных НГДК. Объем исходного кода разработанных программных средств составляет более 17 ООО строк на языках С#, Delphi, T-SQL и PL/SQL. Часть программ имеет государственную регистрацию.
Созданные ИМПД, алгоритмы и программные средства инструментальной СИПД были использованы при выполнении х/д 8-02/08 и х/д 8-05/09 между Институтом «Кибернетический центр» Томского политехнического университета и ОАО «Томскгазпром» и внедрены в виде конкретной СИПД, использованной в ОАО «Томскгазпром» при решении ряда задач интеграции ИС и АСУТП по данным. Интеграции подлежали корпоративная геоинформационная система управления производством (КГСУ) «Магистраль-Восток», ИС обработки и интерпретации геолого-геофизических данных «BASPRO», информационно-аналитическая система для моделирования промысловых трубопроводов «OlSPipe» и ряд АСУТП промыслов ОАО «Томскгазпром». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.
Личный вклад:
1. Постановка задач исследования и разработка принципов построения инструментальной СИПД выполнены автором совместно с Н.Г. Марковым.
2. Интеграционная модель производственных данных НГДК разработана автором совместно с Н.Г. Марковым и A.B. Кудиновым.
3. Архитектура инструментальной СИПД разработана автором совместно с A.B. Кудиновым.
4. Алгоритмическое обеспечение инструментальной СИПД разработано автором. Результаты исследования эффективности предложенных алгоритмов и способа сбора и передачи технологических данных получены автором.
5. Разработка программного обеспечения инструментальной СИПД выполнена автором.
6. Разработка адаптера инструментальной СИПД, реализующего предложенный способ сбора и передачи (доставки) технологических данных АСУТП, проведена автором совместно с М.В. Копновым, A.B. Кудиновым и П.М. Острасть.
7. Апробация и внедрение разработанного программного обеспечения СИПД в ОАО «Томскгазпром» выполнено совместно с A.B. Кудиновым и М.В. Копновым.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Предложенная интеграционная модель производственных данных позволяет гибко описывать в виде структур данных производственные объекты добывающих компаний нефтегазовой отрасли.
2. Разработанный алгоритм сопоставления схем данных ИС и комплексов программ обеспечивает более высокую точность сопоставления схем по сравнению с аналогичными алгоритмами широко известной- программной среды СОМА+.
3. Предложенный способ сбора и передачи (доставки) технологических данных различных АСУТП нефтегазодобывающей компании на верхние уровни управления компанией, базирующийся на принципах сервисно-ориентированной архитектуры, обеспечивает более высокую производительность при доставке данных по протоколу ОРС по сравнению с аналогами.
4. Разработанная архитектура, созданное алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной СИПД позволяют создавать конкретные СИПД и с их помощью эффективно решать интеграционные задачи по производственным данным в добывающих компаниях нефтегазовой отрасли.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору, Заслуженному деятелю науки РФ Н.Г. Маркову за большую помощь в подготовке диссертационной работы, ценные замечания и советы. Автор также благодарит за плодотворную совместную работу кандидата технических наук, доцента A.B. Кудинова. Он признателен за дискуссии по ряду вопросов кандидатам технических наук, доцентам Е.А. Мирошниченко, Р.В. Ко-вину, Ю.Я. Кацману и кандидатам технических наук П.М. Острасть, М.В. Копно-ву и H.A. Шестакову.
Похожие диссертационные работы по специальности «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», 05.13.11 шифр ВАК
Алгоритмическое и программное обеспечение геоинформационной системы для мониторинга мобильных объектов в дорожной сети2010 год, кандидат технических наук Шестаков, Николай Александрович
Исследование и разработка методов и средств интеграции информационно-программных систем управления предприятием2006 год, кандидат технических наук Плющенков, Роман Александрович
Модели, алгоритмы и программные средства для анализа геополей2010 год, кандидат технических наук Копнов, Максим Валериевич
Методы и инструментальные средства создания алгоритмической структуры и интеграции разнородных приложений в корпоративной информационной системе предприятия2011 год, кандидат технических наук Луканин, Николай Валентинович
Программно-технологический комплекс для развития информационной среды образовательного учреждения на основе системы электронного документооборота2013 год, доктор технических наук Гудов, Александр Михайлович
Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Вейбер, Вадим Викторович
4.9. Основные результаты и выводы по главе
1. Выбраны СУБД, программные платформы и средства разработки для реализации ПО инструментальной СИПД.
2. На основе концептуальной схемы данных, представленной во второй главе, разработана с помощью CASE-средства PowerDesigner физическая схема БД ИМПД, управляемая СУБД Microsoft SQL Server 2008.
3. Предложена структура ПО инструментальной СИПД. Детально описан состав ПО этой СИПД: модуль редактирования ИМПД, модуль сопоставления схем данных, модуль настройки интеграционных процессов, модули координации данных между участниками и формирования запросов, модуль взаимодействия с участниками и модуль планирования интеграционных процессов и адаптеры участников интеграции. Особое внимание уделено универсальному ОРС-адаптеру и универсальному ОРС-клиенту, разработанному на основе предложенного способа сбора и передачи (доставки) технологических данных.
4. Приведена апробация инструментальной СИПД путем создания на ее основе конкретной СИПД для НГДК ОАО «Томскгазпром».
5. Приведены результаты внедрения созданной СИПД в нефтегазодобывающей компании ОАО «Томскгазпром», подтверждающие эффективность разработанных архитектуры, алгоритмических и программных средств инструментальной СИПД. Практическая значимость инструментальной системы подтверждается возможностью построения на основе такой системы конкретных эффективных СИПД для НГДК, формирующих у себя единые информационные пространства компаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена созданию алгоритмического и программного обеспечения инструментальной системы для интеграции производственных данных НГДК.
В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные научные и практические результаты.
1. Проведен анализ проблемы интеграции эксплуатируемых в НГДК информационных систем и комплексов программ производственного назначения. Показано, что наиболее перспективным для решения практических задач в рамках решения этой проблемы является подход, когда ИС и комплексы программ НГДК интегрируются по производственным данным. По результатам анализа поставлена цель создания алгоритмического и программного обеспечения инструментальной системы для интеграции производственных данных ИС и комплексов программ, производственного назначения, эксплуатируемых в нефтегазодобывающих компаниях.
2. Предложены принципы создания и разработана архитектура инструментальной СИПД.
3. На основе стандарта РЯСЮМЬ разработана интеграционная модель производственных данных, позволяющая гибко описывать производственные объекты добывающих компаний нефтегазовой отрасли.
4. Разработано алгоритмическое обеспечение инструментальной СИПД. Предложен алгоритм Р8М, решающий задачу автоматического сопоставления схем данных и позволяющий упростить подключение участников интеграции к ядру инструментальной СИПД. Проведено исследование эффективности алгоритма Р8М и комбинации алгоритмов из широко распространенной среды СОМА+. Результаты исследования показали, что алгоритм Р8М обеспечивает более высокое качество сопоставления схем данных.
5. Разработан оригинальный способ сбора и передачи (доставки) технологических данных на верхние уровни управления компанией, базирующийся на стандарте OPC и принципах сервисно-ориентированной архитектуры. Способ обеспечивает высокий уровень информационной безопасности и надежности. Проведен анализ производительности его программной реализации в виде ОРС-клиента. Сделан вывод о том, что разработанный ОРС-клиент обеспечивает более высокую производительность по сравнению с ОРС-клиентами, широко используемыми сегодня в компаниях нефтегазовой отрасли.
6. Создано программное обеспечение инструментальной СИПД. Объем исходного кода разработанных программных средств составляет более 17 ООО строк на языках С#, Delphi, T-SQL и PL/SQL. Часть программ имеет государственную регистрацию.
7. Проведены апробация разработанного алгоритмического и программного обеспечения инструментальной СИПД и внедрение созданной на ее основе конкретной СИПД в НГДК ОАО «Томскгазпром». Результаты апробации и внедрения подтверждают эффективность разработанных архитектуры, алгоритмических и программных средств инструментальной системы и СИПД для ОАО «Томскгазпром».
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Вейбер, Вадим Викторович, 2011 год
1. Акрам X., Ашуров В. Обзор гидродинамических исследований в открытом и обсаженном стволе модульными испытателями пластов на кабеле MDT/CHDT // Нефтегазовое обозрение. 2005. - № 9. - С. 30-45.
2. Баспро Оптима // БАСПРО. 2011. URL: http://www.baspro.ru/programm (дата обращения 27.07.2011).
3. Бездушный А.Н. Математическая модель системы интеграции данных на основе онтологий // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2008. Т.6-С. 15-40.
4. Биберштейн Н., Боуз С, Фиаммант М., Джонс К., Ша Р. // Компас в мире сервис- ориентированной архитектуры (SOA), М.: Кудиц Пресс, 2007. -256 с.
5. Богдан С.А., Кудинов А.В., Марков Н.Г. Опыт внедрения MES «Магистраль-Восток» в нефтегазодобывающей компании // Автоматизация в промышленности. 2010. - № 8. - С. 53-58.
6. Браун К., Крейг Г., Хестер Г. И. Создание корпоративных Java-приложений для IBM WebSphere. М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2005. - 860 с.
7. Вейбер В.В., Богдан С.А., Кудинов А.В., Марков Н.Г. Концепция построения платформы для интеграции производственных данных нефтегазодобывающей компании//Известия ТПУ. -2011.-№5.-С. 126-131.
8. Вейбер В.В., Кудинов А.В., Марков Н.Г. Алгоритм сопоставления схем данных информационных систем нефтегазодобывающего предприятия // Известия Томского политехнического университета. — 2011. — Т.319. — № 5.
9. Вейбер В.В., Кудинов А.В., Марков Н.Г. Задача сбора и передачи технологической информации распределенного промышленного предприятия // Известия Томского политехнического университета. — 2011. — Т.319. — № 5.
10. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. — URL: http://www.codenet.ru/db/other/case/ (дата обращения 01.10.2011).
11. Ехлаков Ю.П. Теоретические основы автоматизированного управления. — Томск : Изд-во Томск, гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2001. 337 с.
12. ИТ в газовой промышленности: оценка экспертов региональных компаний ОАО "Газпром" // Connect! Мир связи. URL: http://www.connect.ru/article.asp?id=8850 (дата обращения 01.10.2011).
13. Кайт. Т. Oracle для профессионалов: архитектура, методики программирования и особенности версий 9i, 10g и llg, 2-е издание — М.: «Вильяме», 2011, —С. 848.
14. Кантер Дж. Управленческие информационные системы. М.: Радио и связь, 1982.-207 с.
15. Когаловский М.Р. Интеграция данных в информационных системах // Сборник трудов III Всероссийской конференции "Стандарты в проектах современных информационных систем" Москва. - 2003.
16. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.
17. Козлецов А.П., Решетников И.С. Современные способы организации обмена данными с системами управления // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2010. - № 2. - С. 17-23.
18. Крупский В. Интеграция приложений на основе концепции Service Oriented Architecture (SOA) // Connect! Мир связи. № 6/ - 2008.
19. Лёве Д. Создание служб WCF. — Санкт-Петербург: ООО "Питер Пресс", 2008, —592 с.
20. Линцер A.A. Создание корпоративной информационной системы крупного предприятия // ORACLE Magazine/RE, 2003, №1, С. 15 21.
21. Марков Н.Г. Базы данных. — Томск: Изд. ТПУ, 2001. — 108 с.
22. Марков Н.Г., Сарайкин A.B. Формирование единого информационного пространства газодобывающей компании // Oil&Gas Journal. Russia. 2008. - № 3. - С. 34-41.
23. Моримото Р., Ноэл М., Драуби О., Мистри Р., Амарис К. Microsoft Windows Server 2008 R2. Полное руководство. М.: Вильяме, 2011. — С. 1168.
24. Нейгел К., Ивьен Б., Глинн Д., Уотсон К., Скиннер М. С# 2005 и платформа .NET 3.0 для профессионалов. — М.: Диалектика, 2007.
25. Никоненко И.С., Васильев Ю.Н. Газодобывающее предприятие как сложная система. М.: Издательство Недра. - 1997. - С. 192.
26. Ньюкомер Э. Веб-сервисы: XML, WSDL, SOAP и UDDI. СПб.: Питер, 2003.-256 с.
27. Павлов C.B., Саубанов О.С., Гизатуллин А.Р., Усов Т.М. Опыт создания и перспективы развития корпоративных геоинформационных систем на предприятиях нефтегазовой отрасли // ArcReview. 2009. № 2.
28. Резник С., Крейн Р., Боуэн К. Основы Windows Communication Foundation для .NET Framework 3.5. — ДМК пресс, 2008.
29. Сибраро П., Клайс К., Коссолино Ф., Грабнер Й. WCF 4: Windows Communication Foundation и .NET 4 для профессионалов. — M.: «Диалектика», 2011, —С. 464.
30. Торшин Д.В., Юсупова Н.И. Программное обеспечение для задач интеграции разрозненных компьютерных систем // Вестник УГАТУ. 2009. - № 1. -Т.12.-С. 127-132.
31. Троелсен Э. С# 2008 и платформа .NET 3.5 Framework — M.: Вильяме, 2009. —С. 1168.
32. Уолтере Р. Э., Коулс M. SQL Server 2008: ускоренный курс для профессионалов — М.: «Вильяме», 2008. — С. 768.
33. Уоррен Г. Алгоритмические трюки для программистов. — М.: «Вильяме». — 2003.
34. Фримен А., Раттц Д. С. LINQ: язык интегрированных запросов в С# 2010 для профессионалов — М.: «Вильяме», 2011. — С. 656.
35. Хаав М.Х. Единый язык описания моделей данных. Прикладная информатика. Вып. 2. М.: Финансы и статистика, 1986. - С. 130-142.
36. Хоп Г., Вульф Б. Шаблоны интеграции корпоративных приложений. М.: Вильяме, 2007. - 672 с.
37. Хохрин С. А., Шапцев В. А., Проблема реорганизации ИТ-подразделения на газодобывающем предприятии. // Вестник кибернетики. — № 6. — 2007, —С. 92-101.
38. Чыонг Динь Тяу, Давыдов В.Г. Организация обмена данными между ОРС-приложениями // Автоматизация в промышленности. 2003. - № 10. - С. 23-27.
39. Blaker J. PRODML scope statement version 2.0 // Energistics: The Energy Standards Resource Center. 2011. URL: http://www.energistics.org/production (дата обращения: 18.03.2011).
40. Bogdan S., Kudinov A., Markov N. Example of implementation of MES "Magistral-Vostok" for oil and gas production enterprise // Сборник трудов конференции CEE-SECR 2009 с. 131-136.
41. Bravo С., Aguilar J., RBs-Bol&ar A., Aguilar-Martin J., Rivas-Echeverrta F. A Generalized Data Meta-Model for Production Companies Ontology Definition // International journal of system applications, engineering & development. Issue 4, Volume 2, 2008.
42. Chen Y. P., Promparmote S., Maire F. MDSM: Microarray database schema matching using the Hungarian method // Information Sciences. 2006. - № 8. -P. 2771-2790.
43. Coma+ Web Edition 0.5 // Uni-leipzig. 2011. URL: http://dbserv2.informatik.uni-leipzig.de/coma/ (дата обращения: 28.08.2011).
44. Date С. An Introduction to Unified Data Language (UDL). Proc. Of the 6th Intern. Conf. on VLDB, New York, 1980, pp. 15-35.
45. Do Hong-Hai, Rahm E. Matching large schemas: Approaches and evaluation // Information Systems 2007. - № 6. - P. 857-885.
46. Groover M. Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Prentice Hall International, 2007. - 840 p.
47. Hai D. H. Schema matching and apping-based data integration: PhD thesis. -Leipzig, 2005.-204 p.
48. Hollander D., High M. Common Models in SOA: Tackling the Data Integration Problem. URL: www.progress.com/progress/dataxtend/docs/wpdonot forgetdata.pdf (дата обращения 01.10.2011).
49. IPM Products // Petroleum Experts. 2011. URL: http://www.petex.com/products (дата обращения: 28.08.2011).
50. ISA-95 Enterprise-Control System Integration, Part 1: Models and Terminology: draft standart // ISA 1999. URL: www.mel.nist.gov/sc5wgl/isa95partl-dl4.pdf (дата обращения: 28.08.2011).
51. Jeong В., Lee D., Cho H., Lee J. A novel method for measuring semantic similarity for XML schema matching // Expert Systems with Applications. 2008. -№ 3. - P. 1651-1658.
52. Johnson G. Production to Business Interoperability: ISA 95 and B2MML. -URL: www.citect.com (дата обращения: 18.03.2011).
53. Juric M. SOA approach to integration. Birmingham: Packt Publishing Ltd., 2007.-366 p.
54. Kalinichenko L.A. SYNTHESIS: the language for description, design and programming of the heterogeneous interoperable information resource environment. Institute for Problems of Informatics, Russian Academy of Sciences. Moscow, 1993.
55. Kogalovsky M.R., Kalinichenko L.A. Conceptual and ontological modeling in information systems //Programming and Computer Software. 2009, Vol. 35, No. 5, pp. 241-256.
56. Korem Y. Computer Control of Manufacturing Systems // McGraw Hill. 1983, 287 pp.
57. Kudinov A.V., Markov N.G Geoinformation technologies in tasks of engineering communications networks management // In: KORUS'99 international symposium abstracts: Volume 1. —Novosibirsk: NGTU, 1999. — P. 329.
58. Lahiri Т., Abiteboul S., Widom J. Ozone: Integrating structures and semi structured data. URL: http://www-db.stanford.edu/pub/papers/ozone.ps (дата обращения: 18.03.2011).
59. Matrikon releases ProcessNet v3.1 for web-based decision support URL: http://www.matrikon.com/news/56/index.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
60. MatrikonOPC Simulation Server // MatrikonOPC. 2011. URL: http://www.matrikonopc.com/products/opc-drivers/opc-simulation-server.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
61. MDC Open Information Model (OIM) // Cover Pages. 2000. — URL: http://xml.coverpages.org/mdc-oim.html (дата обращения 01.10.2011).
62. Microsoft Dynamics AX // Microsoft. 2011. URL: www.microsoft.com/rus/dynamics/ax - (дата обращения: 15.10.2011).
63. Microsoft BizTalk Server // Microsoft. 2011. URL: www.microsoft.com/Rus/biztalk - (дата обращения: 28.08.2011).
64. OlSPipe URL: http://www.ois.ru/product.php?productName=OISPipe (дата обращения: 28.08.2011).
65. OPC Easy Connect Suite Making OPC connectivity easy // Softing. 2011. URL: http://www.softing.com/home/en/industrial-automation/products/opc/ easy-connect-suite/index.php (дата обращения: 28.08.2011).
66. OPC Overview 1.00 // OPC Foundation 2011. URL: http://www.opcfoundation.org/DownloadFile.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
67. OPC XMLDA 1.01 Specification // OPC Foundation 2011. URL: http://www.opcfoundation.org/DownloadFile.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
68. OPC, DCOM and Security // OPC Foundation 2011. URL: http://www.opcfoundation.org/DownloadFile.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
69. Oracle Applications // Oracle. 2011. URL: www.oracle.com/ru/products/applications (дата обращения 20.10.2011).
70. Oracle Data Integration // Oracle. 2011. URL: http://www.oracle.com/us/products/middleware/data-integration/index.html (дата обращения 27.07.2011).
71. PRODML Work Group. Reference Architecture PRODML 1.0 // Energistics: The Energy Standards Resource Center. 2011. URL: http://www.energistics.org/production (дата обращения 27.07.2011).
72. Rahm E., Bernstein P.A. A survey of approaches to automatic schema matching // VLDB Journal.-2001.-№ 10.-P. 334-350.
73. Reservoir Engineering Software // ECLIPSE. 2010. — URL: www.slb.com/services/software/reseng/eclipse2010.aspx (дата обращения 01.10.2011).
74. SAP Manufacturing Integration And Intelligence // SAP. 2011. URL: http://www.sap.com/solutions/manufacturing/manufacturing-intelligence-software/index.epx (дата обращения: 28.08.2011).
75. SAP R3 // ERP online. 2011. URL: http://www.erp-online.ru/sap/ (дата обращения: 10.09.2011).
76. Sibley E.H., W.T. Hardgrave, Kogalovsky M.R., Makalsky K.I. A conceptual model to support multi-model external views. Proc. of the Joint U.S.-U.S.S.R. Seminar «Data Models and Database Systems». Austin, Texas. Texas University, 1979, pp. 146-187.
77. Sybase Inc. — URL: http://www.sybase.com (дата обращения: 28.08.2011).
78. Traffic Shaper XP // Bandwidth Controller. 2011. URL: http://bandwidthcontroller.com/trafficShaperXp.html (дата обращения: 28.08.2011).
79. Unified Architecture Collaboration Overview // OPC Foundation 2011. URL: http://www.opcfoundation.org/DownloadFile.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
80. Using OPC via DCOM with Windows XP Service Pack 2 // OPC Foundation 2011. URL: http://www.opcfoundation.org/DownloadFile.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
81. Villanyi В., Martinek P., Szikoraa B. Framework for schema matcher composition // WSEAS transactions on computers. 2010. - № 10. - P. 1235-1244.
82. Web Services Security: SOAP Message Security // OASIS. 2003. URL: http://www.oasis-open.org/committees/download.php/2314/WSS-SOAPMessageSecurity-13-050103-merged.pdf (дата обращения: 04.08.2011).
83. WebSphere software URL: http://www-01.ibm.com/software/ru/websphere (дата обращения: 28.08.2011).
84. WebSphere software // IBM. 2011. URL: http://www-01.ibm.com/software/websphere (дата обращения 27.07.2011).
85. Wellsite Connectivity for Well Testing Operations // Schlumberger. 2011. URL: http://www.slb.com/services/characterization/reservoirconsulting/ interact/interactwelltestingoperations.aspx (дата обращения 20.10.2011).
86. What is MIMOSA // MIMOSA. 2011. URL: http://www.mimosa.org/?q=about/what-mimosa (дата обращения 27.07.2011).
87. What is OPC? URL: http://www.opcfoundation.org/Default.aspx/01abo ut/0lwhatis.asp?MID=AboutOPC (дата обращения: 28.08.2011).
88. White С. Data Integration: Using ETL, EAI, and EII Tools to Create an Integrated Enterprise // DMReview. 2005. - № 11. - P. 25-53.
89. WITSML // Energistics. 2011. URL: http://www.energistics.org/witsml-standard (дата обращения 07.07.2011).
90. XMLDA.NET White Paper // Advosol. 2011. URL: http://www.advosol.com/t-whitepaperxmldanet.aspx (дата обращения: 28.08.2011).
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.