СОЛ 10 Промышленный искусственный интеллект

СОЛ 10

Промышленный искусственный интеллект

Промышленный искусственный интеллект (ПИИ) предназначен для детекции образования производственных дефектов фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) и их интеллектуальной автоматической аналитики в готовой продукции производственных линий завода с целью повышения эффективности линии производства ФЭП.

ПИИ служит для автоматизации следующих видов деятельности:
- обнаружение ФЭП с дефектами (с использованием алгоритмов машинного обучения);
- автоматическое определение вероятных источников образования дефектов на основе частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП;
- автоматический контроль удовлетворения характеристик ФЭП требуемым значениям на основе статистических методов анализа информации;
- круглосуточное предоставление информации оператору по параметрам ФЭП посредством веб-интерфейса.

Стоимость и условия предоставления продукта вы можете получить, сделав запрос через форму обратной связи или по телефону.

Документация для установки и эксплуатации программного обеспечения:

Руководство по эксплуатации

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АС – автоматизированная система
БД – база данных
ПИИ – промышленный искусственный интеллект
ПО – программное обеспечение
СУПП – система управления производственными процессами
ФЭП – фотоэлектрический преобразователь

АННОТАЦИЯ

В данном документе приведено руководство оператора программного обеспечения (ПО) автоматизированной системы (АС) Промышленный искусственный интеллект (ПИИ). Данный документ содержит информацию о функциональных возможностях ПИИ.
Документ разработан и включен в комплект рабочей документации в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания», ГОСТ Р 59795–2021 «Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».

ВВЕДЕНИЕ
1.1. Область применения средства автоматизации

Основные возможности ПИИ:
1) получение и сохранение в БД снимков электролюминесценции ФЭП, сбор их характеристик;
2) обработка снимков электролюминесценции ФЭП для определения на них дефектов, их классификации и локализации;
3) сбор данных о производственном маршруте ФЭП;
4) предоставление результатов частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП;
5) контроль характеристик ФЭП и выдача сигналов оператору при превышении их пороговых значений;
6) демонстрация данных, создаваемых в процессе работы ПИИ, оператору.

1.3. Уровень подготовки пользователей
Минимальный уровень подготовки пользователя для работы с веб-интерфейсом ПИИ – владение базовыми навыками работы со стандартным ПО (веб-браузер).
Установку, настройку и запуск ПИИ должны выполнять администраторы, обладающие уровнем подготовки, достаточным для настройки виртуальных сред в ОС Linux и развертывания БД на базе PostgreSQL. Для настройки параметров вычислительной части ПИИ также требуется знаний особенностей работы нейронных сетей.

2. НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
2.1. Виды деятельности, функции, для автоматизации которых предназначена система
ПИИ служит для автоматизации следующих видов деятельности:

обнаружение ФЭП с дефектами (с использованием алгоритмов машинного обучения);
автоматическое определение вероятных источников образования дефектов на основе частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП;
автоматический контроль удовлетворения характеристик ФЭП требуемым значениям на основе статистических методов анализа информации;
круглосуточное предоставление информации оператору по параметрам ФЭП посредством веб-интерфейса.

Эти виды деятельности являются основными направлениями работы ПИИ и представляют собой ключевые задачи, автоматизируемые с помощью разработанной АС.

2.2. Условия применения средства автоматизации в соответствии с назначением
2.2.1. Операционная среда и общесистемные программные средства

Операционная система: ПИИ функционирует на виртуальном сервере под ОС Ubuntu 22.04.
Базы данных: ПИИ использует БД на базе СУБД PostgreSQL.
Программное обеспечение: для работы с веб-интерфейсом ПИИ требуется веб-браузер (например, Google Chrome).

2.2.2. Входная информация
В качестве входной информации ПИИ использует снимки электролюминесценции ФЭП, а также данные из БД СУПП по электрическим характеристикам ФЭП и производственному маршруту ФЭП.

2.2.3. Требования к подготовке специалистов

Для работы с ПИИ требуются специалисты двух уровней:

администраторы – специалисты по обслуживанию серверной инфраструктуры, знакомые с установкой, настройкой и обновлением операционных систем и баз данных;
пользователи – специалисты, обученные работе с веб-интерфейсом системы.

2.2.4. Безопасность данных

Для обеспечения безопасности данных при работе ПИИ с БД СУПП используются учетные записи, имеющие ограниченные права только на чтение данных без возможности изменения или добавления данных. Это обеспечивает надежную сохранность данных и предотвращает их несанкционированное изменение или удаление со стороны ПИИ, позволяя ПИИ функционировать в рамках общей информационной инфраструктуры компании.

3. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
3.1. Состав и содержание носителя данных, содержащего загружаемые программы и данные

Носитель данных может быть представлен в различных форматах в зависимости от того, какие компоненты системы требуется распространять, и каким образом предполагается их использование.
Носитель данных, содержащий загружаемые программы и данные для ПИИ, включает в себя следующие компоненты:
1) Скрипты исполняемых частей:

для вычислительной части – файлы скриптов Python, реализующие функциональность вычислительной части ПИИ;
для веб-интерфейса – файлы скриптов Python, реализующие функциональность веб-интерфейса ПИИ.

2) Внутренние базы данных:

скрипты создания БД – SQL-скрипты, необходимые для создания соответствующей структуры таблиц и связей между ними;
скрипты наполнения БД – SQL-скрипты, необходимые для наполнения таблиц начальными данными.

3) Конфигурационные файлы и дополнительные файлы:

для вычислительной части –файлы моделей нейронных сетей, файл с шаблонами SQL-запросов и конфигурационный файл;
для веб-интерфейса – файлы с разметкой и стилями html-страниц.

3.2. Порядок загрузки программ и данных

Порядок загрузки программ и данных для веб-интерфейса ПИИ выглядит следующим образом:
1) внутри закрытого контура обмена информацией на производственном объекте пользователь получает доступ к веб-интерфейсу по предоставленной ссылке (http://192.168.13.14:8000);
2) после перехода по ссылке пользователю становится доступен веб-интерфейс ПИИ, приведенный в подразделе 4.2 на рис. 1.
3) далее пользователь может продолжать работу с веб-интерфейсом ПИИ.

3.3. Порядок проверки работоспособности

Порядок проверки работоспособности ПИИ включает следующие этапы:
1) Запуск веб-клиента в веб-браузере – страница веб-интерфейса должна быть доступна в веб-браузере. В случае ошибок загрузки рекомендуется очистить кэш браузера, проверить сетевое соединение.
2) Проверка корректности работы интерфейса пользователя – все элементы управления должны быть доступны и реагировать на взаимодействие.
В случае возникновения технических проблем рекомендуется обратиться в службу технической поддержки.

4. ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
4.1. Описание всех выполняемых функций, задач (комплексов задач), процедур

Пользователю при работе с веб-интерфейсом ПИИ доступные следующие функции:
1) просмотр текущих ФЭП, обработанных вычислительной частью ПИИ с задержкой не более 15 минут, включая буферизацию изображений;
2) просмотр набора последних ФЭП, обработанных вычислительной частью ПИИ с задержкой не более 15 минут, включая буферизацию изображений;
3) просмотр галереи изображений набора последних дефектных ФЭП;
4) просмотр галереи изображений набора последних ФЭП без дефектов;
5) просмотр перечня выданных предупреждений;
6) просмотр подробных данных по выданным предупреждениям в зависимости от типа;
7) просмотр графиков статистических данных ФЭП по мощностям;
8) просмотр карт дефектов на ФЭП;
9) просмотр данных по анализу маршрута ФЭП.

4.2. Описание операций технологического процесса обработки данных, необходимых для выполнения функций, задач (комплексов задач), процедур
4.2.1. Просмотр текущих ФЭП, обработанных вычислительной частью

ПИИ с обновлением в режиме буферизации изображений каждые 15 минут или менее
Для выполнения данной функции требуется открыть веб-интерфейс ПИИ. При этом откроется страница «Монитор» (рис. 1), на которой отображаются текущая обработанная ФЭП, последняя дефектная ФЭП и количество дефектов, найденных на ней. Данные на текущей странице обновляются автоматически по мере обработки новых ФЭП.
Рисунок 1 – Внешний вид страницы «Монитор» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.2. Просмотр набора последних ФЭП, обработанных вычислительной частью ПИИ с обновлением в реальном времени

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Конвейер». При этом откроется страница «Конвейер» (рис. 2), на которой показывается набор последних обработанных дефектных ФЭП с указанием времени обработки последней ФЭП. Также на данной странице в верхней части отображаются цветные индикаторы наличия предупреждений с указанием количества каждого уровня («желтого» и «красного»). Данные на текущей странице обновляются автоматически по мере обработки новых ФЭП.
Рисунок 2 – Внешний вид страницы «Конвейер» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.3. Просмотр галереи изображений набора последних дефектных ФЭП

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Галерея дефектных ФЭП». При этом откроется страница «Галерея дефектных ФЭП» (рис. 3), на которой показывается набор последних обработанных дефектных ФЭП. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 3 – Внешний вид страницы «Галерея дефектных ФЭП» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.4. Просмотр галереи изображений набора последних ФЭП без дефектов

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Галерея хороших ФЭП». При этом откроется страница «Галерея хороших ФЭП» (рис. 4), на которой показывается набор последних обработанных ФЭП без дефектов. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 4 – Внешний вид страницы «Галерея хороших ФЭП» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.5. Просмотр перечня выданных предупреждений

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Предупреждения» или кликнуть по одному из цветовых индикаторов предупреждений на странице «Конвейер». При этом откроется страница «Перечень предупреждений» (рис. 5), на которой отображаются закрытые предупреждения за последние сутки (не более 10) и текущие предупреждения с указанием времени выдачи, закрытия и уровня предупреждения (указывается только для текущих предупреждений). Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 5 – Внешний вид страницы «Перечень предупреждений» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.6. Просмотр подробных данных по выданным предупреждениям в зависимости от типа

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ на странице «Перечень предупреждений» выбрать одно из предупреждений. При этом в зависимости от типа предупреждения откроется одна из следующих страниц:
1) страница «Предупреждение. Трещины на ФЭП» (рис. 6), на которой отображаются карта дефектов для типов дефектов «краевые трещины» и «крестообразные трещины» (карта дефектов подробно описана в п. 4.2.8), легенда для карты дефектов и схема ФЭП. На данной схеме ФЭП разделена на 16 секторов. При наличии дефектов в одном из них этот сектор окрашивается в красный цвет. Цифра внутри означает число дефектов, попавших в данный сектор. Внизу страницы приведены последние 10 ФЭП с указанными типами дефектов. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 6 – Внешний вид страницы «Предупреждение. Трещины на ФЭП» веб-интерфейса ПИИ*
2) страница «Предупреждение. Сопротивление контактной сетки» (рис. 7), на которой отображаются графики сопротивления передней и задней сторон ФЭП с указанием среднего за прошлые 12 часов и линии уровня, соответствующие «желтому» (превышение среднего на 15%) и «красному» (превышение среднего на 30%) уровням предупреждения. Под ними приведены диаграммы распределения ФЭП в зависимости от попадания в области «желтого» и «красного» уровня. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 7 – Внешний вид страницы «Предупреждение. Сопротивление контактной сетки» веб-интерфейса ПИИ*
3) страница «Предупреждение. Темные ФЭП» (рис. 8), на которой отображаются данные о количестве и напряжении холостого хода для «темных» ФЭП, а также приведены последние 10 ФЭП с данным типом дефектов. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 8 – Внешний вид страницы «Предупреждение. Темные ФЭП» веб-интерфейса ПИИ*
4) страница «Предупреждение. Темные пятна» (рис. 9), на которой отображаются данные о количестве ФЭП с дефектом «темные пятна», а также приведены последние 10 ФЭП с данным типом дефектов. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 9 – Внешний вид страницы «Предупреждение. Темные пятна» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.7. Просмотр графиков статистических данных ФЭП по мощностям

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Статистика по мощностям». При этом откроется страница «Статистика по мощностям» (рис. 10), на которой отображаются графики зависимости мощностей ФЭП от наличия и типов дефектов для ФЭП за последние сутки. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 10 – Внешний вид страницы «Статистика по мощностям» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.8. Просмотр карт дефектов на ФЭП

Для выполнения данной функции требуется в веб-интерфейсе ПИИ выбрать в панели слева пункт «Карты дефектов». При этом откроется страница «Карты дефектов» (рис. 11), на которой показывается изображение карты дефектов, более темные области на которой соответствуют большему количеству дефектов в данной части ФЭП. Справа показывается легенда, проводящая соответствие между яркостью на карте дефектов и количеством дефектов. В панели слева для данной страницы присутствуют элементы управления, позволяющие вывести карту дефектов для определенного типа дефектов, задать требуемый временной интервал и масштабирование (яркость масштабируется по общему количеству ФЭП или по количеству ФЭП с дефектами выбранного типа). Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 11 – Внешний вид страницы «Карты дефектов» веб-интерфейса ПИИ*

4.2.9. Просмотр данных по анализу маршрута ФЭП

Для выполнения данной функции требуется на страницах «Монитор», «Конвейер», «Галерея дефектных ФЭП», «Галерея хороших ФЭП», «Предупреждение. Трещины на ФЭП», «Предупреждение. Темные ФЭП» и «Предупреждение. Темные пятна» нажать на изображение ФЭП. При этом откроется страница «Анализ маршрута ФЭП» (рис. 11), на которой показывается увеличенное изображение ФЭП, характеристики ФЭП, перечни дефектов, производственных узлов для данной ФЭП и статистическая информация по обнаружению аналогичных дефектов (совпадение по типу и расположению) на прочих ФЭП для каждого дефекта и производственного узла. В панели слева можно выбрать отображение данных по отдельному дефекту. При отсутствии данных о производственном пути ФЭП в нижней части страницы не отображается информация о дефектах и узлах. Для ФЭП без дефектов присутствует возможность просмотра только увеличенного изображения ФЭП и характеристик. Данные на текущей странице не обновляются автоматически.
Рисунок 12 – Внешний вид страницы «Анализ маршрута ФЭП» веб-интерфейса ПИИ*

*подробное описание с примерами иллюстраций интерфейса системы вы найдете в разделе Документация нашего сайта

Инструкция администратора

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АС – автоматизированная система
БД – база данных
ПИИ – промышленный искусственный интеллект
ОС – операционная система
ПО – программное обеспечение
СУПП – система управления производственными процессами
ФЭП – фотоэлектрический преобразователь

АННОТАЦИЯ

В данном документе приведено руководство программиста программного обеспечения (ПО) автоматизированной системы (АС) Промышленный искусственный интеллект (ПИИ). Данный документ содержит информацию о назначении и условиях применения программы, ее характеристиках, процедурах обращения к программе, организации входных и выходных данных и сообщениях.
Руководство предназначено для программистов, разрабатывающих и поддерживающих ПО данной АС, и является ключевым источником информации для обеспечения эффективного функционирования ПИИ.
Документ разработан и включен в комплект рабочей документации в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания», ГОСТ Р 59795–2021 «Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».

ВВЕДЕНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

ПИИ предназначен для детекции образования производственных дефектов ФЭП и их интеллектуальной автоматической аналитики в готовой продукции производственных линий завода с целью повышения эффективности линии производства ФЭП.
Для запуска и работы ПИИ необходимы следующие условия:
1) Объем оперативной памяти:
Используемый объем оперативной памяти зависит от масштабов использования системы и объема обрабатываемых данных.
Минимальный объем: – 8 Гб, рекомендуемый – 16 Гб.
2) Требования к процессору:
Минимальные: 4-ядерный процессор с тактовой частотой не менее 2 ГГц, рекомендуемые: 8-ядерный процессор с тактовой частотой не менее 2,4 ГГц.
3) Требования к ПО:
Для запуска программы необходимо наличие операционной системы Ubuntu 22.04.
4) Сетевое соединение: Поскольку ПИИ взаимодействует с базами данных и другими информационными системами, необходимо наличие проводного соединения с корпоративной сетью с пропускной способностью не менее 100 Мбит/с.
5) Требования к браузеру: Рекомендуемым браузером для работы с веб-интерфейсом ПИИ является Google Chrome. Допускается использование других браузеров, но корректная работа веб-интерфейса на них не гарантирована.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ

Временные характеристики ПИИ зависят от текущей нагрузки на систему и эффективности реализованных алгоритмов. Работа вычислительной части ПИИ предполагает непрерывное функционирование в режиме реального времени. Вычислительная часть ПИИ обеспечивает оперативную обработку снимков электролюминесценции ФЭП и данных об электрических характеристиках и производственном маршруте ФЭП в реальном времени. Это позволяет оператору получать актуальную информацию о состояние производственной линии в короткие сроки.
Веб-интерфейс ПИИ не имеет строгих требований по времени выполнения. Время обработки запросов должно обеспечивать комфортные для оператора условия работы, открытие большинства страниц не превышает нескольких секунд. При этом для страниц «Монитор» и «Конвейер» предусмотрено автоматическое обновление данных через заданные промежутки времени. При этом открытие высоконагруженных страниц, требующих получение из БД больших объемов данных (например, «Статистика по мощностям»), может занимать более продолжительное время.
Для обеспечения надежности и корректности работы программы в ПИИ предусмотрены средства контроля правильности выполнения. Программа осуществляет мониторинг входных данных, а также контроль за работой системы на наличие ошибок. В случае возникновения сбоев или ошибок, предусмотрены механизмы поддержания работоспособности для обеспечения непрерывной работы ПИИ.
Таким образом, основные характеристики и особенности программы ПИИ позволяют обеспечить эффективный контроль состояния производственной линии ФЭП, а также надежную работу системы в условиях непрерывной деятельности предприятия.

3. ОБРАЩЕНИЕ К ПРОГРАММЕ

Процедуры обращения к программе в ПИИ представляют собой механизмы передачи управления и параметров данных для выполнения определенных операций или функций. Ниже описаны основные способы обращения к программе и передачи параметров:
1) запуск вычислительной части и веб-интерфейса ПИИ через консоль ОС Linux – администратор взаимодействует с программой через конфигурационные файлы и посредством задания начальных параметров в командной строке при запуске скриптов;
2) вызов программы через интерфейс пользователя – пользователь взаимодействует с программой через пользовательский интерфейс (веб интерфейс), переходя по страницам и используя доступные настройки отображения данных. Программа получает навигационные команды от пользователя, обрабатывает их и возвращает результаты операций;
3) работа с внутренними БД через запросы – администратор взаимодействует с программой путем отправки SQL-запросов в БД ПИИ, получая при этом доступ к данным указанных БД.

4. ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ПИИ использует следующие входные данные:
1) снимки электролюминесценции ФЭП:

формат данных: файлы графических изображений (по умолчанию - png);
источники данных: файловый сервер СУПП;
валидация данных: при чтении проверяется формат имени файла на соответствие шаблону и целостность файла.

2) электрические характеристики ФЭП:

формат данных: числовые данные в строках таблиц БД PostgreSQL;
источники данных: БД СУПП;
валидация данных: при чтении проверяется наличие данных в столбцах БД, их соответствие требуемому формату.

3) данные о производственном маршруте ФЭП:

формат данных: числовые и символьные данные в строках таблиц БД PostgreSQL;
источники данных: БД СУПП;
валидация данных: при чтении проверяется наличие данных в столбцах БД, их соответствие требуемому формату.

ПИИ производит следующие выходные данные:
1) снимки электролюминесценции ФЭП с выделенными дефектами:

формат данных: файлы графических изображений (по умолчанию - png);
механизмы доставки: файлы хранятся во временном внутреннем хранилище ПИИ и отображаются на веб-интерфейсе ПИИ по запросу пользователя.

2) статистические данные о частоте упоминания узлов, участвующих в производственном цикле ФЭП с группировкой по классам и локализации дефектов:

формат данных: числовые и символьные данные в строках таблиц БД PostgreSQL;
механизмы доставки: данные хранятся во внутренних БД ПИИ и отображаются на веб-интерфейсе ПИИ по запросу пользователя.

3) предупреждения о возникновении критических ситуаций на производственной линии:

формат данных: числовые и символьные данные в строках таблиц БД PostgreSQL;
механизмы доставки: данные хранятся во внутренних БД ПИИ и отображаются на веб-интерфейсе ПИИ по запросу пользователя.

Таким образом, организация входной и выходной информации в ПИИ отвечает требованиям к целостности и доступности информации.

5. СООБЩЕНИЯ

Вывод сигнальных индикаторов оператору в ПИИ предусмотрена в рамках сигнальной системы. В процессе ее работы при наступлении критических ситуаций на производственной линии на странице «Конвейер» демонстрируется цветовой индикатор «Внимание» с указанием количества активных предупреждений. При нажатии на него или при переходе на страницу «Перечень предупреждений» оператору могут быть выданы следующие сообщения:
1) «Большое количество трещина на ФЭП» - трещины присутствуют на более чем 3% от ФЭП за последние 15 мин;
2) «Увеличение среднего сопротивления ФЭП» - увеличение среднего сопротивления ФЭП за последний час по сравнению со средним за 12 ч;
3) «Большое количество темных ФЭП» - количество темных ФЭП превышает 3% от общего числа ФЭП за последние 15 мин;
4) «Большое количество ФЭП с темными пятнами» - количество ФЭП с темными областями превышает 1% от общего числа ФЭП за последние 15 мин.
При получении любого из этих сообщений оператору следует принять меры по инспекции производственной линии и устранению обнаруженных проблем.

Описание языка программирования

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Перечень используемых языков программирования

Для ПИИ используются следующие языки программирования:
1) Python:
Назначение: Python – высокоуровневый язык программирования общего назначения, ориентированный на повышение производительности разработчика, читаемости кода и его качества, а также на обеспечение переносимости написанных на нём программ.
Описание общих характеристик: Python является полностью объектно-ориентированным, имеет динамическую строгую типизацию и автоматическое управление памятью.
2) HTML:
Назначение: HTML (HyperText Markup Language) — это стандартный язык разметки для создания веб-страниц.
Описание общих характеристик: HTML используется для структурирования содержимого веб-страниц, определения различных элементов и их взаимодействия.
3) CSS:
Назначение: CSS (Cascading Style Sheets) — это формальный язык декодирования и описания внешнего вида документа (веб-страницы), написанного с использованием языка разметки (HTML).
Описание общих характеристик: Основной целью разработки CSS является ограждение и отделение описания логической структуры веб-страницы (которое производится с помощью HTML или других языков разметки) от описания внешнего вида этой веб-страницы (которое теперь производится с помощью формального языка CSS).

1.2. Основные возможности используемых языков программирования

Ниже перечислены основные возможности каждого из используемых в GBB языков программирования:
1) Python:
Динамическая типизация: приём, используемый в языках программирования и языках спецификации, при котором переменная связывается с типом в момент присваивания значения, а не в момент объявления переменной.
Автоматическое управление памятью: специальный процесс, называемый «сборщиком мусора», периодически освобождает память, удаляя из неё ставшие ненужными объекты.
Полная интроспекция времени исполнения: для любого объекта можно получить всю информацию о его внутренней структуре.
2) HTML:
Структурирование содержимого: HTML используется для определения структуры веб-страницы, включая заголовки, абзацы, списки, таблицы и другие элементы.
Формы и элементы ввода: HTML предоставляет широкий спектр элементов для создания форм и сбора информации от пользователей.
Встраивание мультимедиа: с помощью HTML можно встраивать изображения, видео, аудио и другие мультимедийные элементы на веб- страницу.
3) CSS:
Задание параметров внешнего вида: CSS позволяет задавать цвета, шрифты, стили, расположение отдельных блоков и других аспектов представления внешнего вида веб-страниц.
Эти возможности помогают разработчикам создавать высокопроизводительные и удобные приложения, обеспечивая лучший пользовательский опыт и эффективную работу с данными.

1.3. Основные области применения и прочие сведения об используемых языках программирования

Ниже приведены основные области применения и прочие сведения об используемых в ПИИ языках:
1) Python:
Область применения: Python используется в анализе данных, машинном обучении и веб-разработке, а также в других сферах.
Преимущества: Python обладает читабельностью, простотой синтаксиса и отсутствием необходимости в компиляции, что позволяет обращать основное внимание при разработке программ на алгоритмы и структурирование. Автоматическое управление памятью («сборка мусора») позволяет повысить безопасность доступа к памяти.
2) HTML:
Область применения: HTML используется для создания структуры веб-страниц, определения содержимого и его организации.
Преимущества: Предоставляет широкий спектр элементов для создания интерфейсов веб-приложений, включая текстовые блоки, изображения, формы, таблицы и другие.
3) CSS:
Область применения: CSS применяется для обеспечения принципиального разделения содержания и представления веб-страниц.
Преимущества: поддержка нескольких дизайнов страницы для разных устройств просмотра, уменьшение времени загрузки страниц сайта за счёт переноса правил представления данных в отдельный CSS-файл, простота последующего изменения дизайна, предоставление дополнительных возможностей оформления.
Эти языки являются основой для разработки логики и пользовательского интерфейса ПИИ, обеспечивая гибкость, надежность и эффективность в разработке и поддержке.

2. ЭЛЕМЕНТЫ ЯЗЫКА

Ниже приведено описание синтаксиса языков программирования, используемых в ПИИ:
1) Python:
Python – высокоуровневый язык программирования общего назначения с динамической типизацией и автоматическим управлением памятью.
Базовые элементы: переменные, функции, классы.
Семантика: Python использует традиционный набор операторов, при этом для выделения блоков текста используется система отступов при отсутствии операторных скобок begin/end или фигурных скобок. Состав, синтаксис, ассоциативность и приоритет операций достаточно привычны для языков программирования и призваны минимизировать употребление скобок.
2) HTML:
HTML (HyperText Markup Language) — это стандартизированный язык разметки, используемый для создания веб-страниц. Он определяет структуру содержимого веб-страницы с помощью элементов и атрибутов.
Базовые элементы: теги (элементы), атрибуты.
Семантика: HTML определяет структуру веб-страницы, где каждый тег обозначает определенный тип содержимого (например, заголовок, абзац, изображение) и может содержать атрибуты для дополнительной настройки свойств элемента.
3) CSS:
Базовые элементы: наборы правил, декларации, атрибуты.
Семантика: CSS определяет внешний вид элементов веб-страниц, позволяя задавать параметры отдельных атрибутов.

3. СПОСОБЫ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ

Способы вызова процедур передачи управления и другие элементы структурирования программы могут различаться в зависимости от используемого языка программирования. Ниже приведены общие принципы и элементы структурирования программы для языков Python, HTML и CSS, используемых в ПИИ:
1) Python:
Вызов процедур передачи управления: В Python процедуры вызываются с использованием синтаксиса вызова функций, например: functionName().
Структурирование программы: Программы на Python обычно структурируются с использованием модулей, классов и функций. Модули позволяют организовать код в логически связанные блоки, а классы обеспечивают объектно-ориентированный подход к программированию.
2) HTML:
Вызов процедур передачи управления: В HTML нет процедур передачи управления, поскольку HTML определяет структуру веб-страницы, а не логику программы.
Структурирование программы: HTML структурируется с использованием различных тегов для разметки контента веб-страницы. Элементы такие как <div>, <section>, <header> и <footer> используются для организации контента и создания структуры страницы.
3) CSS:
Вызов процедур передачи управления: В CSS нет процедур передачи управления, поскольку CSS определяет стили элементов веб-страницы, а не логику программы.
Структурирование программы: CSS структурируется с использованием различных тегов для разметки контента веб-страницы и имен классов. Для каждого из них в фигурных скобках приводятся наборы правил, определяющие значения различным свойствам.

4. СРЕДСТВА ОБМЕНА ДАННЫМИ

Для описания языковых средств обмена данными в контексте ПИИ используются основные средства ввода-вывода, внутреннего обмена данными и другие связанные инструменты:
1) Ввод данных:
В рамках ПИИ ввода данных оператором осуществляется только через веб интерфейс путем взаимодействия с управляющими элементами на HTML страницах. Данные элементы позволяют осуществлять переход между страницами веб-интерфейса и настраивать параметры отображения данных.
2) Вывод данных:
Отображение информации: Для отображения данных, формируемых в процессе работы ПИИ используются средства веб-интерфейса, использующие HTML-разметку в сочетании с CSS для стилизации и представления данных на веб страницах.
Графики и диаграммы: JavaScript-библиотеки, такие как Chart.js или D3.js, могут использоваться для создания интерактивных графиков и диаграмм, которые визуализируют параметры ФЭП.
3) Внутренний обмен данными:
SQL-запросы: Обмен данными между вычислительной частью и веб интерфейсом осуществляется путем передачи данных через внутренние БД ПИИ. Загрузка и чтение данных для данных БД осуществляется путем отправки SQL-запросов.
4) Внешний обмен данными:
SQL-запросы: Взаимодействие с внешними БД СУПП осуществляется путем отправки в них SQL-запросов на получение данных.

5. ВСТРОЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Ниже представлены описание и правила использования языка Python, применяемого в ПИИ:
1) Функции:
Описание: Функции в Python – это фрагменты программы, которые помогают объединить инструкции в один блок, сделать код читаемым и использовать его много раз.
Правила использования: Для объявления функции используют ключевое слово def. Объявление функции включает следующие данные:

имя функции – название, с помощью которого можно вызывать функцию в коде;
аргументы – значения, которые функция принимает на вход, могут отсутствовать;
тело функции ― набор инструкций, которые выполняются при вызове функции;
результат – значения, которые функция возвращает при завершении работы.

Для вызова функции нужно задать её имя и передать аргументы.
2) Классы:
Описание: Классы в Python – это представления, которые включают набор характеристик и действий. Конкретным воплощением класса является объект.
Правила использования: В языке Python класс определяется с помощью ключевого слова «class». Внутри класса определяются его атрибуты, которые хранят различные характеристики класса, и методы – функции класса. Для создания объекта класса используется специальная функция — конструктор, которая называется по имени класса и возвращает объект класса. Каждый класс по умолчанию имеет конструктор без параметров. Кроме конструкторов, классы в Python также могут определять специальные методы – деструкторы, которые вызываются при удалении объекта.

6. СРЕДСТВА ОТЛАДКИ ПРОГРАММЫ

В Python доступны различные средства отладки, которые помогают разработчикам выявлять и исправлять ошибки в коде:
1) Функция печати
Описание: Функция print позволяет вставлять в код сообщения, которые выводятся на консоль или терминал при запуске программы.
Применение: Размещение функции print в различных частях кода, исполнение которых требуется контролировать, позволяет создать журнал протоколирования, обеспечивающий прослеживание потока управления и определить, в каких точках результаты исполнения программы отличаются от ожидаемых.
2) Протоколирование
Описание: Протоколирование процессов выполнения программы аналогично использованию функции печати, но при этом вывод записывается в файл журнала. Для протоколирования используется встроенный модуль logging.
Применение: Модуль logging позволяет настроить уровни детализации сообщений журнала и указывать, куда должны направляться журналы (консоль, файл или другое). Протоколирование поддерживает следующие уровни детализации: «Отладка», «Информация», «Предупреждение», «Ошибка», «Критическая ошибка».
3) Обработка исключений
Описание: Обработка исключений производится путем оборачивания кода, исполнение которого потенциально может вызывать ошибки, операторами try except. Для данного кода будет выполняться обработка исключения, что предотвращает внезапный сбой программы и позволяет корректно обрабатывать ошибки и регистрировать соответствующую информацию.
Применение: С помощью операторов try-except выделяются 2 блока кода. Блок try содержит вызов исключения. Блок except содержит код, который выполняется, если в блоке try возникает исключение. При этом можно задавать отдельные методы обработки для разных типов исключений и получать доступ к информации об исключении.
4) Утверждения
Описание: Отладка производится с помощью использования оператора assert, который позволяет проверить, выполняется ли определенное условие.
Применение: В требуемые для проверки участки кода добавляется оператор assert, для которого задается условие для проверки. Если условие не выполняется, это указывает на ошибки. Утверждения используются на этапе разработки и отладки для обнаружения логических ошибок в коде.
5) Интерактивный отладчик
Описание: Python поставляется со встроенным отладчиком PDB (Python Debugger). Он позволяет производить приостановку выполнения кода, проверять переменные и пошагово просматривать код для нахождения и устранения ошибок.
Применение: Интерактивный отладчик позволяет анализировать код в режиме реального времени. Для этого в программу импортируется встроенный модуль pdb. Интерактивный отладчик позволяет устанавливать точки останова, с которых начинается отладка программы.
6) Использование интегрированных сред разработки (IDE)
Описание: Наиболее часто используемые среды разработки для Python (PyCharm, Visual Studio Code и Jupyter Notebooks) оснащены встроенными средствами отладки. К ним относятся визуальные точки останова, проверка переменных и пошаговое выполнение.
Применение: Конкретное применение встроенных средств отладки зависит от используемой интерактивной среды разработки.

Пояснительная записка к техническому проекту

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

Автоматизированная система (АС) Промышленный искусственный интеллект (ПИИ) представляет собой программное обеспечение (ПО), разработанное для повышения эффективности производственной линии за счет эффективного автоматизированного контроля качества производства на производственной линии и повышении качества продукции.

1.1. Полное наименование программы

Полное наименование ПО – Промышленный искусственный интеллект.

1.2. Краткое наименование программы

Краткое наименование ПО – ПИИ.

1.3. Основания для проведения работ
Работы выполняются на основании Приказа о начале разработки ПО № 04/1/03/ОД-016/1 от 06.03.2024.

1.4. Наименование организаций Заказчика и Разработчика

Заказчик:
ОГРН 1092124000616
ИНН/КПП 2124030957/ 212401001
Полное наименование Общество с ограниченной ответственностью «Хевел»
Сокращённое наименование ООО «Хевел»
Адрес местонахождения 429965, г. Новочебоксарск, Шоршельский проезд, владение 12

Разработчик:
ОГРН 1227700650869
ИНН/КПП 9728076107/ 772801001
Полное наименование Общество с ограниченной ответственностью
«СОЛТЕХ»
Сокращённое наименование ООО «Солтех»
Адрес местонахождения 17342, город Москва, Профсоюзная ул, д. 65 к. 1, этаж 14, помещ. XL, ком. 7.10

1.5. Цели, назначение и области использования автоматизированной системы

Целью ПИИ является повышение эффективности производственной линии за счет эффективного автоматизированного контроля качества производства на производственной линии и повышении качества продукции.
ПИИ предназначен для детекции образования производственных дефектов ФЭП и их интеллектуальной автоматической аналитики в готовой продукции производственных линий завода с целью повышения эффективности линии производства ФЭП.

1.6. Подтверждение соответствия проектных решений действующим нормам и правилам техники безопасности, пожаро- и взрывобезопасности и т. п.

Проектные решения по разработке системы, утвержденные в соответствии с действующими нормами и правилами техники безопасности, пожаро- и взрывобезопасности, подтверждены экспертным путем на основе документов ООО «Солтех» и согласованы с техническим заданием на разработку системы.

Основные аспекты указанных требований:
1) Техника безопасности:
Обеспечение безопасности системы должно соответствовать действующим стандартам и нормативам техники безопасности.
Учёт требований к физической безопасности и защите от несанкционированного доступа.
2) Пожаро- и взрывобезопасность:
Применение решений, соответствующих требованиям по пожаробезопасности и предотвращению взрывов, если это применимо в контексте системы.
3) Защита информации:
Информация, используемая ПИИ является коммерческой. Допускается свободное распространение информации ПИИ исключительно внутри замкнутого информационного контура производственного объекта.
Технические средства хранения исходного текста и объектного кода, а также компиляции исходного текста в объектный код, размещены на территории Российской Федерации.
4) Управление доступом:
Вход в информационный контур производственного объекта, в котором функционирует ПИИ, возможен только для авторизованных в системе пользователей. Пользователь имеет доступ только на чтение, поэтому защиты от неконсистентности или потери данных не требуется. Сохранность обработанных данных обеспечивается логикой построения системы.
5) Регистрация и учёт:
В ПИИ должна быть предусмотрена регистрация и учет данных по всем ФЭП, обработанных системой.
Должна присутствовать регистрация всех предупреждений, отслеживаемых сигнальной системой с указанием времени выдачи и закрытия предупреждения.
Обеспечение соблюдения указанных требований позволит создать систему, которая не только соответствует стандартам и нормам безопасности, но также обеспечивает эффективное и безопасное функционирование ПИИ в рамках общей информационной инфраструктуры компании.

1.7. Сведения об использованных при проектировании нормативно технических документах

При проектировании ПИИ используются следующие нормативно-технические документы.
Государственные стандарты:
1) ГОСТ Р 34.201–2020 «Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем» – определяет порядок разработки документации при создании АС;
2) ГОСТ Р 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания» – определяет стадии создания системы;
3) ГОСТ Р 34.602–2020 «Техническое задание на создание автоматизированной системы» – регламентирует структуру и содержание технического задания;
4) ГОСТ 34.603–92 «Виды испытаний автоматизированных систем»;
5) ГОСТ Р 59795–2021 «Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов»;
6) ГОСТ 12.2.003 и ГОСТ 12.2.007 – стандарты, регламентирующие конструктивные особенности рабочего оборудования, обеспечивающие безопасность эксплуатирующего персонала от поражения электрическим током;
7) СанПиН 2.2.2.542–96 – «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» (утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 14 июля 1996 г. № 14);
8) ГОСТ 12.2.032–78 «Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования»;
9) ГОСТ 21552–84 и ГОСТ 27201–87 – стандарты, регламентирующие климатические условия эксплуатации и хранения компонентов ИС;
10) ГОСТ Р 51904–2002 «Процессы и средства обеспечения качества программного обеспечения. Основные положения»;
11) ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 «Инженерия программных систем и систем: Процессы жизненного цикла программных систем».
Федеральные законы:

федеральный закон № 152-ФЗ «О персональных данных» – устанавливает правила обработки и защиты персональных данных.
Нормативные акты по информационной безопасности:
федеральный закон № 187–ФЗ «О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации» – определяет требования к обеспечению безопасности критической информационной инфраструктуры.

Стандарты по безопасности и защите информации:

ГОСТ Р ИСО/МЭК 27001–2016 «Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Системы управления информационной безопасностью. Требования» – устанавливает требования к системам управления информационной безопасностью.

Стандарты по процессам управления:
1) ГОСТ Р ИСО 9001–2015 «Системы менеджмента качества. Требования» – предоставляет общие принципы систем управления качеством;
2) ГОСТ Р ИСО 14001–2016 «Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению»;
3) ГОСТ Р ИСО 45001-2020 «Системы менеджмента безопасности труда и охраны здоровья. Требования и руководство по применению».
Требования к хранению данных:

федеральный закон № 149–ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» – определяет требования к хранению данных.
Прочие нормативные акты:
приказы и рекомендации соответствующих регулирующих органов, которые могут быть применимы к конкретной отрасли или области деятельности.

1.8. Сведения о научно-исследовательской работе, передовом опыте, изобретениях, использованных при разработке проекта
Технологический стек ПО ПИИ включает в себя следующие компоненты:
1) Языки программирования:

Python;
HTML;
CSS.

2) Фреймворки и библиотеки:

Django (фреймворк для построения веб-интерфейса);
ultralytics (создание и использование моделей на базе искусственного интеллекта);
numpy (математические функции);
pandas (обработка и анализ данных);
psycopg2 (работа с SQL БД);
matplotlib (построение графиков);
seaborn (построение графиков с расширенными возможностями);
pillow (работа с изображениями);
shapely (работа с геометрией);
pytz (работа с часовыми поясами).

Этот технологический стек обеспечивает разностороннюю функциональность. Использование Python повышает читаемость, обеспечивает динамическую типизацию и автоматическое управление памятью, а другие библиотеки предоставляют различные инструменты для работы с данными.

1.9. Очередность создания автоматизированной системы и объем каждой очереди

Разработка ПИИ осуществляется в одну очередь в соответствии с этапами и сроками их выполнения, приведенными в таблице 1. Объёмы работ, определённые на этапе разработки Технического проекта, могут уточняться на этапе разработки рабочей документации. Разработка промышленной версии осуществляется в три этапа, сроки определяются в дополнительной документации.
Таблица 1 – Этапы разработки системы и сроки их выполнения*
Наименование этапа Чем заканчивается этап Срок выполнения этапа
Разработка технического задания на создание ПИИ Техническое задание 05.02.2024–04.03.2024
Техническое проектирование ПИИ Пояснительная записка к техническому проекту 01.04.2024–12.08.2024
Разработка ПО ПИИ ПО ПИИ
Разработка рабочей документации Рабочая документация 13.08.2024–16.09.2024

2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
2.1. Состав процедур (операций) ПИИ

ПИИ выполняет следующие процедуры (операции):
1) получение и сохранение в БД снимков электролюминесценции ФЭП, сбор их характеристик:

инициатор: вычислительная часть ПИИ;
действие: ПИИ выполняет проверку файлового сервера СУПП на наличие новых необработанных снимков электролюминесценции ФЭП, при нахождении – производит их копирование во внутреннее хранилище. Также производится чтение характеристик соответствующих ФЭП из БД СУПП и запись в оперативную БД ПИИ;

2) обработка снимков электролюминесценции ФЭП для определения на них дефектов, их классификации и локализации:

инициатор: вычислительная часть ПИИ;
действие: ПИИ с использование моделей искусственного интеллекта производит поиск, классификацию и локализацию дефектов на снимке электролюминесценции ФЭП. Данные о найденных дефектах помещаются в оперативную БД ПИИ;

3) сбор данных о производственном маршруте ФЭП:

инициатор: вычислительная часть ПИИ;
действие: ПИИ производит чтение из БД СУПП данных о производственном маршруте ФЭП путем отправки SQL-запросов. Полученные данные помещаются в оперативную БД ПИИ;

4) предоставление результатов частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП:

инициатор: вычислительная часть ПИИ;
действие: ПИИ производит расчет статистических данных на основе производственного маршрута ФЭП и информации о дефектах, найденных на ФЭП. Полученные результаты, отражающие вероятности возникновения дефектов в производственных узлах, помещаются в оперативную БД ПИИ;

5) контроль характеристик ФЭП и выдача сигналов оператору при превышении их пороговых значений;

инициатор: вычислительная часть, веб-интерфейс ПИИ;
действие: ПИИ с заданными интервалами проводит оценку контролируемых параметров, отражающих корректную работу производственной линии. При обнаружении превышения пороговых значений контролируемых параметров ПИИ формирует предупреждение (в виде цветового индикатора), которое выводится оператору на веб-интерфейсе. После снижения контролируемых параметров ниже пороговых значений предупреждение пропадает;

6) демонстрация данных, создаваемых в процессе работы ПИИ, оператору.

инициатор: пользователь;
действие: веб-интерфейс ПИИ на основе команд пользователя предоставляет доступ к требуемой информации из оперативной БД ПИИ в соответствии с форматом доступных веб-страниц.

2.2. Требования к организации работы при функционировании ПИИ

При функционировании ПИИ к организации работы предъявляются следующие требования:
1) автоматическое функционирование вычислительной части ПИИ:
Вычислительная часть должна функционировать полностью автоматически, не требуя действий оператора, кроме запуска и остановки в случае производственной необходимости. При отсутствии сбоев со стороны технической части или операционной системы, вычислительная часть должна поддерживать бесперебойную работу в течение неограниченного времени.
2) предоставление информации:
Веб-интерфейс ПИИ должен предоставлять пользователю информацию по работе производственной линии, сформированную вычислительной частью ПИИ. Оператору должна быть предоставлена возможность свободной навигации по доступным веб-страницам и задания параметров отображения данных средствами пользовательского интерфейса.
3) работа сигнальной системы:
В рамках ПИИ должна быть реализована сигнальная система, ответственная за контроль параметров ФЭП и передающая в оперативную БД ПИИ данные о выполнении условий выдачи предупреждений о возникновении критических ситуаций при производстве ФЭП. Сигнальная система должна автоматически формировать предупреждения о возникновении критических ситуаций и снимать данные предупреждения при устранении подобных ситуаций.
4) безопасность данных:
В ПИИ должен быть обеспечен безопасный доступ к БД СУПП, обеспечивающий отсутствие возможности несанкционированного изменения данных.
ПИИ должно функционировать внутри закрытого контура обмена информацией на производственном объекте.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
3.1. Решения по структуре автоматизированной системы и ее подсистем, по взаимодействию подсистем, по связям между компонентами автоматизированной системы
3.1.1. Структура ПИИ

ПИИ состоит из нескольких взаимосвязанных компонентов, каждый из которых выполняет определенные функции. Структура ПИИ приведена на рис. 1.
Рисунок 1 – Структура ПИИ*

Каждая из составных частей ПИИ является обособленной и представляет собой отдельное программное средство, запуск которого выполняется автономно. Взаимодействие между составными частями ПИИ производится только через БД путем отправки SQL-запросов.
Структура ПИИ разработана таким образом, чтобы обеспечить эффективное выполнение всех функций системы, удобство использования для пользователей и надежность работы. Каждая часть системы выполняет определенные функции и взаимодействует с другими компонентами для достижения общих целей автоматизации контроля качества производства.

3.1.2. Вычислительная часть

Вычислительная часть ПИИ предназначена для проведения основных расчетов.
Часть осуществляет получение и обработку снимков электролюминесценции ФЭП для определения на них дефектов. В процессе обработки производится классификация и локализация данных дефектов. Далее вычислительная часть проводит сбор данных о производственном маршруте ФЭП и оценку производственных узлов, через которые прошла ФЭП, для выявления наиболее вероятных источников образования дефектов ФЭП.
В рамках вычислительной части ПИИ также действует контролирующая часть сигнальной системы, ответственная за контроль параметров ФЭП и передающая в БД данные о выполнении условий выдачи предупреждений о возникновении критических ситуаций при производстве ФЭП.

3.1.3. Веб-интерфейс

Веб-интерфейс ПИИ предназначен для предоставления доступа оператора к данным ПИИ.
Веб-интерфейс посредством веб-форм дает оператору возможность просматривать данные о выявленных дефектах на ФЭП, электрических характеристиках и производственном маршруте ФЭП. Также оператору предоставляется возможность управлять отображением данных посредством интерактивных элементов на веб-формах.
В рамках веб-интерфейса ПИИ также действует демонстрационная часть сигнальной системы, ответственная за выдачу оператору сигналов о наличии активных предупреждений о возникновении критических ситуаций при производстве ФЭП и предоставлении информации о них.

3.1.4. Внутренние БД

Внутренние БД ПИИ предназначены для хранения и предоставления доступа к информации, которая собирается и производится в процессе работы прочих составных частей ПИИ.
Внутренние БД служат для взаимодействия составных частей ПИИ между собой.

3.2. Решения по взаимодействию автоматизированной системы со смежными системами и обеспечению совместимости
3.2.1. Перечень автоматизированных систем, с которыми взаимодействует данная система

ПИИ взаимодействует с системами управления производственными процессами (СУПП) компании посредством получения информации из баз данных указанных систем.
Схема взаимодействия ПИИ с СУПП приведена на рис. 2.
Рисунок 2 – Схема взаимодействия ПИИ с СУПП*

3.2.2. Описание связей между автоматизированными системами

Информационный обмен между ПИИ и СУПП является односторонним, ПИИ не имеет возможности вносить изменения в БД СУПП.
Осуществление информационного обмена производится путем выдачи ПИИ SQL-запросов на получение данных в БД СУПП и последующего получения информации в соответствии с данными запросами.
Такие связи между АС обеспечивают надежную сохранность данных и предотвращают их несанкционированное изменение или удаление со стороны ПИИ, позволяя ПИИ функционировать в рамках общей информационной инфраструктуры компании.

3.2.3. Описание информации взаимообмена

Обмен информацией между АС осуществляется с целью получении ПИИ данных для эффективной реализации своих функций.
ПИИ получает следующую информацию из файлового хранилища СУПП:

снимки электролюминесценции ФЭП – представляют собой файлы графических изображений;

ПИИ получает следующую информацию из БД СУПП путем выдачи SQL запросов:

электрические характеристики ФЭП – представляют собой численные данные о вольтамперных характеристиках ФЭП;
данные о производственном маршруте ФЭП – представляют собой перечень промышленных узлов, через которые прошла ФЭП с указанием мест размещения внутри данных узлов.

3.3. Решения по режимам функционирования, диагностированию работы автоматизированной системы

Режимы функционирования ПИИ:

вычислительная часть ПИИ функционирует полностью в автоматическом режиме работы, не требующем вмешательства оператора;
веб-интерфейс ПИИ функционирует в режиме выполнения пользовательских команд на вывод требуемой информации, путем взаимодействия с элементами пользовательского интерфейса.

Для обеспечения эффективного диагностирования работы ПИИ применены следующие решения:
1) Сохранение данных:
Описание: Запись в оперативную БД данных на всех этапах работы вычислительной части.
Функция: Упрощает последующее воспроизведения результатов работы вычислительной части для диагностирования и исправления ошибок в работе.
2) Сигнальная система:
Описание: Генерация предупреждений о наступлении критических событий на производственной линии.
Функция: Обеспечивает оперативное реагирование на события и быстрое устранение проблем.
3) Аудит системы:
Описание: Проведение периодических аудитов системы с целью выявления потенциальных ошибок и улучшения производительности.
Функция: Обеспечивает соответствие системы требованиям по функциональности и производительности.
Эти решения не только обеспечивают поддержку нормального функционирования ПИИ, но и позволяют оперативно реагировать на изменения и проблемы, обеспечивая стабильность и эффективность работы.

3.4. Решения по численности, квалификации и функциям персонала автоматизированной системы, режимам его работы
3.4.1. Численность, квалификация и функции персонала

Решения по численности, квалификации и функциям персонала ПИИ, а также режимам его работы, описаны ниже:
1) Администратор системы – численность: 1 человек.
Квалификация: специалисты по обслуживанию серверной инфраструктуры, знакомые с установкой, настройкой и обновлением операционных систем и баз данных.
Обязанности: Установка, настройка и запуск ПИИ.
2) Пользователи – численность: определяется количеством производственных линий, на которых внедрен ПИИ, а также порядком работы с информацией, предоставляемой ПИИ.

*подробное описание с примерами иллюстраций интерфейса системы вы найдете в разделе Документация нашего сайта
Квалификация: специалисты, обученные работе с веб-интерфейсом системы.
Обязанности: Использование информации, предоставляемой ПИИ, для анализа и устранения возникающих на линии неисправностей.

3.4.2. Режимы работы
Для персонала, обеспечивающего функционирование ПИИ, предусмотрены следующие режимы работы:
1) ежедневный режим: регулярная мониторинговая деятельность, выполнение рутинных задач по поддержке и обновлению системы;
2) режим обслуживания: плановые работы по обслуживанию, включая обновления и устранение возможных проблем;
3) аварийный режим: быстрый отклик на критические инциденты, восстановление работоспособности системы в кратчайшие сроки;
4) режим масштабирования: расширение ресурсов системы при необходимости, например, при увеличении объема данных или числа пользователей.
Эти решения обеспечивают эффективную работу персонала, гарантируют стабильность и безопасность системы, а также обеспечивают оперативное реагирование на изменения в окружающей среде и потребности бизнес-процессов.

Жизненный цикл программного обеспечения

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данном документе приведено описание процессов жизненного цикла программного обеспечения (ПО) автоматизированной системы (АС) Промышленный искусственный интеллект (ПИИ).
Документ разработан и включен в комплект рабочей документации в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания», ГОСТ Р 59795–2021 «Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».

1.1. Область применения средства автоматизации

ПИИ предназначен для детекции образования производственных дефектов ФЭП и их интеллектуальной автоматической аналитики в готовой продукции производственных линий завода с целью повышения эффективности линии производства ФЭП.

1.2. Виды деятельности, функции, для автоматизации которых предназначена система

ПИИ служит для автоматизации следующих видов деятельности:

обнаружение ФЭП с дефектами (с использованием алгоритмов машинного обучения);
автоматическое определение вероятных источников образования дефектов на основе частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП;
автоматический контроль удовлетворения характеристик ФЭП требуемым значениям на основе статистических методов анализа информации;
круглосуточное предоставление информации оператору по параметрам ФЭП посредством веб-интерфейса.

Эти виды деятельности являются основными направлениями работы ПИИ и представляют собой ключевые задачи, автоматизируемые с помощью разработанной АС.

2. ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА РАЗРАБОТКИ

Жизненный цикл (далее – ЖЦ) включает период создания и использования ПИИ, начиная с момента возникновения потребности в продукте, заканчивая разработкой, тестированием и отладкой, поставкой программной продукции, ее эксплуатацией и технической поддержкой.
ЖЦ определен с учетом положений следующих стандартов:

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207–2010 «Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств»;
ГОСТ Р 56939–2016 «Защита информации. Разработка безопасного программного обеспечения. Общие требования»;
ГОСТ РВ 0015–002–2012 «Системы менеджмента качества. Общие требования»;
ГОСТ Р 51904–2002 «Процессы и средства обеспечения качества программного обеспечения. Основные положения»;
ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 «Инженерия программных систем и систем: Процессы жизненного цикла программных систем».

В ООО «СОЛТЕХ» принята итерационная модель ЖЦ (рис. 1).*
Рисунок 1 – Жизненный цикл программного обеспечения*

Разработка продукта ведётся по итеративной модели с выпуском новой версии в среднем каждые два месяца. Каждая итерация включает в себя этапы формирования и оценки задач, разработки и тестирования по задачам, smoke тестирования и обновления документации.
Модель ЖЦ обеспечивает необходимый контроль над разработкой и сопровождением ПИИ.
В ООО «СОЛТЕХ» процессы управления конфигурацией сервиса осуществляются с использованием репозитория дистрибутивов, стенда сборки и системы контроля версий.

3. ФОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЗАДАЧ

Ниже описан порядок формирования и оценки задач:

владелец продукта определяет задачи, которые должны быть выполнены за одну итерацию;
владелец продукта формулирует и уточняет требования к задачам;
владелец продукта, технический руководитель и команда разработки совместно проводят оценку задач и определяют их приоритеты;
команда разработки самостоятельно распределяет задачи внутри команды, исходя из своих навыков и возможностей;
технический руководитель осуществляет мониторинг выполнения задач, используя установленные критерии и методы оценки результативности процесса.

Управление задачами ведётся с использованием выпусков (далее по тексту – релизов), т.е. все задачи, запланированные в релиз, помечаются соответствующим образом. Именование версий происходит по методологии semver. Задачи, не включенные в какой-либо релиз, остаются в списке задач по продукту (далее по тексту – бэклог) и не участвуют в разработке, а используются только для планирования будущих работ.
Результатами этапа являются:

сформированный бэклог на итерацию и релиз;
спецификация требований и/или техническое описание по каждой задаче;
назначение по каждой задаче исполнителя.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
4.1. Порядок проектирования и разработки ПО

Порядок проектирования и разработки ПО включает:

разработка программной архитектуры, а также разработка решений по построению всех составных компонентов;
разработка исходных кодов, написание файлов спецификации для сборки пакетов прикладного ПО;
сборка пакетов прикладного ПО и добавление их в репозиторий ПО;
сборка дистрибутивов из репозитория ПО.

Разработка по задачам идёт до тех пор, пока все задачи в рамках итерации не будут закрыты.
При работе с кодом команда придерживается методологии, известной как гитфлоу, но с несколькими упрощениями.
Так, в каждом репозитории есть три основных ветки (названия приведены в терминологии гитфлоу) и соответствующие им окружения:

develop – базовая ветка для разработки, от неё идут все ветки задач (feature ветки);
stage – ветка готовящегося релиза;
master – ветка последнего стабильного релиза.

4.2. Порядок обновления ПО

Порядок обновления ПО включает:

модернизацию программной архитектуры, а также разработку решений по построению всех составных компонентов;
модернизацию исходных кодов, написание файлов спецификации для сборки пакетов прикладного ПО;
сборку пакетов прикладного ПО и добавление их в репозиторий ПО;
сборку дистрибутивов из репозитория ПО;
проверку работоспособности;
устранение проблем (тестирование и отладка);
рассылку уведомления пользователям об обновленной версии ПО.

5. ТЕСТИРОВАНИЕ И ОТЛАДКА

Проведение тестирования является обязательным перед передачей новой версии потребителю. При необходимости включает функциональное, регрессионное и нагрузочное тестирование для оценки стабильности и производительности системы. Тестирование проводится лицами, ответственными за проведение тестирования программной продукции (отдел тестирования). Для тестирования и отладки программной продукции собирается стенд, выдается задание на тестирование. По результатам тестирования осуществляется устранение ошибок и осуществляется (при необходимости) доработка ПО.
Порядок процесса тестирования и отладки:

сборка дистрибутивов ПО – программист-разработчик проводит слияние develop в stage и сборку в stage окружении;
проведение тестирования ПО – инженер тестировщик проводит тестирование в stage, а также дымовое тестирование (с англ. smoke testing) в stage всего продукта;
устранение выявленных недостатков ПО – корректировка ПО для устранения недостатка ПО, после которой проводится повторное дымовое тестирование (ре-тест);
проведение регрессионного тестирования всей функциональности продукта при завершении дымового тестирования (в том числе повторного);
добавление в репозиторий эталонных версий дистрибутивов и исходных текстов ПО при положительном результате регрессионного тестирования;
слияние stage в master с проставлением тега релиза (x.y.z) и сборка в prod окружении ответственным за продукт инженером по внедрению;
корректировка программной документации.
По итогам тестирования и отладки сотрудник, ответственный за выпуск новой версии, формирует заключение о качестве версии с оценкой уровня исправления ошибок и запускает процесс согласования разрешения на выпуск версии со следующими лицами:
сотрудник проектной группы, ответственный за разработку ПО ПИИ; руководитель проекта;
руководитель подразделения, утверждающий разрешение на выпуск версии ПО ПИИ.

6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЕ
6.1. Техническая поддержка

Техническая поддержка пользователей осуществляется в формате консультирования пользователей и администраторов сервиса по вопросам обеспечения работоспособности, доступа и отображения данных по электронным каналам связи (электронная почта). В рамках технической поддержки ПИИ оказываются следующие услуги:

помощь в запуске вычислительной части и веб-интерфейса;
помощь в доступе к веб-интерфейсу;
помощь в поиске и устранении проблем в случае некорректной работы веб-интерфейса;
описание функционала ПО, помощь в эксплуатации;
предоставление актуальной документации по установке/настройке/работе ПО.

В заявке на техническую поддержку пользователь должен указать следующую информацию:

описание проблемы (шаги воспроизведения проблемы);
предпринятые попытки решения проблемы;
когда в последний раз пользователь работал с системой, если работал, и была ли ошибка;
дополнительную информацию, если возможно.

После доставки ответа пользователю запрос считается завершенным, и находится в статусе «завершен, требует подтверждения пользователя». В случае аргументированного несогласия пользователя с завершением запроса, выполнение запроса продолжается.
Завершенный запрос переходит в состояние закрытого после получения подтверждения от пользователя о решении запроса. В случае отсутствия ответа пользователя о завершении запроса в течение 14 рабочих дней, в случае если иное не оговорено в соглашении о расширенной технической поддержки, запрос считается закрытым. Закрытие запроса может инициировать пользователь, если надобность в ответе на запрос по каким-либо причинам более не требуется.

6.2. Персонал, обеспечивающий работу на местах

Минимальный уровень подготовки пользователя для работы с веб-интерфейсом ПИИ – владение базовыми навыками работы со стандартным ПО (веб-браузер), ознакомление с руководством пользователя.

6.3. Персонал, обеспечивающий техническую поддержку и развитие системы

1) Технические навыки:
Обширные знания в области используемого стека технологий (описание предоставлено в Пояснительной записке).
Опыт работы с серверами, базами данных, операционными системами.
2) Знание ПО:
Понимание работы алгоритмов машинного обучения и способность осуществлять их настройку.
Умение работать с базами данных и веб-технологиями.
3) Администрирование баз данных:
Опыт администрирования баз данных, включая резервное копирование, восстановление и оптимизацию производительности.
4) Техническая поддержка:
Готовность оказывать техническую поддержку пользователям, в том числе решение проблем, связанных с функциональностью системы.

Общее описание системы

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данном документе приведено описание программного обеспечения (ПО) автоматизированной системы (АС) Промышленный искусственный интеллект (ПИИ). Данный документ содержит информацию о назначении, функциях, структуре и составных частях ПИИ.
Документ разработан и включен в комплект рабочей документации в соответствии с требованиями ГОСТ Р 34.601–90 «Автоматизированные системы. Стадии создания», ГОСТ Р 59795–2021 «Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».

1. НАЗНАЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
1.1. Вид деятельности, для автоматизации которой предназначена система

обнаружение ФЭП с дефектами (с использованием алгоритмов машинного обучения);
автоматическое определение вероятных источников образования дефектов на основе частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП;
автоматический контроль удовлетворения характеристик ФЭП требуемым значениям на основе статистических методов анализа информации;
круглосуточное предоставление информации оператору по параметрам ФЭП посредством веб-интерфейса.

Эти виды деятельности являются основными направлениями работы ПИИ и представляют собой ключевые задачи, автоматизируемые с помощью разработанной АС.

1.2. Перечень объектов автоматизации, на которых используется автоматизированная система

ПИИ применяется на объектах автоматизации, связанных с производственными линиями компании и средствами автоматизации и контроля производственной деятельности.
ПИИ используется для контроля качества производства ФЭП, позволяя своевременно обнаруживать и устранять возникающие проблемы, а также для оперативной аналитики производственных показателей.

1.3. Перечень функций, реализуемых автоматизированной системой
Функции ПИИ:

1) получение и сохранение в БД снимков электролюминесценции ФЭП, сбор их характеристик;
2) обработка снимков электролюминесценции ФЭП для определения на них дефектов, их классификации и локализации;
3) сбор данных о производственном маршруте ФЭП;
4) предоставление результатов частотного анализа статистических данных, отражающих взаимодействие производственных узлов с дефектами ФЭП ;
5) контроль характеристик ФЭП и выдача сигналов оператору при превышении их пороговых значений;
6) демонстрация данных, создаваемых в процессе работы ПИИ, оператору.

2. ОПИСАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
2.1. Структура автоматизированной системы и назначение ее частей
2.1.1. Структура ПИИ

2.1.2. Вычислительная часть

2.1.3. Веб-интерфейс

Веб-интерфейс ПИИ предназначен для предоставления доступа оператору к данным ПИИ.
Веб-интерфейс посредством веб-форм дает оператору возможность просматривать данные о выявленных дефектах на ФЭП, электрических характеристиках и производственном маршруте ФЭП. Также оператору предоставляется возможность управлять отображением данных посредством интерактивных элементов на веб-формах.
В рамках веб-интерфейса ПИИ также действует демонстрационная часть сигнальной системы, ответственная за выдачу оператору сигналов о наличии активных предупреждений о возникновении критических ситуаций при производстве ФЭП и предоставлении информации о них.
2.1.4. Внутренние БД
Внутренние БД ПИИ предназначены для хранения и предоставления доступа к информации, которая собирается и производится в процессе работы прочих составных частей ПИИ.
Внутренние БД служат для взаимодействия составных частей ПИИ между собой.

2.2. Описание функционирования автоматизированной системы и ее частей
2.2.1. Вычислительная часть

Вычислительная часть ПИИ представляет собой ПО, работающее полностью в автоматическом режиме. Взаимодействие пользователя с данным ПО в процессе работы не предусмотрено. Изменение настраиваемых параметров производится перед запуском и может осуществляться только разработчиком. От оператора требуется только выполнить запуск вычислительной части ПИИ.

2.2.2. Веб интерфейс

Веб-интерфейс ПИИ представляет собой набор html-страниц, доступ к которым осуществляется из браузера. Веб-интерфейс служит для отображения пользовательской информации системы MODDUS и не предназначен для управления вычислительной частью ПИИ. В процессе работы оператор может взаимодействовать с интерактивными элементами веб-интерфейса ПИИ для управления настройками выдачи информации и перехода между html-страницами.

2.2.3. Внутренние БД

Внутренние БД включают в себя следующие БД на базе PostgreSQL:

оперативная БД (moddus) – предназначена для хранения данных о работе ПИИ за последний месяц. Расположена на виртуальном промышленном сервере;
долговременная БД (moddus_large) – предназначена для хранения данных о работе ПИИ за все время работы. Расположена на виртуальном сервере хранения данных.

Взаимодействие с данными БД осуществляется вычислительной частью ПИИ и веб-интерфейсом ПИИ в автоматическом виде, взаимодействие оператора с данными БД не предусмотрено.
Структуры Оперативной БД и долговременной БД полностью идентичны.

2.3. Сведения об автоматизированной системе и её частях, необходимые для обеспечения эксплуатации

Ниже представлены сведения о ПИИ, необходимые для обеспечения эффективной эксплуатации:
1) Цель системы:
Целью ПИИ является повышение эффективности производственной линии за счет эффективного автоматизированного контроля качества производства на производственной линии и повышении качества продукции.
2) Функциональные возможности:
ПИИ предоставляет возможности для обнаружения, классификации и локализации дефектов на ФЭП, а также выявления наиболее вероятных источников образования дефектов ФЭП.
Сигнальная система, функционирующая в рамках ПИИ, предоставляет оператору информацию о возникновении критических ситуаций на производственной линии ФЭП.
3) Структура системы:
ПИИ состоит из вычислительной части, веб-интерфейса и внутренних баз данных.
Вычислительная часть осуществляет проведение основных расчетов ПИИ.
Веб-интерфейс служит для предоставления доступа оператора к данным ПИИ.
Внутренние БД обеспечивают хранение и предоставление доступа к информации, которая собирается и производится в процессе работы прочих составных частей ПИИ.
4) Требования к оборудованию:
Для работы системы требуется серверное оборудование для размещения вычислительной части и базы данных, а также клиентские устройства для доступа пользователей к веб-интерфейсу системы.
5) Требования к ПО:
Для установки и работы ПИИ необходимы операционная система и программные компоненты, указанные в технических требованиях и рекомендациях по установке системы.
6) Поддержка и обслуживание:
Для обеспечения бесперебойной работы системы необходимо регулярное техническое обслуживание серверного оборудования и баз данных, а также оперативное реагирование на возникающие проблемы и запросы пользователей. А также настройка системы в случае модернизации на технологической линии.
Эти сведения о ПИИ и его частях необходимы для обеспечения эффективной эксплуатации ПИИ и поддержания его работоспособности в рамках группы компаний солнечного бизнеса.

3. ОПИСАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ С ДРУГИМИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМИ СИСТЕМАМИ
3.1. Перечень автоматизированных систем, с которыми взаимодействует данная система

ПИИ взаимодействует с системами управления производственными процессами (СУПП) компании посредством получения информации из баз данных указанных систем.
Схема взаимодействия ПИИ с СУПП приведена на рис. 2.
Рисунок 2 – Схема взаимодействия ПИИ с СУПП*

3.2. Описание связей между автоматизированными системами

Обмен информацией между АС осуществляется с целью получения ПИИ данных для эффективной реализации своих функций.
ПИИ получает следующую информацию из файлового хранилища СУПП:

снимки электролюминесценции ФЭП – представляют собой файлы графических изображений;
ПИИ получает следующую информацию из БД СУПП путем выдачи SQL запросов:
электрические характеристики ФЭП – представляют собой численные данные о вольтамперных характеристиках ФЭП;
данные о производственном маршруте ФЭП – представляют собой перечень промышленных узлов, через которые прошла ФЭП с указанием мест размещения внутри данных узлов.

база знаний

по продуктам и решениям Солтех

ПОСМОТРЕТЬ

CRM-форма появится здесь

Есть задача?

просто напишите и наша команда приступит

напишите нам

Email info@soltekh.ru

Позвоните нам 8 800 770-03-18