Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов




НазваниеМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
страница16/18
Дата публикации10.03.2013
Размер2.07 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Информатика > Документы
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

^ ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАФЕДРЫ
Акимов А.А.

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»
Научный руководитель – д.т.н., профессор А. М. Бершадский
В настоящее время в большинстве ВУЗов наблюдается увеличение объемов и интенсивности документооборота. В связи с этим растет и число информационных систем, применяемых для управления ВУЗами. Однако анализ показывает, что существующие системы не всегда удовлетворяют потребностям и не учитывают специфику учебного заведения[1]. Кроме этого, системы обладают некой избыточностью, т.к. пытаются обеспечить выполнение всех необходимых для управления учебным процессом функций. Несмотря на то, что большинство подобных систем представляет собой совокупность отдельных модулей: приемная комиссия, учебное управление, отдел кадров, деканат и т.д., звено – кафедра, как правило, в этом списке отсутствует. Хотя на сегодняшний день кафедры в современном ВУЗе характеризуются большим потоком информации, которая относится как к учебной и научной деятельности, так и к административной и анализ данной информации требует значительного объема временных затрат. Поэтому возникает необходимость автоматизировать процесс сбора, обработки и последующего анализа кафедральной информации. В Пензенском государственном университете на кафедре «Системы автоматизированного проектирования» была разработана информационная система мониторинга (ИСМ), позволяющая получать актуальные данные о процессе функционирования кафедры, проводить анализ и прогнозирование вариантов развития событий, что обеспечивает серьезную информационную поддержку процесса принятия решений по вопросам управления кафедрой [2].

В состав ИСМ входят 5 подсистем: подсистема ввода и валидации данных, подсистема формирования отчётности, подсистема мониторинга, подсистема администрирования, а также подсистема обработки и хранения данных, рассматриваемая в данной статье.

Основными функциями подсистемы администрирования является обеспечение корректной работы разработанного ПО, настройка параметров системы, защита данных и обеспечение расширения системы посредством плагинов.

Состоит из модулей:

  1. Управления доступом — предназначен для защиты ИСМ от несанкционированного доступа к данным, а также обеспечения защиты персональных данных.

  2. Администрирования системы — используется для управления различного рода системными настройками, такими как адрес СУБД, возможность установки плагинов и т. п.

  3. Менеджера плагинов — отвечает за добавление, изменение и удаление плагинов к ИСМ.

Рассматриваемая подсистема не обладает собственным пользовательским интерфейсом, так как взаимодействуют с ней лишь другие подсистемы ИСМ, а не сам пользователь. В свою очередь подсистема мониторинга непосредственно взаимодействует с БД системы, где в ряде таблице хранятся данные об установленных плагинах (таблица Plugins), системных настройках (таблица Settings), пользователях (таблица Users) и уровнях доступа к системе (таблица Roles).

В качестве входных данных подсистема администрирования принимает следующие параметры:

  • Файл в формате .ismp содержащие данные согласно формату плагина (формат представлен в приложении).

  • Данные содержащие информацию о пользователях и их правах доступа.

Для обеспечения расширяемости ИСМ используется библиотека MEF. Рассмотрим технологию создания расширяемых информационных систем с её помощью подробнее. Данная библиотека позволяет разработчикам находить и использовать расширения без использования каких-либо настроек. Также она даёт возможность инкапсулировать код и использовать его повторно. Платформа MEF позволяет вместо явной регистрации доступных компонентов в программном коде позволяет обнаруживать их неявным образом посредством композиции. Приложение MEF состоит из совокупности компонент, называемых частями. В каждой части декларативным путем задаются как зависимости данной части от других частей (которые называются импортируемыми компонентами), так и предоставляемые другим частям возможности (которые называются экспортируемыми компонентами). При создании части обработчик композиции MEF использует в качестве импортируемых компонентов элементы, доступные в других частях. Части могут содержаться как в одном проекте, так и в нескольких проектах. Также части, используемые в проекте, могут предоставляться без исходного кода [3].

Поскольку возможности частей MEF задаются декларативно, они могут быть обнаружены в процессе выполнения, а это означает, что приложение может использовать части без жестко кодированных ссылок или файлов конфигурации. Платформа MEF позволяет приложениям обнаруживать и анализировать части по их метаданным, без создания их экземпляров и даже без загрузки их сборок. Поэтому нет никакой необходимости четко задавать время и способ загрузки расширений. Кроме предусмотренных экспортируемых компонентов для части можно задать импортируемые компоненты, которые будут предоставляться другими частями. Это не только обеспечивает возможность обмена данными между частями, но и упрощает этот процесс, позволяя разложить код на элементарные операции. Например, можно выделить службы, общие для нескольких компонентов, в отдельную часть, что позволит легко вносить в них изменения и выполнять их замену. Поскольку в модели MEF жесткие зависимости от определенной сборки приложения не требуются, расширения можно использовать повторно в различных приложениях. Этот также упрощает разработку окружения тестовых заданий, не зависящих от приложений с целью тестирования компонентов расширений [4].

Таким образом, использование MEF для построения расширяемой архитектуры ИСМ позволило достичь следующего:

  • Возможность расширения списка моделируемых устройств усилиями сторонних разработчиков;

  • Отсутствие необходимости раскрытия исходного кода, т.к. экспортируемые интерфейсы задают только сигнатуру экспортируемых методов;

  • Реализация экспортируемых интерфейсами методов открывает возможность для расширения методов моделирования.

Данные, обрабатываемые системой, содержат сведения, относимых к персональным данным, соответственно одной из важнейших функций информационно-аналитической системы является обеспечение безопасности обрабатываемой информации.

В качестве системы разграничения доступа используется ролевая модель. Управление доступом на основе ролей (Role Based Access Control, RBAC) — развитие политики избирательного управления доступом, при этом права доступа субъектов системы на объекты группируются с учетом специфики их применения, образуя роли [5,6].

Ролевая модель разграничения доступа представляет собой совокупность моделей управления доступом, применяемых для решения отдельных задач управления доступом. Модель организационного управления применяется для контроля доступа непосредственно к информационным объектам с учетом организационной структуры системы государственного управления региона. Управление доступом субъектов к объектам (представлениям) регулирует модель тематического разграничения доступа на основании тематических категорий объектов. Ролевая модель обеспечивает управление ролями и полномочиями пользователей системы.

Критерий безопасности ролевой модели: система безопасна тогда и только тогда, когда ее начальное состояние безопасно и все состояния, достижимые из него путем использования любой доступной функцией перехода, безопасны.

Формирование ролей призвано определить четкие и понятные правила разграничения доступа для пользователей компьютерной системы. Ролевое разграничение доступа позволяет реализовать гибкие, изменяющиеся динамически в процессе функционирования системы, правила разграничения доступа.

Так как привилегии не назначаются пользователям непосредственно, и приобретаются ими только через свою роль (или роли), управление индивидуальными правами пользователя, по сути, сводится к назначению ему ролей. Это упрощает такие операции, как добавление пользователя или смена подразделения пользователем.

Основные классы работы подсистемы формирования отчётности:

  • RBACProvider — обеспечивает реализацию модели RBAC.

  • PluginProvider — класс, отвечающий за работу с плагинами.

  • ImportControllerFactory— обеспечивает, загрузку исходного кода плагинов.

Список литературы:

  1. Бершадский А. М., Бурукина И. П., Акимов А. А. Информационная система мониторинга деятельности кафедры // Информатизация образования и науки. 2011. №3 (11). – С. 12 - 23.

  2. Бершадский А. М., Бурукина И. П. Информационная система кафедрального документооборота // Телематика'2009: Труды XVI Всероссийской научно-методической конференции, т. 1. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. –С.149-150.

  3. Шамшев А. Б. Использование Managed Extensibility Framework для Создания расширяемой системы моделирования вычислительных сетей // Информатика, моделирование, автоматизация проектирования: сборник научных трудов. – Ульяновск: УлГТУ,2010. – С.508-511.

  4. Block G. Managed Extensibility Framework: Building Composable Apps in .NET 4 with the Managed Extensibility Framework // MSDN Magazine. –February 2010 Issue. – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/ee291628.aspx.

  5. Ferraiolo D.F., Kuhn D.R., Role Based Access Control // Proceedings of 15th National Computer Security Conference. – Baltimore, 1992. –pp. 554-563.

  6. Sandhu R. S., Coyne E. J., Feinstein H. L., Youman C. E. Role-Based Access Control Models. – IEEE Computer. –№2.–1996.–pp. 38-47.



УДК 621.744

^ ТЕХНОЛОГИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМОВКИ ИЗ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Лысый А.С., к.т.н. Дорошенко В.С.

ФТИМС НАН Украины
В последнее десятилетие литейные производства практически на всех предприятиях машиностроительных и металлургических отраслей стран СНГ развивались по экстенсивному пути. Главная причина этого – переход экономики на рыночные отношения и экономический кризис. Восстановить и модернизировать литейное производство Украины можно только за счёт интенсивного освоения инновационных технологий на базе прогрессивного оборудования, импортируемых из промышленно развитых стран, поскольку в настоящее время производство отечественного литейного оборудования практически свернуто.

Одной из современных технологий, хорошо зарекомендовавшей себя в зарубежном и отечественном литейном производстве, является технология быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), которая произвела переворот в изготовлении и проектировании изделий. Она запатентована в 1993 г. Массачусетским технологическим институтом, основана на принципе струйной печати и, используя материал в виде порошкообразной смеси различных типов, позволяет по данным CAD файлов изготавливать литейные модели и формы (огнеупорностью до 1100оС). В России технология быстрого прототипирования хорошо себя зарекомендовала при мелкосерийном и серийном производстве отливок для авиационной промышленности [1], однако составы материалов для изготовления моделей и форм по этой технологии являются коммерческой тайной. Остаются неизвестными теплофизические и технологические (газопроницаемость, газотворность, гигроскопичность, и др.) свойства материалов, что затрудняет использование САПР для моделирования литейных процессов.

Известно использование для литейного производства станков с ЧПУ в виде 3D-фрезеров для изготовления литейных моделей и песчаных форм с высокой точностью и системами мониторинга размеров моделей [2]. Однако фрезерованию сопутствует много отходов в виде стружки, ряд материалов на основе песка плохо обрабатывается из-за высокой твердости зерен песка и хрупкости тонких изделий.

В связи с этим институт ФТИМС НАН Украины патентует технологию (способ по заявке UA №u201207872 от 26.06.2012) изготовления изделий из сыпучего наполнителя, которая, кроме литейных процессов, также может применяться для производства строительных, керамических изделий. Наиболее близким к этой технологии является способ изготовления изделий из сыпучего наполнителя, включающий изготовление заготовки с покрытием ее эластичной синтетической пленкой, вакуумирование этого наполнителя, и последующее деформирование этой заготовки по заданной форме [3]. В качестве примера указан опыт немецкого исследователя Гаазе, который, вакуумировав наполовину заполненную песком камеру футбольного мяча, «вылепил» из нее вазу. Камера с песком представляла собой пластическое тело, хорошо сохраняющее форму после деформации. Подобного вида изготавливают стержни вакуумно-пленочной формовкой (ВПФ) в стержневых ящиках, используя вакуумпровод с фильтром для вакуумирования песка стержня, однако в известных способах ВПФ операции деформирования стержня не предусмотрены.

В основу разработанного способа положен ряд физических явлений и технических достижений в области технологии литейной формы. Согласно теории механики грунтов, песок, составляющий основу формовочных смесей, является сыпучим материалом, не имеющим сил сцепления между частицами, но обладающим силами внутреннего трения. При прессовании происходит деформация сдвига, в результате которой часть песка перетекает из одного объема в другой. При виброуплотнении (как быстром повторно-переменном нагружении) деформирование протекает путем тонкого скольжения по отдельным поверхностям в зерновой среде песка, что требует меньших силовых воздействий и заданное деформирование достигается многократными подвижками слоев песка. Заготовка из сыпучего наполнителя при деформировании со стороны деформирующего элемента (ДЭ) поглощает поступающую от него энергию, расходуя ее частично на уплотнение, частично на трение, возникающее в сыпучем наполнителе между его частицами. Применение вибрации со стороны ДЭ позволяет снизить трение в наполнителе за счет колебания его частиц. А для частиц сыпучей среды изо льда теплота трения служит главной причиной оплавления льда, облегчающее деформирование и пропитку талой водой сыпучего материала как описано ниже.

Известны зависимости влияния величины вакуума на прочность и твердость сыпучего песка в вакуумируемой песчаной форме при ВПФ, в нашем случае эти характеристики можно менять в процессе деформирования исходной песчаной заготовки в зависимости от применяемых режимов и инструмента. Новым решением в этой технологии является использование вакуума одновременно с упрочнением заготовки и регулированием ее прочности также и для пропитки сухого сыпучего наполнителя реагентом (метод фильтрационной формовки) и его связывания с последующим прекращением энергоемкого вакуумирования и открепления изделия от трубопровода. От величины вакуума также зависит скорость пропитки реагентом наполнителя, на указанные характеристики можно влиять газопроницаемостью сыпучего наполнителя и/или величиной расстояния (благодаря сопротивлению фильтрации в порах наполнителя) от места определения этих характеристик до вакуумпровода, контактирующего с сыпучим наполнителем. Применение в этой технологии компьютерного мониторинга в текущем времени размеров (в трех измерениях) и состояния поверхности обрабатываемой заготовки позволяет говорить о создании способа изготовления изделий 3D-деформированием заготовок из вакуумируемого герметизированного эластичной синтетической пленкой сыпучего наполнителя.

Для деформирования применяют изначально изготовленную заготовку (с полостью или без, например, куполообразную) из сыпучего наполнителя известными способами ВПФ подобно песчаным стержням. Для облицовки обычно используют эластичную синтетическую пленку толщиной 0,05…0,10 мм марок EVA или сэвилен ТУ2245-561-00203521–2002 и другие с возможностью не менее чем шестикратного относительного удлинения пленки. В качестве примера реализации способа изготовили из песчано–гипсовой смеси модель отливки подставки под колону. Сухой песок с добавкой 20…25% полуводного гипса формовали способом ВПФ в оснастке, подобной стержневому ящику со стенками, предварительно покрытыми эластичной синтетической пленкой. В соприкосновение с песком вводили вакуумпровод, герметизировали стыки концами этой пленки, выступающей за пределы песка и лежащей на стенках вакуумпровода. Затем вакуумпровод подключали к вакуум-насосу, заготовка под вакуумом приобретала прочность, ее крепили к столу. В простейшем варианте способа заготовку из сухой песчаной смеси деформировали ручным инструментом снаружи и со стороны полости в соответствии с чертежом модели отливки. При этом прочность и твердость сыпучего наполнителя в стенке заготовки во время деформирования регулировали изменением величины вакуума с контролем по вакуумметру. Требуемые размеры заготовки (согласно чертежа) контролировали шаблонами из плотного картона. По таким шаблонам обычно вырезают модели из пенопласта нагретой проволокой.

Затем выполняли операцию закрепления (связывания) сыпучего материала вакуумируемой заготовки как полупродукта. Начиная с дальнего места к вакуумпроводу, шприцом вводили реагент - жидкую композицию в песчаную смесь, прокалывая иглой эластичную синтетическую пленку произвольно с шагом 50…120 мм, а затем заклеивая скотчем образовавшееся отверстие. Эта композиция состояла из водного раствора жидкого стекла плотностью 1,08 кг/м3, поскольку жидкое стекло служит ускорителем твердения гипса и цемента. При введении шприцом такой композиции видно было сквозь пленку потемнение материала, а при добавления в нее красителя – чернила, было видно закрашивание материала распространением под вакуумом жидкости в песчаной смеси. Изменением величины вакуума регулировали скорость пропитки. Дальние слои от вакуумпровода медленнее пропитывались, чем ближние за счет ослабления разрежения по мере удаления от вакуумпровода. Водная композиция, смачивая гипс, создавала с ним связующую композицию, которая твердела за 7…15 мин. При получении сырой прочности смеси, достаточной для сохранения размеров заготовки, вакуум отключали, дальнейшее твердение происходило на воздухе, после чего полученную многоразовую модель использовали для получения песчаных форм для получения отливок подставки под колону. Заготовку из сыпучего материала можно также рассматривать не как прообраз модели, а как песчаный стержень или песчаную форму (полуформу), после изготовления которой по этому способу деформирования и связывания затем получают отливку заливкой в ее полость металла. Связывание песка с методом пропитки освобождает песчаное изделие от привязки к трубопроводу и прекращает затраты энергии на вакуумирование, его можно хранить на складе и использовать через длительное время, что дает гибкость производству. Аналогичные сыпучие наполнители применяются для производства строительных изделий (песок, крошка или щебень с вяжущими – цемент, гипс и др.) При этом пропитка водой или другим реагентом пористой среды такого дисперсного материала обеспечит перевод его из сыпучего в камневидное состояние.

В литейном производстве при изготовлении песчаных форм и стержней известны более сотни составов связующих, многие из которых твердеют при добавке к сухому сыпучему компоненту жидкого или газообразного реагента. В ряде примеров реализации этой технологии в качестве связующей композиции из пары твердеющих реагентов опробованы: пропитка водой гидратационных вяжущих (гипс, цемент) в смеси с сухим песком, пропитка водным раствором жидкого стекла в качестве связующего песка с добавлением соединений кальция, использование углекислого газа или сложных эфиров в качестве отвердителя песка с раствором жидкого стекла, технических лигносульфонатов как связующего и хромового ангидрида как отвердителя. Возможно применение синтетических смол в качестве связующего с их отвердителями. Такие пары твердеющих реагентов вводили: порошковый – в состав сыпучего наполнителя, а жидкий – в состав пропитки. После пропитки связующим (жидким стеклом) возможна продувка газом-отвердителем связующего (углекислым газом) через наколы в эластичной синтетической пленке.

Выполнение заготовки с полостью позволяет утонить ее деформируемые стенки и уменьшить усилие деформации, а применение устройств с ЧПУ -автоматизировать процесс. Кроме того, расчетом на компьютере или опытным выбором режима движения инструмента с ДЭ можно использовать его в станке 3D-фрезере, заменив фрезу на инструмент с роликом или шариком. Термопластичная синтетическая пленка для облегчения ее растяжения-усаживания при деформировании заготовки может нагреваться контактом с инструментом, в который встроен нагреватель. Также предусматривается изготовление изделий, в которых в качестве сыпучего наполнителя используют лед и / или легкоплавкий пенополимер в виде крошки, гранул или порошка или лед в смеси с сыпучим огнеупорным формовочным материалом. К таким изделиям относятся ледяные и пенопластовые модели, а также замороженные формы и стержни. Поддерживая температуру поверхности заготовки из сыпучего наполнителя со льдом или из сыпучего льда на уровне 0…-5°С, достигают того, что лед частично оплавляется при деформировании и/или нагревании контактом с инструментом, а затем поверхностный слой заготовки твердеет сам контактом с твердыми частицами льда до сохранения формы заготовки без вакуумирования или его охлаждают до полного твердения путем помещения в морозильную камеру. Под вакуумом талая вода проникает глубже между зерен льда и там застывает. Так получают из сыпучего наполнителя с добавлением льда или в виде льда ледяных или ледо-пенопластовых моделей, а также замороженных песчаных форм.

Разработанная технология деформирования упрочненной вакуумом заготовки из сыпучего наполнителя по аналогии с процессом действия на заготовку инструмента на фрезерных станках с ЧПУ будет способствовать увеличению гибкости производства, отсутствию стружки и автоматизации процесса подобно способу быстрого прототипирования.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

Похожие:

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Междисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов iconМеждисциплинарная академия наук украины сборник научных трудов
Военный институт телекоммуникаций и информатизации Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<