ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме: "Разработка сервисной системы помощи принятия решений в энергетике на базе открытых цифровых онтологий с возможностью коллективного создания и редактирования структуры" (договор №630ГРНТИС5/63368 от 07.12.2020) (заключительный)

Отчет 265 с., 69 рис., 32 табл., 8 источн., 4 прил. ОНТОЛОГИИ, УПРАВЛЕНИЕ, ДАННЫЕ, МЕТАДАННЫЕ, OBDM Объектом НИР является применение онтологических моделей данных в сфере энергетики. Целью проведения работы является создание гибридной автоматизированной системы классов системы поддержки принятия решений, системы управления основными данными и системы управления энергетикой, обеспечивающей функциональные возможности коллективного управления основными данными в форматах онтологических выражений и терминов с целью формирования различных информационных срезов для поддержки принятия решений. При проведении работ использовались следующие методы:  адаптация онтологических моделей к особенностям предметной области;  разработка алгоритмов применения онтологических моделей в сфере энергетики;  создание онтологий, специфичных для предметной области;  проектирование и разработка программного обеспечения для работы с онтологиями. Актуальность работы заключается в высокой потребности энергетических компаний, в структурировании и управлении имеющейся информацией, которая является основой принятия управленческих решений. Внедрение Системы позволит усовершенствовать бизнес-процессы и добиться экономии времени и средств благодаря быстрому доступу к данным, поддержке их актуальности, единства и целостности. В процессе проведения работ первого этапа были получены следующие результаты:  Разработана прикладная архитектура сервисной системы и схема компонентов Системы, Система развернута на разработанной архитектуре;  Созданы и реализованы в базе данных Системы модели данных для каждого компонента сервисной системы: 1) модель компонента MDM; 2) модель компонента MDM-file; 3) модель компонента MDM-identity; 4) модель компонента MDM-policy; 5) модель компонента MDM-tree.  Разработаны пользовательские и системные процессы сервисной системы: 1) выбрана общая сетевая модель, язык сетевых онтологий и модель представления данных; 2) определены системные процессы, в частности: валидация данных на соответствие схеме, валидация метаданных, работа с зависимыми справочниками; 3) реализованы пользовательские процессы для выполнения следующих функций:  централизованное управление объектами электросетей;  мультиязычное именование классов, атрибутов, связей;  идентификация атрибутов в соответствии с отечественными и международными стандартами;  динамическое формирование иерархии классов на основе единого словаря терминов предметной области;  управление вычисляемыми атрибутами;  визуализация единиц измерения согласно отечественным и международным стандартам, включая управление формулами пересчета;  иерархическое наследование атрибутов;  поддержка бинарных типов данных;  построение ассоциативных связей между различными информационными объектами;  средства управления консолидацией данных в формате информационных объектов онтологий;  просмотр, экспорт и импорт онтологий разных форматов;  работа с одним или несколькими онтологическими описаниями (проектами) одновременно;  выполнение групповых операций с объектами (до 1000 объектов единовременно);  выполнение длительных процессов (longrunning processes) импорта и экспорта объектов;  синхронная разработка и редактирование онтологий распределенным коллективом;  графическое редактирование онтологий;  управление библиотеками онтологий;  повторное использование данных существующей онтологии при построении новой;  агрегация, хранение, и предоставление по запросу пользователя метаданных различных типов, от обычных линейных списков, до фасетных классификаторов;  хранение утверждений, построенных с использованием сущностей и отношений, определенных в онтологических описаниях;  поиск информации, определенной исходя из онтологических описаний или пользовательских утверждений;  автоматический разбор текстовых информационных объектов с выделением терминов предметной области, включая привязку информации и терминов к уже существующим онтологическим метаданным;  автоматическое обнаружение несовпадений онтологических описаний, сущностей и отношений, хранимых в системе;  поиск информации.  Выбрана технология взаимодействия модулей сервисной системы – API, взаимодействие модулей реализовано с использованием этой технологии, составлено описание API.  Разработана цветовая концепция пользовательского интерфейса Системы, подготовлены макеты основных компонентов и на основе концепции и макетов создан интерфейс пользователя, обеспечивающий доступ ко всем функциям Системы.  Разработаны модули: 1) модуль хранения онтологий на базе сервиса связей;  модуль управления версиями;  модуль авторизации и его пользовательский интерфейс;  модуль авторизации и его пользовательский интерфейс;  модуль экспорта-импорта и его пользовательский интерфейс;  модуль поиска и его пользовательский интерфейс: 2) разработан порядок вывода найденных значений; 3) внедрен механизм многокритериального фасетного поиска.  Разработан BMP-движок для создания алгоритмов работы сервисной системы, на его основе созданы алгоритмы системы, обеспечивающие выполнение указанных в Техническом задании видов деятельности: 1) централизованное управление информационными объектами электросетей; 2) управление единой методологией обеспечения однородности данных онтологий; 3) формирование унифицированных форматов информационного обмена и представления информационных объектов онтологий; 4) репликация и синхронизация в режиме реального времени с узлами продукта, развернутого на предприятиях и взаимодействие с корпоративными ресурсами; 5) синхронизация объектов онтологий между показаниями конечных физических объектов, инженерными и экономическими контурами предприятия; 6) каталогизация объектов электросетей и их составляющих: унификация, стандартизация, 7) нормализация, дедупликация и валидация терминов и определений на основе отечественных и международных стандартов; 8) репликация и синхронизация в режиме реального времени с узлами продукта, развернутого на уровне корпорации и взаимодействие с информационными ресурсами предприятия; 9) интеграционное взаимодействие с классами инженерных систем – PDM, ERP и прочие; 10) управление нормативно-справочной, электротехнической и иной инженерной и строительной документацией; 11) обеспечение различных поисковых механизмов.  Созданы документы «Пояснительная записка» и «Программа и методика испытаний», предназначенные для проведения предварительных и приемочных испытаний Системы. В процессе проведения работ второго этапа были получены следующие результаты:  Проведено тестирование АСКСРЦОО в рабочем порядке: 1) тестироване по пользовательски сценариям; 2) нагрузочное тестирование;  Выполнены доработки пользовательского интерфейса АСКСРЦОО;  Обеспечена возможность перехода на это открытое программное обеспечение для оркестровки контейнеризированных приложений Kubernetes в дополнение к Docker Swarm;  Доработана документация технического проекта Системы;  Разработан комплект рабочей документации Системы;  Проведен первый этап предварительных испытаний АСКСРЦОО;  Выполнены доработки Системы по результатам первого этапа предварительных испытаний;  Проведен второй этап предварительных испытаний АСКСРЦОО, позволивший определить готовность Системы к приемочным испытаниям;  Завершена подготовка к проведению приемочных испытаний, которые будут проводиться совместно с Заказчиками Системы. Работа выполнена в соответствии с техническим заданием на выполнение НИОКР по теме: «Разработка сервисной системы помощи принятия решений в энергетике на базе открытых цифровых онтологий с возможностью коллективного создания и редактирования структуры» и календарным планом. Результаты работы рекомендованы для применения в энергетике и смежных отраслях. Разработанное ПО рекомендовано для развертывания в коммерческих и государственных структурах, работающих в соответствующих отраслях. Онтологические модели данных способны повысить эффективность задач накопления, обработки, хранения, а также поиска и предоставления различного рода унифицированной информации, сократив таким образом расходы, относящиеся к процессам обработки информации.