MODELOWANIE INŻYNIERSKIE ISSN 1896-771X 40, s. 257-263, Gliwice 2010 MODELOWANIE W FORMALIZMIE RELACYJNYCH BAZ DANYCH DO WSPOMAGANIA NIETYPOWYCH PRAC DIAGNOSTYCZNYCH JERZY WRÓBEL, PAWEŁ JARCZEWSKI Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Warszawska Przemysłowy Instytut Motoryzacji e-mail: jerzy.wrobel@simr.pw.edu.pl Streszczenie. W pracy podkreślono znaczenie modelowania w formalizmie relacyjnych baz danych do wspomagania nietypowych prac diagnostycznych. Za nietypowe prace diagnostyczne uważa się takie prace, dla których nie ma na rynku dostępnych narzędzi programistycznych. Dobrym przykładem takich prac jest proces legalizacji ponownej analizatorów spalin samochodowych, stosowanych w diagnostyce silników spalinowych. W pracy opisano procedurę legalizacji ponownej takich analizatorów spalin samochodowych. Zaproponowano strukturę logiczną bazy danych oraz interface użytkownika. Do budowy aplikacji komputerowej zastosowano serwer WWW Apache i serwer MySQL. Baza danych została zastosowana w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji w Warszawie. 1. WSTĘP Techniki komputerowe w coraz szerszym zakresie wspomagają prace inżynierskie, a systemy CAD/CAM/CAE są powszechnie stosowane w procesie projektowania i w procesach produkcji oraz w eksploatacji różnych maszyn i urządzeń. Istotne znaczenie we wspomaganiu prac inżynierskich ma odpowiednio dobrany model. Problematyce modelowania w pracach inżynierskich poświęconych jest wiele prac (np.: [2, 3]). Ponieważ coraz szersze zastosowanie w pracach inżynierskich znajdują systemy bazodanowe, to modelowanie w formalizmie baz danych nabiera również dużego znaczenia [1, 3, 5]. Komputerowa baza danych to zbiór danych (komunikatów) o obiektach lub procesach zapisanych w pamięci zewnętrznej komputera w postaci plików (jako tzw. fizyczna baza danych), zamodelowanych i wzajemnie powiązanych (zgodnie ze strukturą logiczną jaką jest logiczna baza danych), przygotowanych do wielu różnych zastosowań związanych z przetwarzaniem zawartej w niej informacji (np.: modyfikacje, zapytania), udostępnianych różnym użytkownikom o różnych uprawnieniach, a także odpowiednio zabezpieczonych (zarówno na etapie przechowywania jak i przetwarzania informacji). Najczęściej stosowanym modelem przy tworzeniu baz danych jest model relacyjny [1, 3, 5]. Na rynku programów komputerowych klasy CAD/CAM/CAE wspomagających różne prace inżynierskie dostępnych jest wiele aplikacji bazodanowych. Przykładem mogą być programy z bazami materiałów konstrukcyjnych, programy wspomagające zarządzanie procesem projektowania czy też procesem wytwarzania. Dla wielu prac inżynierskich nie ma
258 J. WRÓBEL, P. JARCZEWSKI jednak dostępnych na rynku komputerowym narzędzi. Dotyczy to głównie prac nietypowych, z dużym udziałem know-how firmy. W takich sytuacjach należy samodzielnie lub we współpracy ze specjalistycznymi firmami komputerowymi opracować odpowiednią aplikację. Przykładem takiej nietypowej pracy jest proces legalizacji ponownej analizatorów spalin samochodowych, które są stosowane głównie w diagnostyce silników spalinowych. Celem pracy jest propozycja wykorzystania technologii relacyjnych baz danych do wspomagania procesu legalizacji ponownej takich analizatorów spalin. 2. PONOWNA LEGALIZACJA ANALIZATORÓW SPALIN Analizatory spalin są przyrządami pomiarowymi, które stanowią obowiązkowe wyposażenie wszystkich urzędowych stacji kontroli pojazdów, a także są użytkowane przez większość warsztatów naprawczych. Utrzymanie prawidłowości wskazań tych urządzeń uwarunkowane jest przestrzeganiem zasad obsługi z uwzględnieniem koniecznej konserwacji, czyszczenia lub wymiany niektórych elementów oraz sprawdzaniem zgodności wskazań w porównaniu ze wzorcami. Zgodnie z obowiązującymi przepisami krajowymi oraz międzynarodowymi, analizatory spalin samochodowych należą do grupy przyrządów pomiarowych podlegających urzędowo procesowi legalizacji. Sprawdzanie stanu tych analizatorów dla otrzymania świadectwa legalizacji jest czynnością okresową i wielokrotnie powtarzalną. Najczęściej odbywa się to co pół roku. Dodatkowo obecne przepisy obowiązujące w Polsce powodują, że dużo korzystniej jest wykonać legalizację ponowną w pierwszych dniach miesiąca. Z tego względu jednostki upoważnione do wykonywania ponownej legalizacji są intensywnie obciążone w tym czasie. Jedną z kilkunastu w Polsce jednostek upoważnionych do wykonywania legalizacji ponownej analizatorów spalin samochodowych jest, zgodnie z upoważnieniem nr UU 2/2005 wydanym w dniu 1 lipca 2005r przez Prezesa Głównego Urzędu Miar, Przemysłowy Instytut Motoryzacji. Oznacza to, że jednostka ta spełnia wymagania określone w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 29 marca 2005r w sprawie upoważnień do legalizacji pierwotnej lub legalizacji ponownej. Legalizacja ponowna analizatorów spalin odbywa się w Pracowni Pomiarowej Analizatorów Spalin Samochodowych Przemysłowego Instytutu Motoryzacji, według procedury badawczej nr P-BLW/S/01 [4]. Pracownia posiada akredytację nr AP 025 wydaną przez Polskie Centrum Akredytacji. Zgodnie z procedurą badawczą [4] proces legalizacji ponownej składa się z kilku etapów. Pierwszym etapem jest przyjęcie analizatora spalin do legalizacji. Dokumentem rejestrującym ten fakt jest Wniosek o dokonanie legalizacji ponownej analizatora spalin samochodowych. Przyjęcie jest odnotowane w w/w wniosku oraz ewidencjonowane w rejestrze wniosków. Kolejnym etapem jest sprawdzenie analizatora. Czynność ta wykonywana jest na specjalnym stanowisku pomiarowym (schemat ideowy przedstawiono na rys. 1, a na rys. 2 jest przedstawione zdjęcie stanowiska). Wszystkie wyniki pomiarów i sprawdzeń wskazań analizatora zapisywane są w protokole sprawdzenia analizatora spalin samochodowych. Czynności sprawdzające obejmują sprawdzenie wyglądu zewnętrznego i wyposażenia analizatora, sprawdzenie oznakowania przyrządu, sprawdzenie szczelności toru pomiarowego analizatora, sprawdzenie działania układu do badania szczątkowej zawartości węglowodorów (HC), sprawdzenie wskazań i określenie błędów pomiarów tlenku węgla, dwutlenku węgla i węglowodorów przy użyciu dwóch wzorcowych mieszanin gazowych, sprawdzenie działania układu sygnalizacji spadku strumienia objętości mierzonego gazu. Na podstawie przeprowadzonych z wynikiem pozytywnym sprawdzeń analizatora, wydaje się Świadectwo legalizacji ponownej analizatora spalin samochodowych. Wraz
MODELOWANIE W FORMALIZMIE RELACYJNYCH BAZ DANYCH DO WSPOMAGANIA 259 z wydaniem świadectwa legalizacji ponownej wystawiana jest faktura za wykonaną usługę, co jednocześnie kończy cały proces legalizacji ponownej analizatora. Rys. 1. Schemat ideowy stanowiska do sprawdzania analizatorów Rys. 2. Zdjęcie stanowiska do sprawdzania analizatorów
260 J. WRÓBEL, P. JARCZEWSKI 3. RELACYJNA BAZA DANYCH DO PONOWNEJ LEGALIZACJI ANALIZATORÓW Do usprawnienia procesu legalizacji ponownej analizatorów zaproponowano wykorzystanie relacyjnej bazy danych. Założono, że sama baza danych będzie zainstalowana na lokalnym serwerze, do którego dostęp ma administrator. Pozostali użytkownicy mają dostęp z poziomu przeglądarki internetowej. Schemat systemu przedstawiono na rys. 3. przeglądarka internetowa dokumenty (wnioski, raporty, świadectwa, faktury) BD użytkownik 1 użytkownik 2 analizatory, kontrahenci.. administrator. Rys. 3. Schemat systemu bazodanowego do ponownej legalizacji analizatorów Na rys. 4 przedstawiono strukturę logiczną bazy danych. Rys. 4. Struktura logicznej bazy danych Podstawowe założenia przyjęte przy budowie systemu to: możliwość wspomagania całego procesu legalizacji ponownej analizatorów, dostosowanie systemu do warunków pracy w pracowni pomiarowej, możliwość jednoczesnej pracy wielu użytkowników na niezależnych stanowiskach komputerowych, prosta i przejrzysta obsługa aplikacji, szybkość i niezawodność działania, zapewnienie dostępu do danych tylko upoważnionym osobom, możliwość dostępu do historii legalizowanych analizatorów, niski koszt zastosowanych
MODELOWANIE W FORMALIZMIE RELACYJNYCH BAZ DANYCH DO WSPOMAGANIA 261 narzędzi programistycznych, łatwa możliwość dalszej rozbudowy i aktualizacji, dostęp do bazy z poziomu przeglądarki internetowej (możliwość pracy zdalnej). Do budowy bazy danych zaproponowano skorzystanie z serwera WWW Apache oraz serwera baz danych MySQL [1, 5]. Aplikacja działa na podstawie skryptowego języka programowania PHP. Użytkownikami aplikacji, a poprzez to samej bazy danych, są pracownicy Pracowni Pomiarowej Analizatorów Spalin Samochodowych w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji. Dostęp do bazy jest zabezpieczony hasłem, zaszyfrowanym 128-bitowym kluczem wygenerowanym za pomocą algorytmu MD5. Na kolejnych rysunkach przedstawiono kopie ekranu ilustrujące wybrane możliwości zbudowanej aplikacji. Rys. 5. Okno ze stroną główną Rys. 6. Okno związane ze sprawdzeniem pierwszego punktu zakresu pomiarowego Na rys. 5 przedstawiono okno ze stroną główna aplikacji, a na rys. 6 okno związane ze sprawdzeniem pierwszego punktu zakresu pomiarowego analizatora.
262 J. WRÓBEL, P. JARCZEWSKI Rys. 7. Okno pokazujące wynik sprawdzeniem analizatora Rys. 8. Okno pokazujące historię sprawdzeń analizatora
MODELOWANIE W FORMALIZMIE RELACYJNYCH BAZ DANYCH DO WSPOMAGANIA 263 Na rys. 7 przedstawiono okno z wynikami sprawdzenia analizatora. W tym miejscu aplikacja przedstawia w sposób kompleksowy wyniki wszystkich sprawdzeń, informując kolorem zielonym o prawidłowości wskazania lub kolorem czerwonym o wskazaniu przekraczającym dopuszczalną wartość. Na rys. 8 przedstawiono okno z historią sprawdzeń konkretnego analizatora. Należy podkreślić, że aplikacja umożliwia wydrukowanie wszystkich niezbędnych dokumentów związanych z procesem ponownej legalizacji. 4. ZAKOŃCZENIE Zbudowana w pracy aplikacja bazodanowa wspomagająca dokumentowanie procesu legalizacji analizatorów spalin samochodowych usprawnia przeprowadzenie całego procesu legalizacji, począwszy od przyjęcia obiektu do badań poprzez wykonanie sprawdzenia i skończywszy na dokumentowaniu. Powstałe oprogramowanie pozwala również na wyeliminowanie błędu ludzkiego przy wprowadzaniu danych, wykonywaniu obliczeń oraz skraca czas obsługi pojedynczego zleceniodawcy. Aplikacja ta przyczynia się do zwiększenia wydajności Pracowni Pomiarowej Analizatorów Spalin Samochodowych Przemysłowego Instytutu Motoryzacji, przy jednoczesnym spełnieniu wszystkich wymagań, norm oraz procedur obowiązujących obecnie w tym Instytucie. Budowa aplikacji wymagała starannej analizy wszystkich procesów zachodzących podczas ponownej legalizacji analizatorów, następnie budowy modeli zgodnych z formalizmem relacyjnych baz danych a w szczególności wymagała określenia logicznej bazy danych i zaprojektowania interfejsu użytkownika. Opisane w pracy postępowanie może być także przydatne przy budowie relacyjnych baz danych do wspomagania innych nietypowych prac inżynierskich. LITERATURA 1. Davis M., Phillips J.: PHP i MySQL. Wprowadzenie. Warszawa: Wyd. Helion, 2008. 2. Dietrych J.: System i konstrukcja. Warszawa : WNT, 1978. 3. Osiński Z., Wróbel J.: Teoria konstrukcji. Warszawa: Wyd. Nauk. PWN, 1995. 4. Procedura nr P-BLW/S/01 PIMOT. Warszawa, Przemysłowy Instytut Motoryzacji. 5. Williams H. E., Lane D.: PHP i MySQL. Warszawa: Wyd. Helion, 2005. MODELING IN THE FORMALISM OF RELATIONAL DATA BASES IN THE SUPPORT OF THE UNUSUAL DIAGNOSTIC WORKS Summary. The main position of modeling in the formalism of relational data bases technology in the support of the unusual diagnostic works is underlined in the paper. The unusual diagnostic work it is an atypical work without tools available on the market with computer software tools. A good example of such a work is a process of renewed legalization of the vehicle combustion gases analyzes, applied in the diagnostic of combustion engines. The procedure of renewed legalization of this vehicle combustion gases analyzes is described and computer data base is proposed in this paper. The logical data base and the user interface is described. The WWW Apache sever and MySQL server is applied in this computer application. Data bases is applied in Automotive Industry Institute in Warsaw.