HORNYÁK Olivér
PhD, egyetemi docens oliver.hornyak@uni-miskolc.hu
Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék, Miskolci Egyetem
Kivonat: Gyártási kísérletekhez szánt termékek előállítására alkalmas speciális izocianát tesztüzem tervezése és létesítése egyik kiemelt feladata a Virtuális poliuretán tárház (PURTÁR) tervezése, speciális adatlapok kidolgozása, rendszerezése, informatikai rendszer tervezése. Ebben a cikkben a kidolgozott rendszer főbb funkcióit, a kidolgozott szerepköröket mutatjuk be. Az implementációból bemutatásra kerül a molekulák, kémiai adatstruktúrák tárolására alkalmas felületek.
Kulcsszavak: Információs technológia, izocianát, poliuretán, adatbázis
Abstract: This paper describes the functional and architectural design of development of virtual polyurethane warehouse IT system (PURTAR). The work has been carried out at Department of Information Engineering of University of Miskolc. The paper presents the implementation aspect by showing the compounds management features. The user roles are also presented.
Keywords: Information Technology, isocyanate, polyurethane, database management
1.BEVEZETÉS
Ez a cikk a FIEK projekt keretein belül megvalósuló, úgynevezett Virtuális PURTÁR (PoliURerán adatTÁR) rendszer információs technológiai és architekturális kutatásának leírását mutatja be. A dokumentum összefoglalja mindazokat az információkat, amely a célul kitűzött komplex informatikai rendszer létrehozásához szükséges.
Az ismertetendő PURTÁR rendszer egy olyan komplex informatikai szoftverrendszer, amely képes hatékonyan megvalósítani a különböző poliuretán alapú receptek menedzsmentjét, támogatja a poliuretán receptúrákkal végzett laboratóriumi kísérleteket, feldolgozza a kísérletek adatait. A kutatómunka célja egy rugalmas, jól adaptálható informatikai keretrendszer logikai alapjainak ismertetése, főbb komponensek vázolása, amely alkalmas lehet a fenti célok elérésére. [3]
2. TERVEZÉS 2.1. Funkcionalitás
A PURTÁR rendszer funkcióit az alábbiakban foglalhatjuk össze:
1. Alap molekula adatok
2. Receptúrák, technológiai leírások 3. Mérések
4. Adminisztratív felületek
Az alap molekula/vegyület adatokhoz egy böngészhető, kereshető felületet ad a kidolgozandó rendszer. Ehhez egy molekula adatbázist kell implementálni. Ebben a molekuláknak bizonyos fizikai és kémiai paramétereit tároljuk el. Fontos lehet a molekulák
138
térbeli megjelenítése is (amelyeknél ismert a térbeli struktúra). Lényeges szempont, hogy a molekulák azonosítására szolgáló jelölésrendszert helyesen válasszuk meg. Informatikai aspektusból a molekula egy egyedi azonosítóval jelentkező entitás. A PURTÁR rendszer kialakításakor lehetőséget kell adni az
- adatok felvitelére, - adatok módosítására, - adatok törlésére,
- megtekintésére, rugalmas keresésére.
2.2. Jogosultságok
Ezeknél a feladatoknál biztosítani kell, hogy a PURTÁR használói csak a jogosultsági szintjüknek megfelelő műveleteket végezhessék el.
Szükséges implementációs feladat annak a megoldása, hogy az adatok egy részét már meglévő adatbázisokból átemeljük. Ennek során meg kell majd vizsgálni ennek a jogi lehetőségét, illetve az importálás és migráció egy önálló részfeladat lesz.
A receptúrák menedzsmentje a PURTÁR egyik központi feladata. A receptúrákat alapvetően kémiai vegyületek valamilyen arányú elegye adja. Minden receptúra egyedi azonosítóval rendelkezik majd a rendszerben. Minden ilyen egyedi azonosítóval ellátott receptúrába valahány darab szintén egyedi azonosítóval ellátott vegyület kerül bele. A receptúrák emellett technológiai előírásokat tartalmazhatnak. Első megközelítésben a technológiai leírásokat szabadszöveges entitásokként kezeljük. A receptúrák létrehozásának támogatása a PURTÁR egyik legfontosabb célja. Biztosítani kell a receptúrák:
- létrehozását új entitásként,
- létrehozását egy meglévő receptúra alapján, - módosítását,
- a módosítások logolását,
- törlését (nem biztos, hogy ez fizikai törlést jelent majd), - megtekintését,
- keresését:
o komponensek alapján, o tulajdonságai alapján,
o technológiai kulcsszavak szerint.
3. A MÉRÉSEK 3.1. Receptúrák
A mérési adatok alrendszer használata során a receptúrák alapján előállított próba PUR habokat vizsgálnak meg. Előre nem ismert darabszámú fizikai/kémiai paraméterét vizsgálják meg a PUR haboknak. Egyértelműen összerendelhetőnek kell lenni a PUR habnak és a vizsgálatnak. A méréseket többször elvégzik, egyrészt a mérési hibák kiszűrése érdekében, másrészt a PUR habok tulajdonságai idővel változhatnak, és ezt is tudni kell kezelni. A mérések egy része manuális mérés lesz, amely eredményét rögzíteni kell a rendszerbe.
Másrészt lehetnek olyan mérőberendezések, amelyeknél az adatgyűjtés automatikus lehet. A méréseknél több szerepkör is lehetséges. Például:
- A mérnök előírja a vizsgálandó receptúrákat, a mérendő paramétereket.
- A mérést a mérő laboratóriumban elvégzik.
- A méréseket kielemzik.
3.2. Kísérletek
139
A kijelölt receptúrákat projekt alapon jelölik ki, általában valamilyen tulajdonsággal bíró receptúra kikísérletezése a cél. A receptúrák összetevőit úgy választják meg, hogy az adott tulajdonsággal rendelkező PUR habok előállítása szempontjából azok relevánsak legyenek. A mérendő paraméterek megválasztása is az adott projekttől függ: nem minden lehetséges mérést fognak elvégezni ezeken.
A laboratóriumban a mérési tervek alapján elkészítik a mérési lapokat. Biztosítani kell, hogy a mérési lapok papír alapon is kinyomtathatóak legyenek, de aztán a számítógépbe is bevihető legyenek ezek az adatok.
Elképzelhető, hogy a mérési feladatokat megfelelő módon ütemezni [2], [6] is kell.
A mérési eredmények kielemzésekor vizsgálni lehet az adatok tendenciáját, szórását.
Ehhez adatelemzési funkciókat is meg kell valósítani [1]. Az adatok ábrázolásának lehetőségét is vizsgálni kell. Fontos, hogy az adatok, adatsorok exportálhatók legyenek (pl.
Excel táblába). Meg kell hagyni a lehetőséget a softcomputing módszerek [4] használatára az adatelemzésben. A fontos funkciók:
- mérési feladatok kiírása üres sablonból,
- mérési feladatok kiírása meglévő feladatok alapján, - mérési kiírások módosítása,
- mérési kiírások törlése, - mérési lap nyomtatása, - mért adatok bevitele, - mért adatok módosítása, - mért adatok kezelés, - lekérdezések, - exportálás, - adatelemzés.
3.3. Adminisztratív felületek
Az adminisztratív felületek segítségével a rendszer felhasználóit, azok jogosultságait, lehet kezelni. Vizsgálni lehet a rendszer által elkészített logokat. Adminisztrátor jogkörrel lehet módosítani azokat az adatokat, amelyek korrekcióra szorulnak. Konfigurálni lehet a mérhető tulajdonságok adatait: mérés típusa, mértékegység, mérési tartomány stb. A rendszernek lehetnek olyan tulajdonságai, amelyet adminisztrátorként lehet csak módosítani: biztonsági mentések darabszáma, ideje, a rendszer lementése, helyreállítása stb.
4. IMPLEMENTÁCIÓ
4.1. Kémiai struktúrák tárolása
A rendszer egyik alapfeladata a kémiai struktúrák tárolása. Négy különböző adatbevitel lehetséges:
1. FIEK - Calculated 2. PubChem - Calculated 3. ChemSpider - Predicted 4. ChemSpider – Experimental
A FIEK – Calculated menüpontban azok a molekula tulajdonságok jelennek meg, amelyeket saját, „házon belüli” mérésekkel határoztunk meg. Ennek importjára jellemzően az SDF fájlok szolgának. A PubChem – Calculated menüpontban a Pubchem adatbázisból letöltött adatok vannak. A ChemSpider adatbázisból kétféle adatot töltünk le: becsült (Predicted) és mért (Experimental) adatokat. Egy kitöltött adatlapot mutat az 1. ábra.
140
4.2. PUR habokon végzett kísérletek
A rendszer alkalmas arra, hogy a PUR habokkal végzett kísérleteket [3][5] is támogassa.
Egy ilyen kísérlet meghatározott összetételű anyagokból áll, amelyeket valamilyen vizsgálatsorozat(ok)nak vetnek alá. Több minta készül, ezek a rendszerben egyedi azonosítókat kapnak. Különböző típusú vizsgálatokat lehet előírni, és ezek eredményeit rögzíteni lehet a rendszerben. A kiséréletek során keletkezhetnek nem strukturált dokumentumok is: képek, diagrammok, mérési adatsorok stb.
1.ábra. Molekula adatok a PUTRÁR rendszerben
A fent említett további funkciók is implementálásra kerültek.
5. KONKLÚZIÓ
Az rendszer éles verziója elérhető a http://purdb.iit.uni-miskolc.hu URL címen. Lehetőség van molekulák adatainak felvitelére és importjára más adatbázisokból, kísérletek definiálására, mérési eredmények rögzítésére. A felhasználó-menedzsmentet és a kiegészített jogosultsági köröket implementáltuk.
6. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
A kutatómunka az Európai Unió és a magyar állam támogatásával, az Európai Regionális Fejlesztési Alap társfinanszírozásával, a GINOP-2.3.4-15-2016-00004 projekt keretében valósult meg, a felsőoktatás és az ipar együttműködésének elősegítése céljából.
7. FELHASZNÁLT IRODALOM
[1] SZABÓ, N. P., NEHÉZ, K., HORNYÁK, O., PILLER, I., DEÁK, CS., HANZELIK, P. P., KUTASI, CS., OTT, K.: Cluster analysis of core measurements using heterogeneous data sources: An application to complex Miocene reservoirs. JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING pp.
575-585 (2019)
[2] KULCSÁR, GY., ERDÉLYI, F., HORNYÁK, O: Multi-Objective Optimization and Heuristic Approaches for Solving Scheduling Problems, MIM'07. IFAC workshop on manufacturing modelling, management and control pp. 127-132. 2007
[3] FISER, B., FISER-NAGY, Á., HUDI, E., HORNYÁK, O., NEHÉZ K., VISKOLCZ, B.: Low-Molecular-Weight Sulphur Containing Biomolecules - A Theoretical Study. XVI. PhD – Konferencia 2018.
[4] HORNYÁK, O., BARTHAL, G.: Soft Computing Methods for Behaviour Based Control. MicroCAD 2008: International Scientific Conference (2008) pp. 165-170.
[5] Lu, M. Y., SURÁNYI, A., VISKOLCZ, B., FISER, B.: Molecular Design of Sugar-Based Polyurethanes. Croatica Chemica Acta, 91(3), 1-9., 2018
[6] HORNYÁK, O.; ERDÉLYI, F.; KULCSÁR, Gy.. Detailed scheduling and uncertainty management in customized mass production. In: 12th International Conference on Machine Design and Production, Sept.
2006. p. 5-8.
141