Стендовые испытания — это один из важнейших этапов жизненного цикла разработки и производства высокотехнологичных изделий (двигателей, агрегатов, составных элементов узлов машин и другого оборудования). Такой вид исследования позволяет изучить технические и качественные характеристики, подтвердить безопасность новой продукции до ее внедрения на производстве. Так промышленные компании сокращают расходы на запуск новых разработок. Количество параметров, полученных после стендовых испытаний, может достигать нескольких тысяч. Важно хранить и систематизировать информацию таким образом, чтобы обеспечить к ней быстрый доступ. Ученые Пермского Политеха выяснили, какая система лучше подходит для хранения большого объема неоднородных данных.
Исследование опубликовано в журнале «Электротехника, информационные технологии, системы управления», № 50, 2024. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Во время испытаний регистрируется огромный поток (до десятков Гб) информации. Замеры параметров при проведении исследований привязаны к временным отметкам, т.е. данные являются временными рядами. Их нужно систематизировать, чтобы обеспечить удобный доступ для дальнейшего использования, например, поиска особенностей поведения того ли иного параметра.
Испытательная база предприятий во многом сложилась в 90-е, 00-е годы, поэтому способы хранения большого числа данных не соответствуют современным потребностям. Чаще всего данные хранятся в виде файлов, а систематизация выполняется вручную путем их раскладывания по каталогам. Но это времязатратный и ненадежный процесс: человек может ошибиться в структуре каталога или имени файла, что значительно затруднит поиск. Более перспективным становится хранение всех данных испытаний предприятия в единой базе.
Ученые Пермского Политеха рассмотрели три известных типа системы управления базами данных (СУБД), потенциально пригодных для хранения больших объемов временных рядов. Каждый тип тестировали на скорость доступа к информации. Измерения проводились при помощи специально разработанного тестового приложения.
— Исследование показало, что классические реляционные базы данных, несмотря на их широкое применение, не очень пригодны для хранения временных рядов. Возможность документоориентированных СУБД организовывать схемы данных, в которых структуры связанны через ссылки, позволяет, достичь очень высокой скорости доступа к параметрам испытаний — практически на два порядка (в 100 раз) быстрее, чем при использовании реляционых. И примерно на порядок (в 10 раз) быстрее колоночных (темпоральных), — рассказывает доцент кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» ПНИПУ, кандидат технических наук Игорь Шмидт.
Еще одним преимуществом документоориентированных систем является возможность хранить сопутствующую испытанию дополнительную информацию — технические отчеты, справки, заключения, акты, протоколы испытаний и т.п. Встроенные механизмы гарантируют защиту хранящейся информации от несанкционированного удаления или модификации.
Результаты исследования ученых ПНИПУ могут использоваться для разработки промышленных систем хранения данных предприятий, ориентированных на сбор, хранение и обработку больших объемов сложной технологической информации.