HMI và SCADA tùy chỉnh: bốn lớp và bàn giao

Một dự án phần mềm giám sát thực sự gồm những công việc gì

Dự án phần mềm giám sát trông như chỉ là "làm một bộ màn hình theo dõi", nhưng tách ra thì có năm loại công việc và người thực hiện thường khác nhau.

• Thiết bị và đồng hồ hiện trường: bộ điều khiển, biến tần, đồng hồ đo, cân điện tử – nguồn dữ liệu có thể đọc ra
• Truyền thông và kết nối mạng: chuyển đổi giao thức, cấu hình gateway, phân chia mạng, đồng bộ thời gian và đệm dữ liệu cục bộ
• Màn hình và logic thao tác: cấu hình màn hình, phân quyền thao tác, phân cấp cảnh báo, ghi vết thao tác
• Dữ liệu và báo cáo: lưu trữ dữ liệu lịch sử, mẫu báo cáo, giao diện dữ liệu ra bên ngoài
• Bàn giao và vận hành: quản lý phiên bản chương trình, sao lưu, quy trình cập nhật, quy trình thay đổi về sau

Trong năm loại này, chỉ loại thứ hai và thứ ba thay đổi theo yêu cầu khách hàng. Loại thứ nhất do thiết bị quyết định, còn loại thứ tư và thứ năm quyết định việc hai năm sau hệ thống còn sửa được hay không.

Phân lớp theo trách nhiệm: phần nào tự làm, phần nào giao cho nhóm bên ngoài

Cách đơn giản nhất để làm rõ phân công là vẽ bốn khối "ai phụ trách việc gì", thay vì chia theo menu chức năng.

Mục đích của bảng phân công không phải để quy trách nhiệm, mà để mỗi lớp nói rõ mình bàn giao cái gì và dưới hình thức nào.

Với cách chia bốn lớp này, chỗ hay phát sinh vấn đề nhất là giữa lớp thứ hai và lớp thứ ba: nếu điều kiện mạng hiện trường, giao thức truyền thông của đồng hồ đo và danh sách thanh ghi khả dụng của bộ điều khiển chưa được xác nhận trước khi phát triển, màn hình do nhóm bên ngoài làm ra sẽ không có dữ liệu để hiển thị.

Cấu trúc báo giá nói lên nhiều điều hơn tổng giá

Khi đánh giá báo giá phát triển phần mềm giám sát, cấu trúc đáng tham khảo hơn tổng giá. Một báo giá dùng được sẽ tách thành ngày công và đơn giá, đồng thời ghi rõ những nội dung nằm ngoài phạm vi.

• Tách theo hạng mục công việc: lập bảng điểm, hiệu chỉnh truyền thông, phát triển màn hình, phát triển báo cáo, chạy thử hiện trường, viết tài liệu – mỗi phần ghi riêng
• Ngày công và vai trò: số ngày công cho từng hạng mục, và việc chạy thử hiện trường với hỗ trợ từ xa có cùng đơn giá hay không
• Hạng mục ngoài phạm vi: các việc khách hàng phải phối hợp, cách xử lý yêu cầu bổ sung, cách tính công tác phí và lưu trú
• Danh mục bàn giao: số bản và hình thức của mã nguồn, tệp màn hình, bảng điểm truyền thông, hồ sơ kiểm thử và tài liệu vận hành

Báo giá càng tách theo hạng mục công việc thì tranh chấp về việc "việc này có tính là thay đổi yêu cầu hay không" càng ít. Một báo giá chỉ nêu tổng giá mà không ghi phạm vi thường đồng nghĩa phạm vi sẽ được diễn giải lại trong quá trình thực hiện.

Ranh giới bàn giao mã nguồn và tài sản

Hệ thống giám sát vẫn tiếp tục được sửa sau khi đưa vào vận hành, nên nội dung bàn giao quyết định mức độ tự chủ của khách hàng sau hai năm. Trong thực tế thường xác nhận từng mục sau.

• Mã nguồn và tệp dự án: có cung cấp mã nguồn đầy đủ biên dịch được hay tệp dự án chỉnh sửa được không, phạm vi cấp phép ghi rõ
• Bảng điểm truyền thông: kiểu dữ liệu, địa chỉ, đơn vị, chu kỳ cập nhật của từng điểm, thành bảng có thể đối chiếu
• Danh mục màn hình: tên màn hình, phân cấp, công đoạn tương ứng, giúp định vị và sửa chữa về sau
• Hồ sơ kiểm thử: kết quả kết nối truyền thông, kích hoạt cảnh báo, phục hồi sau mất điện và chạy liên tục
• Quy trình cập nhật: ai thực hiện cập nhật chương trình, trong khung thời gian nào, và khôi phục thế nào khi có sự cố

Hai mục hay bị bỏ sót nhất là mục thứ ba và thứ năm: danh mục màn hình quyết định hiệu quả định vị khi sửa chữa về sau, còn quy trình cập nhật quyết định việc khách hàng có tự xử lý được các thay đổi nhỏ hay không.

Ranh giới giữa phần mềm cấu hình thương mại và phát triển tùy chỉnh

Nhiều dự án không cần viết mã từ đầu. Việc quyết định dựa trên vài câu hỏi cụ thể: giao thức truyền thông có vượt phạm vi trình điều khiển kèm theo phần mềm thương mại hay không, màn hình và logic thao tác có yêu cầu phi tiêu chuẩn hay không, có cần trao đổi dữ liệu với MES hoặc ERP hay không, và sau này khách hàng có buộc phải tự bảo trì hay không.

• Giao thức và trình điều khiển nằm trong phạm vi hỗ trợ, logic màn hình tiêu chuẩn: ưu tiên phần mềm cấu hình thương mại, bàn giao nhanh và chi phí bảo trì thấp
• Cần giao diện dữ liệu ngoài, logic thao tác phi tiêu chuẩn, phân quyền nhiều vai trò: phù hợp với phát triển tùy chỉnh
• Dùng kết hợp: phần mềm thương mại phụ trách màn hình chuẩn và thao tác tại chỗ, chương trình tùy chỉnh phụ trách giao diện dữ liệu và báo cáo – cách làm phổ biến

Khi dùng kết hợp, cần xác định ranh giới ngay từ đầu: phần mềm thương mại ghi dữ liệu nào vào cơ sở dữ liệu, giao diện nào do chương trình tùy chỉnh phụ trách, để hai chương trình không cùng ghi vào một bảng.

Lộ trình triển khai theo giai đoạn và nghiệm thu theo mốc

Triển khai theo giai đoạn kiểm soát rủi ro tốt hơn bàn giao một lần, vì mỗi giai đoạn đều để lại sản phẩm có thể đối chiếu.

• Xác nhận chức năng: thống nhất bảng điểm, danh mục màn hình và logic thao tác, ghi thành văn bản
• Màn hình mẫu: làm trước một hai màn hình then chốt để kiểm chứng đường đi dữ liệu và phong cách hiển thị
• Đưa vào dùng theo đợt: vận hành theo từng công đoạn hoặc từng dây chuyền, theo dõi mỗi đợt rồi mới sang đợt tiếp theo
• Bàn giao và vận hành: hoàn tất bàn giao mã nguồn và tài liệu, chuyển sang giai đoạn cập nhật phiên bản và hỗ trợ

Lợi ích trực tiếp của trình tự này: vấn đề truyền thông và đường đi dữ liệu lộ ra ngay ở giai đoạn màn hình mẫu, thay vì phát hiện vào đúng ngày đưa vào vận hành chính thức.

Thông tin cần chuẩn bị trước khi khởi công

Trước khi bước vào thiết kế, việc sắp xếp rõ các mục sau giúp giảm việc làm lại về sau: danh sách giao thức truyền thông của bộ điều khiển và đồng hồ đo hiện có, các điểm dữ liệu có thể cung cấp cùng chu kỳ lấy mẫu, điều kiện mạng hiện trường và truy cập từ xa, các hệ thống bên ngoài cần kết nối cùng hình thức giao diện, và người phía khách hàng xác nhận bảng điểm cùng màn hình.

Shanghai Chengxuan Intelligent tích lũy kinh nghiệm dự án trong lĩnh vực phần mềm công nghiệp và kết nối thiết bị từ năm 2009, có năng lực sản phẩm về phần mềm giám sát, thu thập dữ liệu và nền tảng theo dõi. Chúng tôi có thể phối hợp xác nhận ranh giới chức năng và danh mục bàn giao theo điều kiện thiết bị và phạm vi dự án thực tế.