Je čas chtít od softwaru pro sběr dat více

Vstoupili jsme do éry dat. Množství nasbíraných dat stále roste. Společnosti stále více spoléhají na data při rozhodování v kritických aplikacích. Technici vyžadují spolehlivé, přesné a snadno použitelné systémy pro sběr dat, aby dokázali naplnit potřeby zákazníků. Nicméně inovace na trhu systémů pro sběr dat nedrží tempo s neutuchající žízní po datech. Nástroje pro sběr dat se musejí vyvíjet, aby lépe odpovídaly požadavkům rostoucí skupiny uživatelů, kteří potřebují informace obsažené v datech použít pro další řízení systémů. Současné nástroje zaostávají především ve dvou důležitých oblastech: nabídka jednoduchého a zároveň flexibilního softwaru a zjednodušení nastavení měřicího systému.

Uživatelé dnes stojí před rozhodnutím, zda používat funkčně omezený software, nebo vyvinout vlastní aplikaci. Uživatel si tedy musí vybrat buď základní záznam dat bez možnosti úpravy aplikace, nebo vyvinout vlastní aplikaci přímo na míru, ale musí ji naprogramovat od základů. Dodavatelé hardwaru poskytují software se základními funkcemi pro záznam dat. Pokud ale uživatelé mají potřeby nad rámec schopností takového softwaru, jsou nuceni naprogramovat vlastní řešení s pomocí zcela odlišného nástroje. To je zbytečně vynucený kompromis. Software pro sběr dat by se měl vyvíjet, aby překlenul všechny potřeby od konfigurace po přizpůsobení na míru. Nastavení systému vyžaduje různá měření s různými typy zapojení hardwarových a softwarových konfigurací, aby došlo k co nejvěrnějšímu zachycení měřeného signálu. Opět je potřeba vylepšit software, aby bylo nastavení systému pro uživatele snazší. Kvůli těmto nedostatkům je inženýrská práce zdlouhavá a neefektivní. V průzkumu, kterého se zúčastnilo 3 800 inženýrů, jich 27 % uvedlo, že vývoj softwaru pro jejich aplikaci byla časově nejnáročnější část jejich práce, a 21 % jich strávilo nejvíce času při nastavování systému.¹

Aby mohli udržet tempo s rostoucí poptávkou po datech, musejí inženýři vyžadovat více. Volba vhodného a efektivního softwaru pro sběr dat může hrát zásadní roli při řešení většiny problémů.

Extrémní přístupy současného softwaru

Technici používají dva typy softwarových produktů pro sběr dat se značně odlišnou úrovní složitosti. Jeden typ představuje měřicí software s fixní funkcionalitou zaměřený na konfiguraci, který je dodáván se zařízením pro sběr dat. Druhý typ představují vlastní aplikace na míru, které uživatelé vytvářejí pro ovládání svých zařízení. Software s fixní funkcionalitou je ideální na nastavení rychlého jednoduchého měření, neboť umožňuje provést základní konfiguraci velmi rychle. Například lze nastavit vzorkovací frekvenci, stisknout tlačítko pro záznam hodnot a uložit surová data do souboru. Softwarové aplikace na míru dávají uživatelům možnost naprogramovat si jakoukoliv funkcionalitu, pokud k tomu mají dostatek znalostí a trpělivosti. Při programování si mohou technici přesně nadefinovat měření či chování, které potřebují. To však vyžaduje čas na programování a validaci řešení, stejně jako množství znalostí potřebných k tvorbě takového softwaru od nuly.

Uživatelé, kteří chtějí nejběžnější aplikaci pro sběr dat a zároveň chtějí provést malou úpravu funkcionality (vlastní algoritmus pro analýzu, podmínka pro provedení měření atd.) jsou nuceni vybrat si mezi těmito dvěma extrémy. Jakmile jejich potřeby překročí možnosti softwaru dodávaného v krabici s měřicím přístrojem, musejí učinit velký krok pro člověka: naprogramovat zcela vlastní řešení na míru.

Neexistuje žádný důvod, proč by se software pro sběr dat nemohl vyvíjet tak, aby vyšel vstříc všem výše jmenovaným požadavkům. Software, který poskytuje jak jednoduchou konfiguraci měření, tak možnost přizpůsobení prostřednictvím programování, by technikům umožnil dosáhnout výrazně vyšší efektivity. Konfigurační přístup je velice užitečný pro běžné části aplikace, jako je nastavování senzorů připojených ke kanálu, volba vzorkovací frekvence a implementace základního spouštění a škálování. Softwarové řešení, které by zachovalo možnost takové konfigurace a umožnilo by použít ji jako základ pro tvorbu vlastní funkcionality v intuitivním programovacím prostředí, by odstranilo tuto ostrou hranici mezi snadnou použitelností a maximální flexibilitou.

Časová náročnost konfigurace systému

Každý, kdo někdy navrhoval měřicí systém, ví, že nalezení ideální konfigurace je časově náročné a nesprávné nastavení může do systému vnést těžko odhalitelné chyby. Různé typy měření mohou vyžadovat různé hardwarové specifikace, způsoby zapojení a softwarovou konfiguraci, aby byl měřený signál zachycen s největší možnou věrností. Dnes si technici mohou vybírat ze široké škály systémů s flexibilním a modulárním hardwarem pro sběr dat, který mohou přizpůsobit a nakonfigurovat pro měnící se potřeby z hlediska vzorkování vstupů a výstupů. Ačkoliv tento přístup představuje velkou výhodu pro uživatele, kteří se potýkají s měnícími se systémovými požadavky, komplikuje flexibilita systému celý proces nastavování při uvádění do provozu.

Představte si zařízení s jedinou funkcí, jako je například ruční teploměr. Při použití tohoto zařízení je riziko zanesení chyby při nastavování měření velice nízké. Jelikož má toto zařízení jediný účel, jeho hardware i software byly vytvořeny tak, aby tento účel splnily, a množství možných konfigurací je omezené. Naproti tomu modulární systém pro sběr dat má množství možností vstupů a výstupů a nabízí mnoho různých kombinací měření. Tato flexibilita pomáhá snížit celkové náklady na systém, neboť stejnou sadu hardwaru lze přizpůsobit pro řadu různých aplikací. S tím ale přichází více možností konfigurace, které mohou zkomplikovat počáteční nastavení systému. Software pro sběr dat lze navrhnout tak, aby měl to lepší z obou světů. Jedním z dalších problémů je, že měřicí zařízení jsou dnes zpravidla dodávána se softwarem, který neposkytuje možnost tvorby dokumentace (např. návod k připojení senzorů). Efektivní software pro sběr dat by měl umožňovat snadnou tvorbu dokumentace. Zejména by však zde vytvořená dokumentace měla usnadnit koncovému uživateli úpravu systému pro různá měření (připojení požadovaných senzorů, nastavení potřebných přepínačů atp.).

Žádejte více

Sběr a analýza dat jsou hnací silou inovací a objevů. Technici spoléhají na správnost nasbíraných dat a na jejich základě činí klíčová rozhodnutí o směřování dalšího vývoje. Možnost využití efektivnějšího softwaru pro sběr dat by mohla mít významný dopad na zvýšení spolehlivosti v daném systému. Pro dosažení tohoto cíle se musí software pro sběr dat změnit. Je třeba zaplnit mezeru mezi konfiguračním softwarem s omezenými možnostmi a flexibilními, ale nákladnými systémy postavenými na míru, a to vše při zachování jednoduchosti prvotního nastavení. Abychom udrželi tempo s rostoucí poptávkou po datech, je čas požadovat více od softwaru, který k jejich získávání používáme.

Literatura

1 National Instruments 2013 Global DAQ Value Research DAQ Customers (n=3,800)