Thửnghiệm hệ thốngtíchhợp
Tóm tắt: Nhằm tiếp cận với các nhu cầu về môi trường, việc xây dựng các
hệ thống sử dụng năng lượng chuẩn ngày càng trở nên phức tạp và phụ
thuộc lẫn nhau. Mục đích là để phân phối hiệu quả đạt được khi sử dụng các
công trình, các hệthống bên trong phải được kiểm tra theo cách cao cấp hơn
những ứng dụng phổ biến trước kia và các nhà thiết kế phải đóng vai trò
năng động hơn rất nhiều trong việc kiểm tra triệt để những thiết kế của họ.
Báo cáo này cung cấp hướng tiếp cận mới cho việc thửnghiệm các hệthống
tích hợp và yêu cầu tính thông suốt trong vấn đề làm thế nào để vai trò của
việc kiểm tra này phải phát triển rộng rãi trong tương lai.
1. Vấn đề cơ bản
2.
Vi
ệc kiểm tra thông thường các cấu trúc hệthống phụ thuộc vào ba
y
ếu tố sau:
3.
* Thi
ết lập và kiểm tra hệthống nhằm mục đích đảm bảo các hệthống
này hoạt động có hiệu quả và giống các thiết kế đã được xây dựng sẵn
cung cấp chi tiết điều kiện thích nghi.
4.
* Xác định cài đặt hệ thống, điều khiển phân phối các thông số (ví dụ
như tốc độ d
òng khí, lưu lượng nước chảy, nhiệt độ…) để kiểm chứng
hi
ệu năng của hệthống và cung cấp các thông tin cho những tàiliệu
tham khảo về sau.
5.
* Cung c
ấp các yếu tố chỉ dẫn cơ bản khi chuyển nhượng hoặc đào tạo
các kỹ thuật viên và điều hành viên khi vận hành toàn bộ hệ thống.
Tuy nhiên điều không thuận lợi
là ở chỗ: các quy trình kiểm tra tổng
thể vận hành dựa trên các kế hoạch mang tính thương mại đôi khi bị
loạn chức năng. Ngày nay một số phương pháp sử dụng thiết kế và
các d
ịch vụ trọn gói phân chia các quá trình tíchhợp ít hơn so với
trước đây 10 hay 15 năm. Ta xét tới phạm vi các yếu tố ảnh hưởng tới
hệ thống chính bao gồm những vấn đề như sau:
6.
* Ph
ải giảm thiểu các yếu tố đầu vào từ các thiết kế hệthống nguyên
b
ản trước đây theo như chỉ dẫn và hệthống nền của một số chuyên đề.
Điều n
ày có thể đem lại kết quả không rõ ràng hoặc các thành phần
không thể kiểm tra được, hay các tiêu chuẩn được chấp nhận nhưng
không tương xứng với nhau, dẫn tới không có phép kiểm tra chức
năng nào thực hiện được. Vấn đề chuyển nhượng to
àn bộ hệthống
cho các chủ sở hữu và các nhà điều hành với các dữ liệu kiểm tra chỉ
mang tính hình thức đối với các hệ điều hành có đặc điểm chung, và
vi
ệc bảo dưỡng cũng chỉ được thực hiện trên giấy tờ.
* Các xu hướng li
ên kết về mặt thiết kế và cấu trúc tân tiến đang ngày
càng gia tăng, thay thế cho các mô hình này dựa trên các cấu trúc hay
tác động của các v
òng lặp có hiệu quả thiết thực hơn các thiết kế trước
đây.
* Gia tăng tính phức tạp, phức hợp của công nghệ xây dựng hệthống
đồng bộ v
à các kết quả được chuyên môn hóa, riêng biệt từng phần.
Việc lắp đặt được thương mại hóa đem lại kết quả cho hệthống không
tích hợp tuy nhiên các ứng dụng công nghệ này hoàn toàn không đem
lại lợi nhuận.
7.
* Vi
ệc đo đạc thông qua các tiêu chuẩn hiệu năng của máy móc cho
các hệ đồng bộ thiếu rõ ràng và không kịp thời.
8.
*
Ảnh hưởng đến quá trình xúc tiến thương mại hoàn thành các kế
hoạch với giá thành tiết kiệm nhất và đúng thời hạn, đảm bảo thời hạn
hoàn thành theo các hợp đồng, ngoài ra không tránh khỏi các bất lợi
không mong muốn khi hợp đồng bị trì hoãn. Để giải quyết với các đặc
điểm bất lợi đặc trưng của hệ thống, giờ đây chúng ta có một số lượng
lớn hệ điều khiển nhằm đem đến hiệu quả của tính đồng bộ và các ích
l
ợi thu được từ quá trình đồng bộ hóa. Chúng ta đang ngày càng nhận
thức về hiệu quả của quá trình đồng bộ phù hợp với môi trường, đáp
ứng nhu cầu giảm thiểu tối đa các bất lợi này trong thời hạn lâu dài.
Ngày nay quy
ền sở hữu đồng bộ về việc chung vốn của các nhà đầu tư
có liên quan trong khoảng thời gian dài thông qua tài sản chung cũng
được quan tâm đặc biệt. Vấn đề n
ày lí giải cho đánh giá mới về chu kỳ
tái thiết lập liên kết giữa các dịch vụ xây dựng đồng bộ sao cho hệ
thống làm việc có hiệu quả và thỏa mãn nhu cầu người sử dụng, duy
trì liên kết có lợi giữa người sử dụng, nhà sản xuất.
9.
Ngày nay xu
ất hiện năng lượng và khả năng xây dựng các hệthống
phân loại theo môi trường như hệthống loại nhà kính trồng rau quả ở
Úc (ABGRS) và các Hiệp hội tổ chức vì môi trường ở Úc như “Ngôi
sao xanh” thích hợp với những chức năng phân loại phù hợp theo môi
trường đang thôi thúc thị trường tiêu thụ, đem lại lợi ích thiết thực cho
người sử dụng. Quan trọng hơn cả là các phép đo chính xác, những
kết quả thu được trong hệthống mới và đề ra các thiết kế mang tính
cạnh tranh, quy trình hướng dẫn để hướng tới những sản phẩm cao
cấp.
Nhằm đem lại những kết quả hệthống theo yêu cầu, các hệthống bây
giờ phải được rà soát nhạy bén hơn so với các ứng dụng được sử dụng
trước đây. Một thiết kế tíchhợp tốt, quá tr
ình kiểm tra toàn bộ rất cần
thiết cho việc cải thiện hiệu suất máy, hiệu quả năng lượng chuyển
hóa và tính thân thiện với môi trường.
10.
2. Thửnghiệmhệthốngtích hợp
11.
Các mô ph
ỏng tíchhợphệthống khi hoạt động yêu cầu 3 yếu tố sau:
* Kế hoạch phải có khả năng đem lại giá trị tích lũy hệ thống.
* Các dịch vụ hệthốngtíchhợp có tính chủ động, các nét đặc trưng
của thiết kế có tính phụ thuộc, và phù hợp với người sử dụng.
* Khả năng đưa vào hoạt động toàn bộ hệ thống.
12.
2.1 Kế hoạch phải có khả năng đem lại giá trị tích lũy
Phát triển và sử dụng hệthống
Điểm mấu chốt đằng sau dự án này
là m
ục đích đem lại giá trị tích lũy
trên toàn bộ hệ thống, là những hiểu
biết dựa trên mối quan hệ giữa các
khâu thiết kế, cài đặt, hiển thị và
điều khiển trong một hệthống cần
được tiếp tục phát triển, ghi nhận v
à
qu
ản lí. Mục tiêu xa hơn nữa là
chuy
ển đổi những thông tin này
thông qua m
ột chu trình tổng thể.
Để xác định y
êu cầu chủ đạo của
mô hình này, việc cần thiết là chú ý
đến các thông tin ở mỗi giai đoạn
khác nhau của quy trình và xác định
điều cần thiết để không làm thay đổi
dữ liệu sau này, phụ thuộc vào các
ph
ần liên quan khác nhau trong chu
trình t
ổng thể. Xác định dữ liệu đặc
biệt sẽ làm cho dự án trở nên hoàn
h
ảo hơn.
Thiết kế
Quá trình thiết kế chủ yếu liên quan tới việc mở rộng và xác định ý tưởng,
giản đồ thiết kế. Đây là phần quan trọng của các dịch vụ kỹ thuật giá trị cao.
Nhiều thiết kế cao cấp có thể cung cấp thông tin để phát triển các dự án .
Từ khía cạnh dịch vụ, vấn đề quan trọng nhất của quá trình là thiết kế sơ đồ
và xác định mục đích điều khiển. Nếu không có một cái nh
ìn rõ ràng về cấu
trúc của các hệ thống, làm thế nào để thửnghiệm chúng và phát triển thiết kế
này.
Ch
ất lượng được biểu hiện qua thông số kỹ thuật chung (ví dụ như Natspec)
cung cấp tiêu chuẩn rõ ràng và quy trình hoạt động phải đảm bảo chất lượng.
Cũng cần phải đảm bảo rằng các yêu cầu của dự án phải được đáp ứng triệt
để.
Dữ liệu thiết kế là không nhất thiết phải giống như các dữ liệu phù hợp cho
việc cạnh tranh đấu thầu. Đấu thầu dữ liệu thiết kế thực chất là để làm tăng
thêm giá trị và cần phải thỏa mãn đầy đủ những nội dung sau:
* Thi
ết kế dự án cung cấp vấn đề tổng quan và mục tiêu thiết kế bao gồm
những nhân tố như hiệu suất hay sự ảnh hưởng của quá trình đối với môi
trường.
* Dịch vụ bao gồm các trường hợp đặc biệt hoặc các tính năng thiết kế đặc
biệt…
* Tiêu chuẩn thiết kế.
* Bản vẽ sơ đồ thiết kế bao gồm các thông tin quan trọng, kế hoạch triển
khai và định cỡ thiết bị.
* Kế hoạch triển khai.
* Tiêu chuẩn về đội ngũ công nhận và những tiêu chuẩn khác cho việc thử
nghiệm hệthốngtich hợp.
Thông tin này cần phải được nắm bắt, hiểu rõ và cung cấp một cơ sở vững
chắc cho quá trình ủy nhiệm. Ta xét ví dụ minh họa điển hình của một thiết
kế có giản đồ và phiên bản nâng cao của nó mang giá trị tích lũy cao. "Kiến
thức dự án" được hiển thị trong hình 2 & 3.
2.2 Tíchhợp theo cấu trúc tích cực, tính năng mạch thụ động và cơ cấu
vận hành
Thử nghiệm toàn bộ hệ thống
Thử nghiệm các hệthốngtíchhợp và các hệthống đồng bộ đòi hỏi phải tiếp
cận bằng một hệthống "tổng thể" với chức năng tìm kiếm và chức năng này
ch
ỉ hoạt động của hệthống trên cơ sở riêng lẻ. Thửnghiệm toàn bộ hệthống
cũng cần phải được mở rộng phạm vi như tăng cấu trúc bên trong hệ thống,
bao gồm tất cả các hệthốngtích cực, các tính năng mạch thụ động và cơ cấu
vận hành bên trong nó sẽ trở thành một hệ tổng thể.
Điều cần thiết cho nhà thiết kế sắp xếp các bộ phận rõ rằng, để hệthống có
thể tương tác được với nhau. Nếu chỉ cài đặt hay thửnghiệm riêng rẽ các
phần tíchhợp chi tiết thì quá trình này sẽ không đầy đủ. Lúc này ta sẽ thu
được kết quả tốt nhất trong các hệthống cài đặt v
à sẽ được đưa vào thử
nghiệm chức năng cách điện với một vài giới hạn thích hợp. Rất khó có thể
tạo ra một hệthốngtíchhợp đầy đủ, chính xác hoàn toàn theo lí thuyết.
Trong ví dụ thiết kế mạch tíchhợp pha đầu tiên về lĩnh vực dịch vụ và các
gói ch
ủ yếu là các quá trình phối hợp. Nhà thiết kế chỉ rõ các yếu tố sau:
* Phạm vi hoạt động được xác định bởi trình cài đặt mở rộng.
* Liên kết hợp các phần có liên quan sẽ được thực hiện bởi nhóm ngành
kh
ác và đội ngũ kĩ thuật viên trong kết nối với phạm vi hoạt động.
* Các giao diện và phụ thuộc qua lại lẫn nhau giữa các khối tích hợp.
Thông thường các vấn đề cài đặt liên quan đến việc phối hợp của các khối
tích hợp thường phát sinh trong phần thử nghiệm. Nếu không đúng quy định
của nhà thiết kế và nhà quản lý, phần có tác động đáng kể đến chương trình
th
ử nghiệm sẽ được giải quyết.
Ngoài ra, chương tr
ình này được xây dựng để thiết lập một bộ các hướng
dẫn ban đầu của dự án liên quan tới các "chi tiết kết hợp" và giao diện để
đảm bảo tất cả các chi tiết kỹ thuật có thể tiếp cận nhất quán. Ví dụ các
nguyên tắc này có thể là:
* T
ất cả cáp tín hiệu đầu, cáp tín hiệu cuối tíchhợp sử dụng chung vào một
bảng mạch hoặc một thiết bị nào đó do nhà thiết bị cung cấp.
* Tất cả các qui trình khép kín được hoàn tất khi sử dụng bộ cài đặt phần
tích hợpthông qua độ ngấu của qui trình này.
Tuy nhiên, b
ản chất của tíchhợp có thể thay đổi đáng kể khi hoàn thành
th
ực nghiệm với cách thức tích hợp, xây dựng hay chế độ quản lý được giới
thiệu và xây dựng rất đầy đủ. Việc tíchhợp hiện tại đã được xử lí giữa các
khối tíchhợp và các cơ cấu vận hành. Tuy nhiên nơi mô hình cung cấp đầu
vào để xác định v
à tải liên quan việc kiểm soát các điểm đầu hay điểm cuối
này thì tương đối đơn giản. Tuy nhiên phần tíchhợp này đóng một vai trò
ch
ủ động và tích cực trong việc xây dựng hệthống kiểm soát vì chúng có thể
ở một số loại của các hệthống lọc thông gió lai hay hệthống thích nghi với
việc tíchhợp tăng đột ngột. Việc tích hợp, xây dựng hay quản lý thuận tiện
đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý đích đến và giám sát hiệu suất của
các phần tích hợp.
2.3 Khối thửnghiệm dữ liệu
Cấu trúc táitíchhợp và kiến thức
thử nghiệm
Trong những thập kỷ qua, các đáp
ứng về sản xuất thiết kế chi tiết của
các hệthống điều hòa không khí và
cung c
ấp công cụ quản lý cho tiến
trình cài đặt và thửnghiệm của các
hệ thống này thường được chuyển
giao t
ừ nhóm tư vấn kỹ thuật cho
nhóm xây dựng. Do đó kiến thức
của các nhà thiết kế ban đầu của quá
trình xây dựng và thửnghiệm rất
khó hiểu. Hiểu biết về cách thiết kế có thể bị ảnh hưởng và bị mất mát trong
quá trình cài đặt, thử nghiệm. Quá trình thiết kế trong nhiều trường hợp đã
tr
ở thành " vòng lặp mở" với ít hoặc không có phản hồi tới các nhà thiết kế.
Bây giờ chúng ta có một trường hợp mà nhà thiết kế đang được yêu cầu để
tạo ra các mẫu với một hiệu suất cao nhất, khả năng giải quyết khó khăn lớn
trong vi
ệc xác định các mẫu thiết kế như thế nào, cài đặt như thế nào và thử
nghiệm quan trọng để đạt được hiệu suất theo yêu cầu.
Điều n
ày chú ý đến một lỗ hổng trong nền tảng kiến thức công nghệ liên
quan t
ới thửnghiệm các hệ thống. Trong khi các nguyên tắc, các tiêu chuẩn
được đưa ra bởi các tổ chức như NEBB, ASHRAE và CIBSE cung cấp các
thông tin và các hướng dẫn quan trọng cho các hoạt động thửnghiệm cụ thể
để có sự cần thiết cho một hướng dẫn tổng thể đối với việc thửnghiệm các
hệ thốngtích hợp.
Cách hướng dẫn như vậy sẽ cung cấp một khuôn khổ thích nghi với tíchhợp
thử nghiệm các hệthống trong suốt thời gian của một thiết kế và vào trong
giai đoạn hoạt động của thiết kế. Nó được thể hiện trên ma trận tri thức thử
nghiệm như ở hình 4. Hình 4 miêu tả việc kết nối giữa các quy trình điều
khiển, các bước thực hành cài đặt cho thửnghiệm làm sao hiệu quả nhất,
quản lý hệthốngthửnghiệm và phương thức tiến hành. Đây là một hướng
dẫn lí tưởng, minh họa một quá trình liên tục với các biểu đồ dữ liệu và
thông tin, các danh sách kiểm tra và hướng dẫn chi tiết cho mỗi giai đoạn
của quá trình xác định kết quả theo yêu cầu, vai trò đề xuất, trách nhiệm và
phương pháp luận.
3. Thử thách đặt ra cho những người thửnghiệm thiết kế phần tích hợp
Tương lai đặt ra những thách thức và cơ hội lớn cho những người chịu trách
nhiệm về những thửnghiệm phần tích hợp. Tích hợphệthống năng lượng và
xây d
ựng hệthống đánh giá môi trường nói riêng sẽ dẫn tới thay đổi trong
ngành công nghiệp, vì điều này còn phụ thuộc vào kỹ năng thửnghiệm và
d
ữ liệutíchhợp trong các hệthống này ở mọi chu trình của các phần tích
hợp. Thiết kế này để đáp ứng mục tiêu tiêu thụ năng lượng, tăng số lượng
thiết lập các hệ thốngtíchhợp và ngày càng phức tạp hơn, như giới thiệu
công nghệ mới, các khái niệm, thửnghiệm để đạt được năng lượng và cam
k
ết sử dụng nước, hiệu suất của các thông số khác, thửnghiệmtíchhợp đa
hệ thống và điều chỉnh cấu trúc hệthống và duy trì hiệu suất tối đa. Tất cả
những đặc điểm này là thách thức đối với việc thửnghiệm các phần tíchhợp
đặc biệt để xây dựng các kỹ năng mới v
à áp dụng các kỹ năng hiện có trong
cách thức mới. Nhu cầu thửnghiệm để thiết lập và phát triển có thể được thể
hiện ở ba yếu tố:
* Thời gian và thời hạn tham gia
Yêu cầu thiết kế và thửnghiệm cung cấp kết quả đo hiệu suất (ví dụ như
đánh giá năng lượng và môi trường) đ
òi hỏi kỹ năng thử nghiệm, tíchhợp
phức tạp. Kỹ năng này dễ dàng hơn so với các kỹ năng thửnghiệm và tích
h
ợp hiện tại. Điều này dẫn tới các thiết kế tham gia vào việc hình thành hoặc
định dạng điều chỉnh phần tíchhợp một cách chắc chắn (được kiểm nghiệm
hàng năm) cho hiệu suất tối ưu.
* Các kỹ năng kỹ thuật và dữ liệu
Tích hợp ngày càng tăng là kết quả của vật lý học, các cơ cấu vận hành, đặc
tính người sử dụng vớ
i các phần tíchhợp tiêu thụ năng lượng và tíchhợp
càng cao của chính các hệthống này sẽ yêu cầu phát triển thửnghiệm tinh
vi, phức tạp. Tiếp cận thửnghiệm toàn diện hơn được yêu cầu để đảm bảo
đạt được mức độ hiệu năng cần thiết cho việc tíchhợp tổng thể. Trong ví dụ
yêu cầu đánh giá môi trường hiện tại đang xảy ra liên quan tới phát triển kỹ
năng thửnghiệm và phương pháp tiếp cận phát triển cho các hệthống cơ học
để áp dụng cho các hệthốngthông thường khác chưa được thửnghiệm một
cách triệt để. Ví dụ như: chiếu sáng, thủy lực (cung cấp nước và quản lý
chất thải) và xây dựng tíchhợp các hệthống hoạt động hữu ích như xử lý
tiền y học, các hệthốngthông gió tự nhiên và hệthống lưu trữ nhiệt tích cực
hay hệthống lưu trữ nhiệt thụ động.
* Kỹ năng quản lý, báo cáo quan điểm
Khả năng tíchhợpthửnghiệm làm việc ở các cấp độ khác nhau, bằng nhiều
cách khác nhau trong các dự án với những tiêu chuẩn cần phải được phát
triển. Cho dù điều này là ở giai đoạn thiết kế, chúng không chỉ cung cấp đầu
vào với "khả năng thiết kế" các vấn đề mà còn "khả năng thử nghiệm" và
tiêu th
ụ năng lượng thực tế, hay như một phần của đội ngũ cài đặt có trách
nhiệm để đáp ứng các mục tiêu năng lượng, hay như một bộ phận điều khiển
hoạt động, nhóm dịch vụ bảo trì. Các vấn đề này là yêu cầu cần thiết để duy
trì hoặc đạt mức năng lượng tốt hơn, cách sử dụng nước để giữ hoặc cải
thiện đánh giá hiệu suất tối ưu.
Một số trong những phát triển sẽ là bước đi lên của thực tiễn và nền công
nghiệp mới của chúng ta sẽ hình thành, phát triển tốt hơn và phù hợp với
chính nó. Những người khác sẽ yêu cầu các ngành công nghiệp khác để có
những sáng kiến thuận lợi dẫn tới những thay đổi này.
Để đáp ứng yêu cầu thực hiện ngày càng tăng và tiêu chuẩn về môi trường,
hay các tiêu chuẩn về năng lượng, hệ thốngtíchhợp đã trở nên tinh xảo hơn,
phụ thuộc lẫn nhau, số lượng tíchhợp ngày càng tăng với các địa chỉ tích
hợp vật lý và đặc tính người sử dụng, cơ cấu vận hành. Để thỏa mãn yêu cầu
đặt ra một cách hiệu quả các phần tích hợp, hệthống đồng bộ của chúng bây
giờ phải được thửnghiệm theo phương thức mang tính chất phức tạp và tích
h
ợp hơn. Hơn nữa, việc thiết kế và thiết lập quy trình chuyển tíchhợp ngày
nay ít sai h
ỏng hơn nhiều so trước đây. Các thay đổi quan trọng chủ yếu là
trong cách áp d
ụng của chúng tôi để thử nghiệm, phát triển và duy trì tích
h
ợp các điều kiện, nâng cao tuổi thọ hệthống để hỗ trợ việc tiếp tục xây
dựng, thực hiện các phần tích hợp, hoạt động một cách hiệu quả đem lại lợi
ích cho người sử dụng.
. cơ cấu
vận hành
Thử nghiệm toàn bộ hệ thống
Thử nghiệm các hệ thống tích hợp và các hệ thống đồng bộ đòi hỏi phải tiếp
cận bằng một hệ thống "tổng. trường.
10.
2. Thử nghiệm hệ thống tích hợp
11.
Các mô ph
ỏng tích hợp hệ thống khi hoạt động yêu cầu 3 yếu tố sau:
* Kế hoạch phải có khả năng đem lại giá trị tích