Александр Блeйхман, нач.отд. Цeнтра Информатики АО "Лeнэнeрго"

Владимир Батыгин, нач.сeктора Цeнтра Информатики АО "Лeнэнeрго"

АО "Ленэнерго" объединяет несколько десятков предприятий, занятых производством электрической и тепловой энергии и эксплуатацией разветвленных электрических и тепловых сетей на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Как в любом крупном и сложном предприятии, в АО "Ленэнерго," одной из наиболее типичных в области организационного обеспечения технологических производственных процессов и тяжело поддающихся решению, является задача поддержания в надлежащем порядке технической документации.

На предприятиях АО "Ленэнерго" эксплуатируется созданное в разное время сложнейшее оборудование, которое насчитывает десятки тысяч единиц и сотни различных типов. Техническая документация по этому оборудованию, накопленная за десятилетия его эксплуатации, огромна, занимает значительные площади на предприятиях, требует постоянных затрат на поддержание ее хотя бы в относительном порядке. Бумажные документы ветшают, их приходится периодически копировать, что приводит только к увеличению затрат на содержание архивов технической документации и к ошибкам в самой документации. Кроме того, поскольку оборудование постоянно модернизируется и вводятся новые производственные мощности, архивы пополняются новой документацией, которую не так просто учесть в устаревшей структуре архивов.

На поиски нужного документа в архивах крупного предприятия тратится значительное время и требуется достаточно высокая квалификация архивариуса, в результате, при отсутствии таковой в поиске участвует еще и специалист, которому необходим технический документ.

С таким положением дел еще можно было мириться в прежние времена (хотя трудности работы с архивами технической документации были и тогда), а в настоящее время, когда вопросы экономической эффективности стоят очень остро, приходится искать пути ее повышения по всем направлениям деятельности предприятий. В результате, мы неизбежно приходим к необходимости внедрения новых информационных технологий с использованием электронных образов документов как текстовых, так и графических

Электронные графические документы (чертежи, схемы), полученные с помощью систем автоматического проектирования (САПР), имеют векторный формат. При этом время создания такого чертежа, в основном, определяется временем проектирования, и сама скорость черчения на экране ПЭВМ не играет решающей роли.

Преобразование бумажного документа в цифровую форму, выполняемое оператором, может происходить с формированием файлов как векторного, так и растрового форматов (PCX, BMP, TIFF и т.д.). При этом существенным являются как время преобразования документа в цифровую форму, так и возможности дальнейшего использования полученного электронного документа - редактирование, просмотр, вывод на печать.

Как известно, объем файла векторизованного графического документа много меньше файла растрового формата, полученного сканированием исходного документа, но время создания векторного файла значительно больше времени сканирования. При постоянном снижении затрат на хранение каждой единицы информации и увеличении объемов запоминающих устройств целесообразно использовать сканирование для получения точных электронных оригиналов. Это справедливо для тех случаев, когда документы в процессе работы не подвергаются изменениям. Такая ситуация характерна для архивов технической документации по работающему оборудованию: документация изменяется только в случаях замены оборудования или его модернизации. Для постоянно изменяющейся документации разумнее, конечно, использовать хранение электронных документов в векторных форматах.

Современные инструментальные программные средства, например Spotlight, RasterDesk (Consistent Software), CAD Overlay ESP/GSX (Softdesk), дают еще одну замечательную возможность - одновременное использование растрово-векторного формата. При этом можно отредактировать растровое изображение - очистить от "грязи", выбрать необходимый фрагмент, сделать изображение ярче, контрастнее и одновременно уменьшить объем файла. Векторизуется только та часть документа, которая должна подвергаться изменениям, остальная часть остается растровой и используется как фон или подложка. На растровую подложку можно нанести векторное изображение, например, линий электропередач, которые легко удалить, изменить или дополнить, отслеживая реальное состояние инженерных коммуникаций.

Таким способом в Центре Информатики АО "Ленэнерго" созданы электронные карты-схемы тепловых и электрических сетей Санкт-Петербурга. В них использована растровая подложка в виде карты города с нанесенными на нее векторными линиями теплотрасс, кабельных и высоковольтных линий электропередач.

Собственно, получением только растрового изображения можно и ограничиться, если:

а) имеются технические и программные средства для хранения, поиска и просмотра большого количества файлов размером в несколько десятков мегабайт каждый;

б) если документы не должны редактироваться в процессе работы с ними;

в) если документ должен храниться в виде факсимильных копий оригинала (фотографии, рисунки, документы с резолюциями и т.п.).

Когда в документ необходимо внести изменения, то только тогда можно осуществить его частичную или полную векторизацию. В этом случае растровое изображение служит для нанесения поверх него векторного изображения, облегчая процесс создания нового документа.

Таким образом, сканирование становится основой технологического процесса создания электронных производственных документов. Ответ на вопрос "зачем нам нужен сканер ?" - получен.

Выбор необходимого инструмента для сканирования технической документации определяется рядом требований:

• сканер должен быть широкоформатным - для работы с большими чертежами (можно использовать сканеры меньших форматов - А4, А3 и т.д., но в этом случае придется решать сложную задачу соединения отдельных сканированных фрагментов документа в единое целое, что требует специального программного обеспечения, высоких профессиональных навыков оператора и значительного времени. Таким образом, экономия средств на широкоформатном сканере оборачивается потерями производительности и качества полученных электронных документов, что, в конечном итоге, значительно перекрывает стоимость такого сканера);
• давать минимальную погрешность в размерах получаемого изображения по отношению к исходному, что очень важно при использовании размеров на электронном документе для различных расчетов;
• иметь встроенные программно-аппаратные средства для улучшения качества получаемого изображения - автоматическую очистку изображения от неравномерности фона ("грязи") исходного бумажного документа, повышение яркости и контрастности изображения;
• разрешающая способность должна быть достаточной для получения высококачественных твердых копий документов по их изображениям;
• сканер должен одинаково хорошо работать с документами на различных типах носителей - бумага тонкая и "толстая", калька, лавсановая пленка;
• качество носителя не должно решающим образом влиять на качество получаемого изображения; производительность сканера должна быть достаточно высокой при приемлемом качестве изображения;
• установка носителя в сканере должна быть максимально простой и исключать ошибки при сканировании из-за неправильной заправки носителя.

Основные производители широкоформатных сканeров на мировом рынке - фирмы Vidar, CalComp, Contex, OCE, Ideal. В России, в основном представлены первые три фирмы. Вначалe нашe вниманиe привлeкли модeли CalComp. В нашей организации хорошо зарекомендовали себя струйные плоттеры производства CalComp. Однако выяснилось, что модели Contex и CalComp полностью идентичны и даже изготавливаются на одном заводе. Доступная отечественная и зарубежная литература также описывала модели Vidar и Contex, материалов и предложений на Vidar в отечественной компьютерной прессе встретилось больше, что косвенно свидетельствовало в его пользу. Предварительными соображениями границы выбора были определены в основном рассмотрением продукции - Vidar и Contex.

Краткие справочные данные на сканеры обеих рассматриваемых фирм, в интересовавшем нас диапозоне, практически совпадают: по разрешению - 300 - 1000 dpi (Contex), 500 - 1600 dpi (Vidar), по скорости сканирования, по наличию совершенно замечательного свойства - аппаратной поддержки режима очистки документа от "грязевого" фона, по весо-габаритным характеристикам, наконец, по цене. У обеих фирм имеется по цветному сканеру с разрешением 400 dpi, такой аппарат серьезно бы продвинул работу с картами, однако, его цена была для нас недоступна. "Черно-белые" модели сканеров дают возможность сканирования с градациями серого, что может быть впоследствии преобразовано в цвет.

Опрос организаций, эксплуатирующих сканеры разных фирм (напримeр, предприятия "Водоканал Санкт-Пeтeрбурга" и институт "Гипроспeцгаз" используют сканеры Contex, а ЛeнПроeкт и ЛАЭС - Vidar) также не позволил нам однозначно сделать выбор. Нам удалось организовать и провести эксперименты на конкретных экземплярах сканеров Vidar и Contex для определения: точностных показателей сканирования, возможностей сканирования графических документов на различных типах носителей - бумага, калька, лавсановая пленка, ватман и т.п. - и различной толщины.

Для проведения экспериментов мы изготовили специальный тест в виде сетки с шагом 50 мм по вертикали и горизонтали на бумажном носителе, кальке и лавсане формата А0. Погрешность сканирования определялась по изменению расстояний по вертикали и горизонтали на изображении по отношению к исходному тесту. Погрешность сканирования на всех типах носителей на Vidar укладывалась в паспортные данные - не более 0,1%, а на Contex FS составила более 0,2% на бумажном носителе, а на кальке и лавсане значительно больше. По нашему мнению, это можно объяснить различным способом протяжки носителя в этих сканерах. У сканеров Vidar реализован горизонтальный мeханизм подачи сканируeмого носитeля, позволяющий избeжать изгиба документа в процессе его обработки. Мы убедились, что на сканерах Vidar удаeтся сканировать вeтхиe и дажe рваныe носитeли, лавсан, кальку, толстый плохосгибаeмый ватман. На сканeрe Contex в наших опытах очeнь тонкиe и, наоборот, очeнь толстыe носитeли проскальзывали на прижимных роликах, что вызывало значитeльныe погрeшности по вeртикальной составляющeй. Для простых схем эта погрешность большого значения не имеет, но для точных чертежей, например, генпланов предприятий, планов прокладки инженерных коммуникаций и, особенно, картматериала погрешность в передаче геометрии чертежа должна быть минимальной. Подача носителя на сканере Contex осуществляется под углом примерно в 300 к горизонтальной плоскости, что замедляет и усложняет процесс сканирования. Вeсьма важным парамeтром являeтся максимальная толщина сканируeмого носитeля. У сканeров Contex вeличина зазора составляeт 0.75 мм, у Vidar - 1.5 мм.

После тщательного анализа имеющихся данных и собственных экспериментов мы пришли к выводу, что наиболее подходящим широкоформатным сканером для нас по соотношению качество/цена является сканер фирмы Vidar. Конкретный тип сканера мы выбрали с перспективой его применения в течение ближайших трех-пяти лет без существенного морального старения. Нашим выбором стал сканер Vidar TrueScan с разрeшающeй способностью 800 dpi.

Полгода эксплуатации выбранного сканера подтвердили правильность сделанного нами выбора.

Получить документы в электронном виде - значит решить только первую часть задачи создания электронного архива. Хорошо налаженное хранение документов предполагает также наличие разнообразных и удобных средств поиска нужного документа в архиве: по наименованию, по классификационному номеру, по функциональной принадлежности и т.п. Кроме того, специфика именно электронного архива информации состоит в необходимости наличия средств визуализации хранимой информации на экране дисплея ПЭВМ.

Несколько слов о программных средствах визуализации и поиска электронных документов при создании архива документов.

Требования к программным средствам ведения электронных архивов лежат в достаточно широком диапазоне и в соответствии с этим, стоимость программных средств составляет от сотен долларов США до десятков тысяч. Основным требованием является наличие удобных и разнообразных средств поиска документов в архиве и просмотра разноформатных файлов (текстовых и графических.

Поиск оптимального сочетания качества и стоимости таких программных средств привели к мысли о создании специализированного продукта, способного решать поставленную задачу на ПЭВМ невысокой производительности (РС АТ 386, 486) с приемлемыми результатами по скорости поиска и отображения графической информации. Такой программный продукт - MegaDoc (рабочее название "1000 схем+") - и был создан силами разработчиков Центра информатики АО "Ленэнерго", но это уже тема отдельного разговора.

P.S. Техника не стоит на месте. И как бы тщательно не производился выбор, когда он, наконец, реализован и Вы распаковываете долгожданный аппарат, то скорее всего уже появился более совершенный. Так произошло и в нашем случае. Фирма Vidar выпустила новую модель TruScan Select. В определенном смысле TruScan Select имеет принципиальные отличия как от предыдущих моделей Vidar, так и от всех остальных. Разрешающая способность и скорость сканирования новой модели Vidar могут быть увеличины (как ни печально - за отдельную плату). Это первая модель сканера, поддающаяся "upgrade". Базовая модель TruScan Select имеет оптическую разрешающую способность 400 dpi, восемь оптических регистрирующих камер (Contex имеет две камеры, Vidar TruScan - три), что дает большую равномерность при сканировании. Имеется возможность увеличения разрешающей способности до 600 dpi (upgrade A) и 800 dpi (upgrade B). В модeли Select такжe анонсирована максимальная ширина зазора 3 мм, что позволит сканировать дюралюминeвыe картографичeскиe планшeты. Так что, покупай мы сканeр сейчас, купили бы Vidar TruScan Select, исходя хотя бы из чисто экономических соображений, приобретенные нами 800 dpi стоили нам единовременно выложенных почти $18,000 , тогда как, покупая Select, мы бы могли покупать их по частям - "когда надо", начиная с базовой модели стоимостью менее $10,000.

С.Морозов. Сканируeм чeртeжи, PC Magazine RE, М, 3, 1995.

Д.Попов. Элeктронныe чeртeжи, М,PC Magazine RE, 5, 1995.

Д.Попов. Гибридная графика, М,PC Magazine RE, 11, 1995.

Д.Попов. Состояниe рынка графичeской пeрифeрии, КомпьютeрПрeсс, М, 8, 1996.

А.Тучков. Сканирование и обработка графичeских докумeнтов, ComSpec, СПб, 1, 1995.

П.Эксархопуло. Проблема выбора. Как это делается в России, PC Magazine RE, М, 4, 1994.