सिस्टम सूचना मॉडलिंग

सिस्टम सूचना मॉडलिंग (सिम) समष्टि कनेक्टेड सिस्टम के मॉडलिंग की प्रक्रिया है। सिस्टम सूचना मॉडल कनेक्टेड सिस्टम का डिजिटल प्रतिनिधित्व हैं, जैसे इंस्ट्रुमेंटेशन और नियंत्रण इंजीनियरिंग, विद्युत ऊर्जा व्यवस्था और संचार सिस्टम सिस्टम। सिम में मॉडल की गई वस्तुओं का भौतिक प्रणाली में उपस्तिथ वस्तुओं के साथ 1:1 का संबंध होता है। घटकों, कनेक्शनों और कार्यों को परिभाषित और लिंक किया गया है जैसे वे वास्तविक विश्व में होंगे।

उत्पत्ति
सिम की अवधारणा 1990 के दशक के मध्य से अस्तित्व में है। इसे पहली बार 1994 में ऑस्ट्रेलियाई उपकरण, इलेक्ट्रिकल और नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग कंपनी - I&E Systems Pty Ltd द्वारा प्रस्तावित किया गया था। अनेक विधिी नवाचारों की तरह, सिम का विचार भी आवश्यकता से उत्पन्न हुआ था। नब्बे के दशक के मध्य से, प्रौद्योगिकी में तेजी से प्रगति के कारण बिजली, नियंत्रण और सूचना और संचार प्रौद्योगिकी (आईसीटी) प्रणालियों की समष्टिता तेजी से बढ़ रही है; इसने सिस्टम डिज़ाइन के लिए उपयोग की जाने वाली पारंपरिक कागज-आधारित पद्धतियों और अनुप्रयोगों को अप्रचलित बना दिया है।

इलेक्ट्रिकल इंस्ट्रूमेंटेशन एंड कंट्रोल सिस्टम (ईआईसीएस) इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट में डिजाइन संबंधी गतिविधियों की निवेश कुल परियोजना व्यय का 70% तक हो सकती है। विश्लेषणों से पता चला कि कागज-आधारित तरीकों/वर्कफ़्लो की सीमित प्रकृति का उच्च डिज़ाइन निवेश में महत्वपूर्ण योगदान था जिसके लिए अनेक दस्तावेज़ों पर जानकारी के दोहराव की आवश्यकता होती है जिसके परिणामस्वरूप डिज़ाइन त्रुटियां और चूक होती हैं और इसलिए श्रम की निवेश में वृद्धि होती है। इसे ध्यान में रखते हुए, कंपनी को एहसास हुआ कि पारंपरिक कागज-आधारित तरीकों से हटकर अधिक कुशल व्यवस्थित डिजिटल मॉडलिंग दृष्टिकोण की ओर जाने की आवश्यकता है।

'सिस्टम इंफॉर्मेशन मॉडलिंग' शब्द पहली बार 2012 में पीटर ई.डी. द्वारा विधिी सूची में प्रकाशित किया गया था। लव और जिंगयांग झोउ। सूची ने यह प्रदर्शित करने के लिए अनुभवजन्य साक्ष्य प्रस्तुत किए कि सिम के उपयोग से संभावित रूप से उत्पादकता में सुधार हो सकता है और ईआईसीएस दस्तावेज़ तैयार करने की निवेश कम हो सकती है। अनुसंधान ने लौह अयस्क स्टेकर कन्वेयर प्रणाली के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग चित्रों के समूह की जांच की; रेखाचित्रों से पहचानी गई त्रुटियों और चूकों को वर्गीकृत और परिमाणित किया गया है। सूची ने निष्कर्ष निकाला कि इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग डिज़ाइन तैयार करने के लिए पारंपरिक कंप्यूटर एडेड डिजाइन|कंप्यूटर-एडेड-डिज़ाइन (सीएडी) विधियों का उपयोग अप्रभावी, अक्षम और महंगा है।

2013 के पश्चात् से, अनेक विद्वान शोध पत्र प्रकाशित हुए हैं, जिन्होंने विभिन्न परियोजनाओं (उदाहरण के लिए, लौह अयस्क प्रसंस्करण संयंत्र, फ्लोटिंग उत्पादन भंडारण और ऑफलोडिंग सुरक्षा) में ईआईसीएस को डिजाइन और दस्तावेज करने के लिए सीएडी के अतिरिक्त सिम का उपयोग करने की प्रभावशीलता और दक्षता का प्रदर्शन किया है। नियंत्रण प्रणाली, तांबा गलाने का संयंत्र, तेल शोधशाला, और भूतापीय बिजली)।

परिभाषा
सिस्टम सूचना मॉडलिंग को समष्टि कनेक्टेड सिस्टम को डिजिटल रूप से मॉडलिंग करने की प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। सिस्टम सूचना मॉडल सिस्टम का साझा सूचना संसाधन है जो उसके सिस्टम विकास जीवन चक्र | जीवन-चक्र के समय ज्ञान का विश्वसनीय आधार बनाता है।

पूरे जीवन-चक्र में
प्रोजेक्ट की सभी जानकारी वाली सिम को प्रोजेक्ट के पूरे जीवन-चक्र के समय क्रियान्वित किया जा सकता है।

डिज़ाइन
सिम का उपयोग करते समय इंजीनियरिंग डिज़ाइन और दस्तावेज़ीकरण साथ किया जा सकता है। जैसे-जैसे EICS का डिज़ाइन आगे बढ़ता है, सिम बनाया जा सकता है। श्रमजीवी धोड़ा और मॉडेलर की अब आवश्यकता नहीं है। जब कनेक्टेड सिस्टम के डिज़ाइन पर सिम लगाया जाता है, तब सभी भौतिक उपकरण और बनाए जाने वाले संबंधित कनेक्शन को संबंध का डेटाबेस में मॉडल किया जा सकता है। घटकों को 'प्रकार' और 'स्थान' विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। 'प्रकार' विशेषता का उपयोग उपकरण की कार्यक्षमता को परिभाषित करने के लिए किया जाता है। 'स्थान' विशेषता का उपयोग उपकरण की भौतिक स्थिति का वर्णन करने के लिए किया जाता है। उपकरणों के मध्य कनेक्शन को 'कनेक्टर' के रूप में मॉडल किया गया है। डिज़ाइन को सुविधाजनक बनाने के लिए, डिवाइस मॉड्यूल, विनिर्देशों और विक्रेता मैनुअल जैसी विशेषताओं को प्रत्येक व्यक्तिगत ऑब्जेक्ट को सौंपा और संलग्न किया जा सकता है।

जब डिज़ाइन प्रक्रिया पूरी हो जाती है, तब मॉडल की केवल पढ़ने योग्य प्रतिलिपि बनाई जाती है, निर्यात की जाती है और अन्य प्रोजेक्ट टीम के सदस्यों को उपलब्ध कराई जाती है। उपयोगकर्ता अपने संबंधित प्राधिकरण स्तरों के संबंध में सिम के अंदर डिज़ाइन की सभी या आंशिक जानकारी तक पहुंच सकते हैं। निजी उपयोगकर्ता डेटा स्थापित किया जा सकता है और मॉडल से जोड़ा जा सकता है।

खरीद और निर्माण
जब डिज़ाइन को निर्माण के लिए मंजूरी दे दी जाती है, तब सिम, जो डिज़ाइन का डिजिटल अहसास है, खरीद टीम और निर्माण ठेकेदारों जैसे विभिन्न पक्षों को जारी किया जा सकता है। सूचना प्रबंधन को डिजिटल रूप से प्राप्त किया जा सकता है और कागजी चित्रों की भूमिका समाप्त हो जाती है। सिम में प्रत्येक व्यक्तिगत वस्तु के लिए खरीद योजना और निर्माण कार्यक्रम बनाया जा सकता है। निर्माण गतिविधियों को परिभाषित भार कारकों के साथ वस्तुओं या कार्य-पैक को सौंपा जा सकता है। यह प्रबंधकों को व्यक्तिगत वस्तु स्तर तक विस्तृत खरीद और निर्माण की प्रगति को ट्रैक करने और सूचित निर्णय लेने में सक्षम बनाता है।

परिसंपत्ति प्रबंधन
सिम परिसंपत्ति प्रबंधकों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, क्योंकि यह जानकारी को एकल डिजिटल मॉडल में संग्रहीत करने में सक्षम बनाता है। पारंपरिक सीएडी-आधारित वातावरण में कागज के चित्र सामान्यतः संपत्ति के मालिक को विधिी ड्राइंग | 'एज़ बिल्ट' चित्र के रूप में सौंपे जाते हैं, जो सिद्धांत रूप में, किसी परियोजना के प्रत्येक सिस्टम, घटक और कनेक्शन के वास्तविक निर्माण को दर्शाते हैं। यदि कोई परिसंपत्ति प्रबंधक परिसंपत्ति के किसी हिस्से का रखरखाव, मरम्मत या उन्नयन करना चाहता है, तब 'जैसा निर्मित' चित्र का उपयोग करने की आवश्यकता है। यद्यपि, चित्रों की श्रृंखला में उपस्तिथ जानकारी को पुनर्प्राप्त करना कठिन और समय लेने वाला कार्य है। चित्रों में उपस्तिथ कोई भी त्रुटि या चूक संभावित रूप से डिज़ाइन की व्याख्या में बाधा उत्पन्न करेगी।

जब इंजीनियरिंग सिम का उपयोग करके की जाती है तब इसे डिजिटल प्रारूप में संग्रहीत किया जा सकता है जिससे 1: 1 मानचित्रण की जाती है। परीक्षण, अंशांकन, निरीक्षण, मरम्मत, साधारण परिवर्तन और भिन्नाव जैसे संचालन को सिम के अंदर परिभाषित और निर्धारित किया जा सकता है। मालिकों की परिसंपत्ति प्रबंधन रणनीति का अनुपालन करने के लिए सिम डेटा को आसानी से निर्यात किया जा सकता है और अन्य तृतीय पक्ष परिसंपत्ति प्रबंधन अनुप्रयोगों में इनपुट किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, सिम प्रशिक्षण उपकरण के रूप में कार्य कर सकता है, जिसका उपयोग ऑपरेटरों को डिज़ाइन से परिचित होने में सहायता के लिए नियमित रूप से किया जा सकता है।

सॉफ्टवेयर
I&E Systems Pty Ltd द्वारा सिस्टम इंफॉर्मेशन मॉडलिंग (SIM) की अवधारणा के आधार पर वाणिज्यिक स्वामित्व सॉफ्टवेयर पैकेज, डिजिटल एसमूह डिलीवरी (DAD) विकसित किया गया है।

डीएडी का प्रारंभिक संस्करण 1997 में जारी किया गया था जो मुख्य रूप से मॉडलिंग टूल था जिसका उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग सिस्टम को डिजाइन और दस्तावेज करने के लिए किया जाता था। इसके जन्म के पश्चात् से, डीएडी का परीक्षण किया गया है और इसे अनेक परियोजनाओं पर क्रियान्वित किया गया है, जिनमें ग्रीनफील्ड और ब्राउनफील्ड, बिजली, नियंत्रण और आईसीटी सिस्टम सम्मिलित हैं, किन्तु यह इन्हीं तक सीमित नहीं हैं। समष्टि और तेजी से बदलती ईआईसीएस परियोजनाओं को पूरा करने के लिए डीएडी सॉफ्टवेयर का लगातार रखरखाव और उन्नयन किया गया है। DAD की नवीनतम रिलीज़ संस्करण 13 है। डीएडी आज की प्रणालियों की समष्टिताओं को पकड़ने के लिए अनेक सुविधाएं प्रदान करता है जिनमें सम्मिलित हैं: परतें (उदाहरण के लिए असेंबली (भौतिक): इसे कैसे बनाया जाता है?, नियंत्रण (कार्यात्मक): यह कैसे काम करता है? आदि), संबंध - विभिन्न परतों पर घटकों के मध्य संबंध, समूह - सामान्य सुविधाओं वाले घटक और कनेक्टर। डीएडी अपने साझेदार एप्लिकेशन एक्टिविटी एक्सचेंज के साथ मिलकर काम करता है जो उपयोगकर्ताओं को किसी भी प्रोजेक्ट पर किए जाने वाले कार्य को परिभाषित करने, व्यवस्थित करने, ट्रैक करने और विनिमय करने की अनुमति देने के लिए डिजिटल मॉडल की शक्ति का निर्माण करता है। बार पूरा होने पर, कार्य के प्रत्येक विशिष्ट रिकॉर्ड को भविष्य के संदर्भ और ऐतिहासिक निरंतरता के लिए डिजिटल मॉडल में जोड़ा जा सकता है। एक्टिविटी एक्सचेंज डिजाइन समीक्षा, खरीद, निर्माण, कमीशनिंग और अंत में रखरखाव सहित सिस्टम घटकों के साथ सभी मानव इंटरैक्शन के वास्तविक समय वर्कफ़्लो का प्रबंधन करता है।

अंतर्राष्ट्रीय विकास
सिम की अवधारणा को अनेक अंतरराष्ट्रीय परियोजनाओं में क्रियान्वित और सत्यापित किया गया है।

ऑस्ट्रेलिया
सिम प्रौद्योगिकी से लाभान्वित होने वाले विभिन्न उद्योग क्षेत्रों में अनेक ऑस्ट्रेलियाई-आधारित संगठन हैं। कुछ उदाहरण:

पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में स्थित फोर्टेस्क्यू मेटल्स ग्रुप (एफएमजी) ने 2010 से निर्मित अपनी सभी परियोजनाओं के लिए सिम को अपनाया है। इन परियोजनाओं में बड़े पैमाने पर फोर्टेस्क्यू मेटल्स ग्रुप, उनकी निर्यात बंदरगाह सुविधा का विस्तार और नॉर्थ स्टार मैग्नेटाइट परियोजना सम्मिलित है। एफएमजी स्वीकार करता है कि इन परियोजनाओं पर सिम का उपयोग करने से बड़ी बचत और अधिक कुशल परियोजना निष्पादन हुआ और यह इन सुविधाओं के संचालन के लिए लाभ प्रदान करना जारी रखता है।

ऑप्टिकॉम बड़े प्रकाशित तंतु संचार नेटवर्क का निर्माण, स्वामित्व और संचालन करता है जो हजारों आवासीय और वाणिज्यिक संपत्तियों को जोड़ता है। उनका नेटवर्क पूरी तरह से सिम का उपयोग करके तैयार किया गया है और उनकी सभी निर्माण और संचालन गतिविधियां उनके सिम आधारित सूचना मॉडल की जानकारी पर आधारित हैं।

2016 में, पर्थ हवाई अड्डे ने सिम को अपनाया और उन्होंने अपने बिजली वितरण नेटवर्क को इस विधि का उपयोग करके तैयार किया। उनके सिम में विद्युत घटक और केबल ऑब्जेक्ट उनके भौगोलिक सूचना प्रणाली (जीआईएस) में ऑब्जेक्ट से जुड़े हुए हैं। यह निर्बाध रूप से उनके सभी विद्युत प्रणाली घटकों और केबलों के बारे में संपूर्ण सिस्टम विधिी और भौगोलिक जानकारी प्रदान करता है। पर्थ हवाई अड्डे की योजना अपने अन्य जुड़े सिस्टम जैसे रनवे लाइटिंग सिस्टम और संचार नेटवर्क में सिम के उपयोग का विस्तार करने की है।

चीन
सिम को 2014 में चीन के वुहान मेट्रो स्टेशनों की विद्युत और संचार प्रणालियों के मॉडल और प्रबंधन के लिए क्रियान्वित किया गया है। 2016 में, वुहान इंटरनेशनल एक्सपो सेंटर के वितरित नियंत्रण प्रणाली (डीसीएस) को डिजिटल बनाने के लिए सिम मॉडल बनाया गया था। 2014 के पश्चात् से, हुआज़होंग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के बीआईएम केंद्र द्वारा सिम एप्लिकेशन, सिम को बीआईएम से जोड़ना और सिम को इंजीनियरिंग सूचना मॉडलिंग (ईआईएम) से जोड़ना सहित अनेक शोध परियोजनाएं प्रारंभ की गई हैं।

सऊदी अरब
2015 में, सऊदी अरब में बहुत बड़ी नई तेल रिफाइनरी परियोजना पर इलेक्ट्रिकल और इंस्ट्रूमेंटेशन सिस्टम को मॉडल करने के लिए बड़ी जापानी इंजीनियरिंग और निर्माण कंपनी द्वारा सिम क्रियान्वित किया गया था। सिम का उपयोग खरीद और निर्माण पोर्टल के माध्यम से सभी खरीद और निर्माण गतिविधियों के प्रबंधन के लिए आधार के रूप में किया गया था।

यूरोप
2018 में, आयरलैंड में बड़ी लॉजिस्टिक्स कंपनी द्वारा महत्वपूर्ण हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर रिफ्रेश से पहले अपने संपूर्ण आईसीटी इंफ्रास्ट्रक्चर को मॉडल करने के लिए सिम क्रियान्वित किया गया था। सिम का उपयोग संगठन की उच्च स्तरीय व्यावसायिक प्रक्रियाओं को संगठन द्वारा प्रत्येक सिस्टम में रखे गए विशिष्ट और व्यक्तिगत रिकॉर्ड तक मैप करने के लिए किया गया था, जो नए ईआरपी में माइग्रेशन सफलता सुनिश्चित करने के साथ-साथ जीडीपीआर आवश्यकताओं पर अनुपालन और आश्वासन प्रदान करता था। संगठन की प्रौद्योगिकियों को उन्नत करने के लिए आवश्यक चल रही परियोजना गतिविधियों को सुविधाजनक बनाने के लिए सिम का उपयोग कॉन्फ़िगरेशन प्रबंधन डेटाबेस (सीएमडीबी) के रूप में किया गया था और यह उनके आईटी संचालन का अंतर्निहित हिस्सा बन जाएगा।

सिम और बीआईएम
सिस्टम सूचना मॉडलिंग बिल्डिंग सूचना मॉडलिंग से भिन्न है, चूंकि दोनों ज्ञान और जानकारी साझा करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। बीआईएम की प्रक्रिया को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

बिल्डिंग सूचना मॉडलिंग (बीआईएम) किसी सुविधा की भौतिक और कार्यात्मक विशेषताओं का डिजिटल प्रतिनिधित्व है। बीआईएम किसी सुविधा के बारे में जानकारी के लिए साझा ज्ञान संसाधन है जो उसके जीवन-चक्र के समय निर्णयों के लिए विश्वसनीय आधार बनाता है; आरंभिक गर्भाधान से विध्वंस तक विद्यमान के रूप में परिभाषित किया गया है।

सिम BIM के समान है; विद्युत नियंत्रण, बिजली और संचार जैसे समष्टि जुड़े सिस्टमों के मॉडलिंग की प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करने के लिए 'बिल्डिंग' को 'सिस्टम' से बदल दिया गया है, जिसमें ज्यामिति नहीं है। अनिवार्य रूप से, सिम समष्टि कनेक्टेड सिस्टम को मॉडल करने के लिए अनुशासन विशिष्ट परिप्रेक्ष्य लेता है, किन्तु सत्य का एकल स्रोत बनने पर इसे बिल्डिंग सूचना मॉडल के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

कनेक्टेड सिस्टम के डिज़ाइन का दस्तावेज़ीकरण करने का पारंपरिक प्रणाली 2डी चित्रों का उपयोग करना है जो ड्राफ्ट्समैन द्वारा बनाए जाते हैं और इसमें विभिन्न दृश्य सम्मिलित होते हैं जिन्हें एकीकृत डिज़ाइन बनाने के लिए संयुक्त रूप से उपयोग किया जाना चाहिए। चूंकि चित्र मैन्युअल रूप से बनाए जाते हैं और घटक की जानकारी को अनेक भिन्न-भिन्न चित्रों पर दर्शाया जा सकता है, इसलिए त्रुटियों, चूक, संघर्ष और दोहराव को मूर्त रूप देने की प्रवृत्ति अधिक बढ़ जाती है। 1970 के दशक के मध्य से, पारंपरिक मैन्युअल रूप से तैयार किए गए चित्रों को कंप्यूटर सहायता प्राप्त डिजिटल चित्रों के साथ बदलने का चलन रहा है। यद्यपि सीएडी की प्रारंभ के पश्चात् से चित्र बनाने की दक्षता में सुधार हुआ है, किन्तु 'डिजिटल' इंजीनियरिंग के उद्भव के अतिरिक्त कागज आधारित दस्तावेज़ीकरण के उत्पादन पर निर्भरता बनी हुई है। सिम की शुरूआत के साथ, उत्पादकता लाभ प्राप्त किया जा सकता है, विशेष रूप से ईआईसीएस के लिए परिसंपत्तियों के संचालन और रखरखाव के समय।

सिम ईआईसीएस, बिजली और संचार प्रणालियों तक ही सीमित नहीं है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार की कनेक्टेड प्रणालियों जैसे नेटवर्क टोपोलॉजी, कारण लूप और लोगों और संगठनों के मध्य इंटरैक्शन को मॉडल करने के लिए किया जा सकता है। सिम का अनुप्रयोग सीमा बीआईएम के लिए परिभाषित 'भौतिक सुविधा' से परे है, जो सिम को कनेक्टेड सिस्टम के भौतिक और आभासी दोनों नेटवर्क के मॉडल पर क्रियान्वित करने में सक्षम बनाता है।

विस्तारित अनुप्रयोग
स्थानिक जानकारी के प्रबंधन में सहायता के लिए सिम को भौगोलिक सूचना प्रणाली से जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, निर्देशांक द्वारा निर्दिष्ट घटकों वाले सिम मॉडल को घटकों के वास्तविक भौतिक स्थान दिखाने के लिए Google Earth से जोड़ा जा सकता है। स्थानिक समर्थन प्राप्त करने और तीसरे पक्ष को विस्तृत सिस्टम डेटा प्रदान करने के लिए, नेविसवर्क्स जैसे एप्लिकेशन का उपयोग करके सिम को तीसरे पक्ष के 3डी मॉडल से भी जोड़ा जा सकता है। सिम और छवि-आधारित मॉडलिंग और रेंडरिंग, गूगल मानचित्र, आभासी वास्तविकता, संवर्धित वास्तविकता, क्यू आर संहिता और रेडियो-आवृत्ति पहचान जैसी विभिन्न विधिों के मध्य अंतरसंचालनीयता प्राप्त की जा सकती है।

यह भी देखें

 * सूचना मॉडल
 * निर्माण की जानकारी की मॉडलिंग
 * सिस्टम इंजीनियरिंग
 * प्रणाली की रूपरेखा