Engenharia reversa baseada em modelos para aplicações de simulação, controle e operação de plantas na indústria petroquímica

Abstract

A indústria petroquímica está se tornando cada vez mais complexa e, como resultado, diferentes plataformas de software são utilizadas para auxiliar no projeto de sistemas. Geralmente, ocorre que o mesmo componente da planta física é remodelado em diferentes plataformas de software, de forma que o reaproveitamento destes modelos se torna difícil, compromete a interoperabilidade do sistema e gera a necessidade de retrabalho nos projetos. Para sistemas legados nas indústrias petroquímicas a reutilização de códigos demanda um esforço muito grande na reengenharia dos projetos tornando o processo de desenvolvimento mais difícil de manusear para fins de operação, controle, operação e supervisão. Trabalhos anteriores propuseram a infraestrutura denominada Model-Driven Engineering for Petrochemical Industry Automation (M4PIA), que permite representar plantas industriais através de modelos diferenciados, compatíveis e orientados a objetos. O M4PIA é composto por três metamodelos em dois níveis de abstração (independente e dependente de plataforma). Por meio de transformações de modelos, a infraestrutura oferece suporte à geração automática de código de um modelo de abstração de alto nível para plataformas de software específicas. O presente trabalho propõe a integração de uma engenharia reversa baseada em modelos na infraestrutura M4PIA de forma que a partir uma modelagem de sistemas legados desenvolvidas no mais baixo nível, neste caso, no código-fonte seja possível, através das transformações Text-to-Model - Texto para Modelo (T2M) e Model-to-Model - Modelo para Modelo (M2M) obter um modelo de mais alto nível de abstração. A infraestrutura M4PIA tem suporte para duas plataformas de domínio muito utilizadas na indústria petroquímica. As plataformas Módulo de Procedimentos Automatizados (MPA), para aplicações de operação, automação e controle de processos industriais; e o Environment for Modeling, Simulation and Optimization (EMSO), para simulação de processos petroquímicos. Foi realizada uma revisão das tecnologias utilizadas para desenvolvimento da proposta e uma revisão na literatura de trabalhos científicos relacionados. Uma prova conceito envolvendo a modelagem no nível mais baixo de abstração em ambos os sistemas, MPA e EMSO, para um sistema de compressão de gás de uma plataforma de produção petroquímica é apresenta em quatro cenários distintos abrangendo todas as possibilidades de transformações possíveis dentro da infraestrutura, visando ilustrar a solução, bem como realizar uma análise empírica buscando encontrar pontos de desacordo nas transformações. A solução apresentou-se adequada para a realização de engenharia reversa possibilitando e maior facilidade para reengenharia de sistemas legados na indústria petroquímica.

Abstract: The petrochemical industry is becoming increasingly complex and, as a result, different software platforms are used to aid in system design. Generally, it happens that the same component of the physical plant is remodelled in different software platforms, so that the reuse of these models becomes difficult, compromising the system?s interoperability and generating the need for rework in the projects. For legacy systems in the petrochemical industries, code reuse demands a lot of effort in reengineering projects, making the development process more difficult to handle for operation, control, operation and supervision purposes. Previous works proposed the infrastructure called Model-Driven Engineering for Petrochemical Industry Automation (M4PIA), which allows representing industrial plants through differentiated, compatible and object-oriented models. The M4PIA is composed of three metamodels at two levels of abstraction (independent and platform dependent). Through model transformations, the infrastructure supports automatic code generation from a high-level abstraction model for specific software platforms. The present work proposes the integration of a model-based reverse engineering in the M4PIA infrastructure so that from a modelling of legacy systems developed at the lowest level, in this case, in the source code, it is possible, through Text-to-Model transformations. Text to Model (T2M) and Model to Model (M2M) obtain a model with a higher level of abstraction. The M4PIA infrastructure supports two domain platforms widely used in the petrochemical industry. The Automated Procedures Module (MPA) platforms, for industrial process operation, automation and control applications; and EMSO, for simulating petrochemical processes. A review of the technologies used to develop the proposal and a literature review of related scientific works was carried out. A proof-of-concept involving modelling at the lowest level of abstraction in both systems, MPA and EMSO, for a compression system of a petrochemical production platform is presented in four distinct scenarios covering all possible transformation possibilities within the infrastructure in order to illustrate the use of the solution, as well as performing an empirical analysis seeking to find points of disagreement in the transformations. The solution proved to be suitable for performing reverse engineering, enabling reuse and greater ease in reengineering legacy systems in the petrochemical industry.