CC BY
123
Алмаметов В. Б.
Пензенский государственный университет
ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САПР НА ОСНОВЕ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Информационные технологии являются мощным средством повышения экономической эффективности деятельности предприятия. Однако их внедрение и эксплуатация требуют значительных финансовых затрат, что в значительной мере уменьшает эффект от их использования. Особенно это актуально для современных средств автоматизированного проектирования в области машиностроения, приборостроения и электроники.
Наибольший удельный вес в структуре затрат на приобретение и поддержание в актуальном состоя-ниисредств автоматизации процессов проектирования промышленного предприятиясоставляет закупка и обновление оборудования для поддержки САПР, а также лицензий на все используемое программное обеспечение, независимо от режима его использования. При этом многие узкоспециализированные модули, например фотореалистический рендеринг и расчеты кинематики, нужны лишь время от времени, но сегодня нельзя платить за них по факту использования. Еще хуже обстоит дело, если разработка представляет из себя разовый проект, под который приходится закупать постоянные лицензии и высокопроизводительное оборудование и нельзя приобрести лицензию на программные средства только на время выполнения проекта. Ситуация осложняется тем, что обычно лицензионное соглашение не позволяет перепродавать программное обеспечение третьей стороне.
Современный рынок САПР имеет еще одно слабое место — большинство популярных систем поддерживают только платформы Windows. На мировом рынке наметилась тенденция к появлению Linux-версий САПР, наприме, Bricscad компании Bricsys или ARES от Graebert, но в России они не представлены по причине отсутствия локализации и адаптации под местные стандарты. Имеются, правда, примеры решений по запуску приложений автоматизированного проектирования для Windows на Unix-системах (WINE@Etersoft CAD российской компании Etersoft), однако здесь речь идет о дополнительном буфере, а не о полноценной САПР на альтернативной платформе [1].
Немаловажным также является вопрос о возможностях продвижения современных решений в области САПР с точки зрения мобильности инженерного персонала. Сегодня сотрудники все больше времени проводят в командировках, демонстрируя решения заказчикам. Приэтом необходимое им программное обес-печние должно быть доступно на любом имеющемся под рукой оборудовании. С этими задачами сегодня сталкиваются многие предприятия, использующие САПР.
Подобные проблемы актуальны не только для области автоматизированного проектирования. Они характерны практически для всех задач, решаемых в области информатизации деятельности предприятия.
Концептуальным решением данных проблем является активно развиваемые в настоящее так называемые «облачные» технологии.
Облачные вычисления— это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (напримерсетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам — как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и ликвидированы с минимальными эксплуатационными затратами.
Национальным институтом стандартов и технологий США зафиксированы следующие обязательные характеристики облачных вычислений:
Самообслуживание по требованию - потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг;
Универсальный доступ по сети - услуги доступны потребителям по сети передачи данных вне зависимости от используемого терминального устройства;
Объединение ресурсов - поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями в условиях постоянного изменения спроса на мощности; при этом потребители контролируют только основные параметры услуги (например, объём данных, скорость доступа), но фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик;
Эластичность - услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, как правило, в автоматическом режиме;
Учёт потребления - поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы на определённом уровне абстракции (например, объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций), и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг.
С точки зрения поставщика, благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру потребления со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют экономить на масштабах, используя меньшие аппаратные ресурсы, чем требовались бы при выделенных аппаратных мощностях для каждого потребителя, а за счёт автоматизации процедур модификации выделения ресурсов существенно снижаются затраты на абонентское обслуживание.
В настоящее время наиболее востребованной и распространенной для пользователей является облачная модель обслуживания типа SaaS (Software-as-a-Service - программное обеспечение как услуга) — модель, в которой потребителю предоставляется возможность использования прикладного программного обеспечения провайдера, работающего в облачной инфраструктуре и доступного из различных клиентских устройств или посредством тонкого клиента, например, из браузера или интерфейса программы. Контроль и управление основной физической и виртуальной инфраструктурой облака в том числе сети, серверов, операционных систем, хранения, или даже индивидуальных возможностей приложения (за исключением ограниченного набора пользовательских настроек конфигурации приложения) осуществляется облачным провайдером.
Также существуют модели обслуживания «Платформа как услуга» и «Инфраструктура как услуга».
Модель обслуживания типа PaaS (Platform-as-a-Service - платформа как услуга) — модель, когда потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для размещения базового программного обеспечения для последующего размещения на нём новых или существующих приложений .
Модель обслуживания типа IaaS (Infrastructure-as-a-Service - инфраструктура как услуга) - мо-
дель, когда потребителю предоставляется возможность использования облачной инфраструктуры для самостоятельного управления ресурсами обработки, хранения, сетей и другими фундаментальными вычислительными ресурсами, например потребитель может устанавливать и запускать произвольное программное обеспечение, которое может включать в себя операционные системы, платформенное и прикладное программное обеспечение.
Учитывая структуру российской промышленности с большой долей предприятий обороннопромышленного комплекса, логично предположить, что наибольшую популярность получат частные облака для размещения в них САПР. Под частным облаком понимается инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации), возможно также клиентами и подрядчиками данной организации.
Недоверие к внешним провайдерам, вопросы безопасности и надежности пока будут превалировать при принятии решений. С точки зрения функционирования инженерного подразделения разницы при работе в частном или публичном облаке нет, поэтому не имеет смысла акцентировать внимание на типе облака — без учета менталитета пользователей их преимущества аналогичны для обоих типов.
Основными преимуществами работы с облачными сервисами являются следующие:
Отсутствие необходимости установки ПО на клиентских местах.
Все, что необходимо для работы, - это доступ в Интернет. При обновлении версии САПР не надо
переустанавливать ПОна стороне клиента и соответственно оплачивать обновления, причем все модернизации будут выполнены в день их выхода. Сегодня процесс переустановки сотен лицензий САПР проходит весьма болезненно, растягивается во времени и создает неудобства из-за необходимости работы с разными версиями ПО. Облака избавляют от этой проблемы, причем если облако публичное, то вообще исчезает необходимость содержать в штате компании специалиста по поддержке САПР.
Производительность.
Сама САПР в облачной модели работает на удаленном сервере, а значит, больше не нужно наращивать мощности клиента и уже установленное оборудование может дольше выполнять свои функции. Работа даже с «тяжелыми», графическими приложениями становится возможной практически с любого устройства, независимо от его характеристик: сложные вычисления и рендеринг выполняются на сервере, а
на компьютер пользователя передается лишь слайд-шоу, обработка которого не составляет труда для любой видеоподсистемы.
Независимость от ОС на клиентских рабочих местах.
При работе в облаке сотрудники на своих рабочих местах могут использовать Windows, Linux, Mac OS, WindowsMobile, iOS или Android. Потенциально облака могут стимулировать Linux-сообщество, инициировав новый виток конкуренции среди ОС, например, благодаря появлению облачных операционных систем.
Мобильность.
При работе с облаком сотрудник уже не привязан к офису и конкретному компьютеру, необходимые файлы и каталоги размещаются централизованно, что упорядочивает процесс выполнения проекта.
Защищенность.
Доступ к приложениям в облаке осуществляется по защищенным каналам, а данные на сервере, как правило, защищены более надежно, чем на персональном компьютере сотрудника.
Все рассуждения, касающиеся области автоматизированного проектирования ЭС также справедливы для области ERP и связанных с ними информационных технологий.
Индустрия САПР достаточно консервативна и вряд ли быстро перейдет к облачной модели, однако все ведущие производители решений САПР в той или иной степени уже работают над собственными облачными проектами.
Компания Siemens PLM Software адаптирует свое решение по управлению качеством Tecnomatix DPV Quality для платформы Azure с целью обеспечения поддержки замкнутого цикла процессов управления и анализа. Система выполняет сбор, управление и анализ результатов работы производства в режиме реального времени. Перенос ее в облако позволит заказчикам сократить расходы на поддержку собственной инфраструктуры. Компания также продемонстрировала работу своей флагманской САПР NX на AppleiPad и объявила о совместных с Microsoft планах по созданию среды разработки изделий на платформе Azure и инструментов просмотра данных в формате JT.
Компания Autodesk через исследовательское подразделение AutodeskLabs предоставила открытый тестовый доступ ко множеству своих приложений, способных работать в облаках. Всего таких приложений пока 16, в их числе ProjectButterfly - среда для просмотра и рецензирования проектов онлайн, ProjectNeon - облачный фотореалистичный рендеринг, InventorOptimization - оптимизация проектов, ProjectTwitch - предоставление через Интернет рабочих сессий AutoCAD, Revit и Inventor. Фактически Twitch — это полноценная САПР в облаке, и, если проект будет признан успешным, то компании не составит труда предоставить к нему и коммерческий доступ. В России похожий проект (AutoCADonline) был запущен вместе с компанией Softkey, однако вскоре был закрыт.
Активно движется в направлении облаков и компания DassaultSystemes. В 2010 году широкой общественности был показан прототип нового поколения САПР Solidworks, работающий из облака на компьютере под управлением Mac OS. В 2011 году в компании подтвердили, что следующее поколение системы действительно будет во многом ориентировано на работу в облаке, заметив, что и настольные версии будут существовать, пока на них сохранится рыночный спрос. Другой продукт компании, ENOVIA, -основа коллективной PLM — также явно движется в сторону облачного сервиса. На базе ENOVIA создаются облачные средства коллективной разработки, а также входящие в PLM-решение Dassault инструменты инженерного анализа, работающие через сеть.
Компания АСКОН предлагает заказчикам систему КОМПАС-BD по облачной модели с помесячной оплатой. Заказчики могут получить доступ к системе с любых устройств к публичному облаку, на котором размещены различные конфигурации САПР. Сервис-провайдером выступила российская компания Cloud IT, предоставившая свой центр обработки данных. Проект стал развитием существующего с 2008 года проекта CAD-Online, который до осени 2010 года работал в деморежиме.
Выходят на этот рынок и новые игроки. Английская компания ieDezine запустила глобальный проект Web-сервис DezineForce для облачной обработки данных — заказчики могут арендовать средства CAE-анализа (ANSYS, MSC.Software и LS-DYNA) и запускать их на высокопроизводительном кластере. Услуги продаются на основе годовой подписки с включенным количеством часов работы сервиса.
Главная проблема перехода к облачной модели — сложившееся предубеждение. Многим, к примеру, кажется, что данные в облаке обязательно украдут либо конкуренты, либо недобросовестный провайдер с целью перепродажи их заинтересованным сторонам. И хотя украсть данные с рабочего компьютера сотрудника сегодня проще, чем из облака, боязнь передачи своих данных на сторону будет еще долго сдерживать развитие САПР в сторону облаков. Решить эту проблему могут только положительные примеры перехода на облачные технологии. Например, сегодня мало кто задумывается о безопасности публичных почтовых сервисов, да и деньги большинство граждан страны уже предпочитает хранить в публичных банках, а не дома.
Следующая проблема, актуальная для отечественного пользователя решений САПР, — отсутствие повсеместного качественного доступа к Сети. Развитие облаков сдерживается из-за медленного проникновения широкополосного доступа и существующих сегодня на многих предприятиях запретов на исполь-
зование Интернет. Однако, даже если будет обеспечен быстрой доступ к Сети, не исключен риск остаться без рабочего инструмента и данных, как сегодня имеется риск остаться без электричества.
Проблема обеспечения надежной работы с конфиденциальными данными может быть решена в частных облаках, для их построения даже для предприятий оборонно-промышленного комплекса имеются сертифицированные по безопасности операционные системы, которые можно установить на рабочих местах (например, AltLinux 4.0), САПР (КОМПАС-3Б V11) и системы виртуализации (CitrixXenApp 4.5).
В целом технических проблем работы с частными облаками нет, однако остается вопрос экономической целесообразности переноса САПР в облака. Если на предприятии имеется работоспособный парк современной техники, закуплены постоянные лицензии наПО, то разрушать инфраструктуру бессмысленно. Момент расширения бизнеса, преодоления критической точки износа компьютерного парка или перехода на новое ПО - это самое лучшее время задуматься о переносе САПР в облака.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зыков О. САПР в облаках. - Открытые системы. СУБД, № 2, 2011. -
http://www.osp.ru/os/2011/02/13007702/.
