Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

"Харьковский политехнический институт"

Кафедра иностранных языков

Реферат

Облачное промышленное производство

Харьков 2013

Содержание

1. Предпосылки возникновения новой концепции

2. Структура и функции облачного производства

3. Проблемы и перспективы развития

Выводы

Список источников информации

1. Предпосылки возникновения новой концепции

Отрицательное влияние мирового экономического кризиса заставило всех промышленников задуматься об эффективности труда и экономичности производства. Техническое сообщество активно обсуждает проблему гибких и переналаживаемых высокопродуктивных систем. В то же время распространяются тенденции бережливого производства (Lean Production) и растет давление экономической нестабильности. С другой стороны, технологический прогресс не стоит на месте, и современная производственная система представляет собой сложный комплекс машин и электронных устройств с высокой степенью автоматизации и интеграции информационных технологий. Цех или производственный участок автоматизированного оборудования с числовым программным управлением, объединенный единой транспортной системой и АСУ сегодня уже никого не удивит. Актуальным становится вопрос боле глубокой интеграции информационных технологий в производственный процесс.

Одним из самых ярких последних достижений информационных технологий по праву считаются "облачные" вычисления. Облачные технологии изменили принцип ведения бизнеса и управления предприятием за счет предоставления динамически масштабируемых и виртуализируемых вычислительных ресурсов через Интернет. Эта модель создает совершенно новые возможности для предприятий. Технология облачных вычислений в настоящий момент представляется ключевым инструментом развития машиностроения; она может изменить традиционную модель организации производства и служить основой для интеллектуальных внутризаводских компьютерных сетей.

Развивается два подхода к адаптации облачных технологий на производстве: непосредственное внедрение облачных вычислений в информационную инфраструктуру предприятия, а также создание "облачного производства".

Чем же так называемые "облака" заслужили столь пристальное внимание? Прежде всего, это концепция предоставления требуемых вычислительных ресурсов в нужное время в нужном месте с высокой степенью надежности и масштабируемости. Ключевые понятия облачных вычислений - это "что угодно как услуга" (Everything as a Service, XaaS), куда входят "программное обеспечение как услуга" (SaaS), "платформа как услуга" (PaaS) и "инфраструктура как услуга" (IaaS) [1, с. 75].

Преимущества этих услуг (сервисов) - на лицо: вычислительные ресурсы любой мощности, масштабов и возможностей пользователь может получить в желаемый момент времени в рамках модели повременной оплаты без необходимости покупки, установки и обслуживания дорогостоящего оборудования, найма дополнительных специалистов и т.д. Любую вычислительную задачу теперь представляется возможным решить в "облаках", достаточно иметь под рукой PC, Mac или портативный компьютер и доступ к сети Интернет.

Шифрование, резервное копирование, обеспечение бесперебойного доступа, надежность оборудования и прочие технические проблемы теперь ложатся на плечи поставщика (провайдера) облачных услуг. Тем самым снижается финансовый порог выхода на рынок для мелких предприятий, обеспечивается простота совместной работы над проектами и снижается общая трудоёмкость работ, требующих большого количества вычислений.

Мимо такого набора преимуществ пройти было просто невозможно. Соответственно, многие инженеры взялись за внедрение облачных технологий в производство.

Сначала были реализованы принципы облачных вычислений в специализированном программном обеспечении - системы CAD, CAM, CAE, PDM получили исполнения в виде SaaS и PaaS. После чего встал вопрос: если мы можем предоставлять "в аренду" свои сервера и программы, почему бы не сделать то же самое с производственным оборудованием?

Так возникает концепция облачного производства.

2. Структура и функции облачного производства

Облачное производство - это новая междисциплинарная область, задействовавшая такие технологии и концепции, как сетевое производство, производственные сети (MGrid), виртуальное производство, гибкое производство, "интернет вещей" и, собственно, облачные вычисления. Облачное производство отражает как модель "единения распределенных ресурсов", так и модель "распределения целостных ресурсов".

Понятию "облачное производство" можно дать следующее определение - это модель повсеместного, удобного доступа к общему фонду переналаживаемых производственных ресурсов (программное обеспечение, оборудование, производственные мощности) в нужный момент времени и с возможностью быстрого получения готового продукта с минимальными затратами на менеджмент и с минимальным взаимодействием между поставщиком и клиентом.

В облачном производстве распределенные ресурсы инкапсулируются в облачные сервисы и управляются централизованно. Клиент может использовать облачные сервисы на свое усмотрение. Пользователь облака может получить различные услуги: конструкторская подготовка, дизайн, производство, испытания, менеджмент и услуги, связанные с любым другим этапом жизненного цикла изделия [1, с. 79].

Рассмотрим архитектуру системы облачного производства (рис. 1) [2, с. 1971].

Как показано на рисунке, гипотетическая система облачного производства состоит из множества подсистем - "слоев". Каждый из слоёв заключает в себе программное, аппаратное, техническое, организационное, математическое обеспечение по отдельности либо их комбинации.

Рис. 1 - Архитектура облачного производства

Функционирование системы облачного производства начинается на корпоративном уровне (Enterprise cooperation application layer), на котором решаются вопросы разносторонней кооперации между индустриями и предприятиями.

Различные предприятия, подразделения и отделы работают под общим управлением программного обеспечения портального уровня (Portal layer) и ПО самой системы облачного производства (Application layer). Здесь же осуществляется основная часть задач взаимодействия "человек-машина".

Наиболее значимым и трудоёмким слоем в этом "пироге" является служебный слой ядра облака (Core cloud service layer), который объединяет все программные и организационно-технические средства в единое производственное облако (например, прием и обработка заявок, технический контроль, управление правами доступа, планирование, мониторинг, развертывание мощностей, оптимизация и т.д.). От функционирования этой подсистемы зависит эффективность и работоспособность всей производственной модели.

На уровне слоя виртуальных ресурсов (Resource virtualization layer) производственные ресурсы и мощности становятся "виртуальными" (точнее - создаются их виртуальные копии, через которые осуществляется связь с физическим оборудованием) и инкапсулируются в производственное облако. Суть инкапсуляции заключается в сокрытии от "постороннего вмешательства" структуры производственного участка и сведение взаимодействий между облаком и производственным оборудованием к использованию жестко предопределенных методов и команд.

Связующий слой (perception layer) обеспечивает обмен данными между физическими объектами в локальной сети.

Ресурсный уровень (resource layer) содержит все производственные ресурсы и мощности, инкапсулированные в службы и доступные клиенту по запросу.

Вне иерархии стоят три подсистемы, которые одновременно обеспечивает функционирование всех остальных систем. Это база знаний, система безопасности и сеть обмена данными более высокого уровня (Интернет, региональные сети и т.д.).

Субъектами "облачной" производственной системы являются: поставщик услуг (провайдер), который предоставляет свои производственные ресурсы в распоряжение клиента, оператор, осуществляющий управление платформой, её сопровождение и обслуживание, и, непосредственно, сам клиент, получающий необходимые производственные мощности на нужное время за определенную плату [2, с. 1971-1972].

3. Проблемы и перспективы развития

Новая концепция промышленного производства на несколько шагов опережает актуальные возможности как промышленности, так и информационных технологий, задает хороший вектор в развитии этих отраслей.

Облачное производство предлагает переход от устаревшей производственно-ориентированной модели промышленности к сервисно-ориентированной модели. Ключевыми становятся понятия "производство как услуга", "дизайн как услуга", "менеджмент как услуга" и др. С появлением на рынке мощных и доступных производственных услуг появляются новые возможности для малого бизнеса: финансовый порог выхода на рынок для новичков значительно снижается за счет возможности получения производственных мощностей в нужном объеме на временной основе, "в аренду". Кроме того, появляется доступ к производительным, надежным технологиям, легко масштабируемым и быстро развертываемым.

Выигрывают также и промышленные гиганты: простаивающее оборудование не приносит прибыли, а предоставив его в распоряжение "облака" можно обеспечить практически постоянную загрузку. Кроме того, централизованная система управления промышленным облаком, коллаборация с другими крупными игроками рынка позволят достигать пиковой производительности, внедрять и отрабатывать новейшие технологии в кратчайшие сроки и наиболее эффективным образом [3].

Перспективы у нового подхода весьма огромны, однако на пути внедрения такой системы предприятиям придется решить ряд серьезных проблем: информационный промышленность облачный производство

- для полномасштабного функционирования облачной промышленности весь производственный цикл, от склада заготовок до склада готовой продукции, должен быть автоматизирован на 100%;

- предстоит разработать схемы технического контроля проектов на каждом этапе их осуществления, начиная с технического задания, заканчивая отгрузкой готовой продукции. Это обусловлено тем, что потенциальные клиенты системы не имеют доступа к детальным сведениям о производственной системе, помимо этого, инкапсулированные в сервис многочисленные производственные узлы составляют крайне сложную для понимания структуру, а также клиенты могут просто не обладать специальными знаниями в той или иной области технологий;

- предстоит разработать и внедрить тщательно проработанную систему межотраслевых и международных стандартов касательно каждого аспекта производственной системы нового типа - от стандартов управления предприятием до языка обмена данными и типовых процедур взаимодействия между узлами облака.

Выводы

Концепция "облачного промышленного производства" демонстрирует громадный потенциал возможностей, которые раскрывает интеграция информационных технологий в промышленность, в перспективе она представляется в виде совершенно новой модели, в основе которой лежит синергия классической индустрии и высоких технологий.

Каждый уровень системы облачного производства ставит перед промышленниками ряд задач, для решения которых будут востребованы значительные инвестиции, знания и опыт крупных компаний в сфере облачных вычислений, будет создано множество новых рабочих мест для специалистов новых отраслей.

С переходом к сервисно-ориентированной промышленности человечество получает толчок в развитии ресурсно-ориентированной экономики, получает возможность более рационального распределения производственных мощностей и трудовых ресурсов, облегчается задача планирования, сами средства производства становятся товаром, легко делимым и эксплуатируемым.

Список источников информации

1. Xun Xu. From Cloud Computing to Cloud Manufacturing // Elsevier. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Vol. 28, Issue 1, February 2012, p. 75-86.

2. Tao F., Zhang L. et al. Cloud manufacturing: a computing and service-oriented manufacturing model // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Institution of Mechanical Engineers, London, UK, 2011, vol. 225, no. 10.

3. Ferreiraa L., Putnik G., Cunhaa M. et al. Cloudlet architecture for dashboard in cloud and ubiquitous manufacturing // Procedia CIRP. Elsevier. Vol. 12, 2013, p. 366-371.

Размещено на Allbest.ru