Potęga chmur

    Chmury obliczeniowe są stosowane wszędzie, także w produkcji! Ten ostatni trend w informatyce może się wydawać kolejnym sloganem, ale chmury i ich zaawansowane technologie obliczeniowe będą nam towarzyszyć, ponieważ oferują wiele korzyści przy niewielu wadach i stwarzają niebywałą okazję uczynienia biznesu bardziej dochodowym.
    Czy zauważyłeś? Robi się pochmurnie. Gdziekolwiek się nie obrócisz, zobaczysz chmurę. Może nie na niebie, ale w radiu, gazecie, w wiadomościach i w wytwarzaniu. Ta chmura nie ma jednak nic wspólnego z pogodą, ale z zaawansowanymi technologiami informatycznymi, które już przeniknęły przestrzeń konsumencką, a teraz opanowują również przemysł.
    Potężne i wszechobecne chmury obliczeniowe to technologia bazująca na Internecie, która może znajdować się wszędzie. Użytkownik końcowy nie musi jej mieć. Gdy zakład decyduje się na przeprojektowanie produktu, a dział konstrukcyjny rozpoczyna prace nad prototypem i potrzebuje dodatkowych zasobów, mogą minąć miesiące, zanim dokona się zakupu, instalacji i sprawdzenia dodatkowych usług informatycznych wymaganych do realizacji zadania. Wykorzystując chmury, te same czynności mogą zająć kilka minut. Jeśli będą odpowiednio zarządzane, będą też mniej kosztować.
     Chmury pozwalają zakładom alokować dodatkowe zasoby znacznie łatwiej niż ma to miejsce w tradycyjnym modelu przetwarzania i tylko wtedy, gdy naprawdę tego potrzebują. Chmury elastycznie rozszerzają się i kurczą. Co bardziej istotne, klient płaci wyłącznie za to, z czego korzysta. Obciążony przetwarzaniem ogromnych ilości danych sterowania maszynami i procesem przemysł wie, jakie korzyści przynosi możliwość udostępniania i dostępu do informacji. Dzięki chmurom można usprawnić zarządzanie danymi i osiągnąć wydajność oraz rentowność wykraczającą ponad najśmielsze oczekiwania.
    Chmura to środowisko dobrze dopasowane do wytwarzania, którego potrzeby obliczeniowe Steve Harriman, wiceprezes ScienceLogic określa jako ?często nierówne?. ? Kiedy zakład lub dział rozpoczyna nowy projekt, swoją uwagę koncentruję na opracowaniu oprogramowania inżynierskiego. Gdy jest gotowe, rozpoczyna się faza wspomaganego komputerowo wytwarzania. Dzięki łatwości, z jaką zasoby infrastruktury IT bazującej na chmurach mogą się zwiększać i zmniejszać, łatwiej jest radzić sobie z tego typu zadaniami ? mówi Harriman.
    Czym jest chmura?
    Jak działa ten fenomen o śmiesznej nazwie? Po pierwsze nie jest to taka nowa technologia, tylko rekonfiguracja dostępnych rozwiązań. Chmury obliczeniowe są innowacyjne w zakresie infrastruktury i architektury, za pomocą których dynamicznie zarządzają mnóstwem zasobów obliczeniowych udostępnianych na zewnątrz.
    ? Chmura może dostarczyć wszystkie niezbędne dla zakładu zasoby obliczeniowe, a następnie ograniczyć je w dowolnym stopniu, gdy zadanie jest zakończone ? mówi Rick Kuhlman, starszy menedżer produktu programowych architektur FPGA w National Instruments. ? Usługodawcy chmur umożliwiają użytkownikom wypożyczenie procesorów, pamięci RAM lub przestrzeni dyskowych, które są całkowicie konfigurowalne. Od kuchni wygląda to jak wielki bank komputerów, ale od strony klienta jest to nieustannie konfigurowane środowisko, które robi to co potrzeba dokładnie wtedy, gdy jest to wymagane. To sprzęt, którego nie musisz kupować.
    Chmura ma pewne specyficzne cechy. Może być publiczna lub prywatna. Narodowy Instytut Standaryzacji i Technologii USA (ang. National Institute of Standards and Technology, NIST) definiuje ją jako ?model umożliwiający wygodny, uzyskiwany na żądanie dostęp sieciowy do współdzielonej puli konfigurowalnych zasobów obliczeniowych, których wielkość może być dopasowywana przy minimalnej interakcji i wysiłku usługodawcy.?
    ? Konfiguracja i wykorzystanie to klucz ? mówi Kuhlman. ? Odpowiednio przygotowane chmury mogą się zmieniać i przemieszczać dokładnie tam, gdzie są potrzebne. Chmura wyrosła z komputerów typu mainframe i technologii sieciowych. Koncepcja sprowadza się do potencjału grupy wielu komputerów podłączonej do Internetu, która jest w stanie wykonać zadanie niemożliwe lub trudne do wykonania na pojedynczym komputerze.
    Najważniejsze cechy chmury:

    • Jest dostępna na żądanie.
    • Tak jak Internet może być dostępna wszędzie tam, gdzie jest dostęp sieciowy.
    • Jest pulą dynamicznie współdzielonych zasobów.
    • Umożliwia dynamiczną zmianę wielkości tych współdzielonych zasobów.

    ? Myśl o chmurze jak o czymś użytecznym ? mówi Harriman z ScienceLogic. ? Usługi chmury pozwalają Ci ?zapalić światło? lub ?włączyć urządzenie? bez potrzeby otwierania przedsiębiorstwa energetycznego ? wyjaśnia. ? Prąd pochodzi z różnych źródeł. Podobnie chmura oferuje różne typy zasobów obliczeniowych. W pewnym sensie staje się po prostu kolejną przydatną rzeczą.
    Rob McGreevy, wiceprezes ds. platform i aplikacji w Invensys Operations Management wskazuje na podobną analogię: ? Z chmurami możesz postępować prawie tak jak z urządzeniami, które włączasz i wyłączasz. To przynosi wiele korzyści. Najbardziej oczywiste jest uniknięcie inwestycji związanych z zakupem sprzętu i oprogramowania, a nawet usług ? po prostu współdzielisz koszty infrastruktury. Zwiększa się także liczba aplikacji, które można szybko zastosować, ponieważ nie ma potrzeby przeznaczania na nie ogromnego kapitału.
    Więcej niż wirtualny dysk twardy
    Chociaż jest to raczkująca technologia, chmura obliczeniowa nie jest już tylko projektem albo teorią. To technologia nasycona rosnącą liczbą konkretnych aplikacji. Może być wykorzystana jako magazyn albo wirtualny dysk twardy, ale w przeciwieństwie do usług online i zdalnych serwerów chmura jest nowym systemem operacyjnym. ? Zyskujesz dostęp do całkowicie nowych usług, dla których możesz tworzyć oprogramowanie ? wyjaśnia McGreevy. ? Microsoft, Google i inni przebudowują architekturę swoich systemów operacyjnych tak, aby w naturalny sposób korzystały z zalet współdzielonych usług, przestrzeni dyskowych i mocy obliczeniowej. To nie jest wyłącznie kwestia przestrzeni dyskowej. To nowe możliwości i nowe aplikacje.
    Popularność technologii chmur systematycznie rośnie. Kuhlman z NI widzi trzy następujące zastosowania obecnej technologii dla przemysłu i rozwiązań inżynierskich: chmury danych, oprogramowanie w chmurze i chmury jako moc obliczeniowa.
    Chmury danych: ? Obecnie najczęściej wykorzystuje się chmury do przechowywania danych, co sprowadza się do możliwości przesyłania danych do i z serwera z dowolnego punktu na ziemi ? mówi Kuhlman. ? Przedsiębiorstwo może przesłać dane dotyczące wibracji, sterowania i zarządzania do chmury, a następnie wygenerować na ich podstawie dowolne raporty i statystyki bez konieczności stania przy maszynie ? dodaje.
    Oprogramowanie w chmurze: Chmura może dostarczyć oprogramowanie dowolnemu użytkownikowi, który uruchamia je w dowolnym miejscu na świecie. Użytkownicy końcowi uzyskują dostęp do programów działających w chmurze za pomocą urządzeń podłączonych do Internetu. Uruchamianie programów w chmurze nabiera rozpędu dzięki dostawcom takim jak Microsoft (microsoft.com) oraz Salesforce.com, wkraczającym na rynek oraz producentom aplikacji inżynierskich takim jak Solidworks (solidworks.com), którzy umieszczają zasoby w chmurze, aby ułatwić współpracę przy projektach.
    Moc obliczeniowa: Chmury ułatwiają realizację złożonych obliczeń. ? Jeśli musisz przetwarzać skomplikowany algorytm i masz do dyspozycji dynamicznie zmienną liczbę procesorów, możesz rozwiązać równania szybciej, niż przy użyciu pojedynczego komputera ? mówi Kuhlman. Na przykład NI udostępnia obliczeniowy serwer bazujący na technologii chmur, który znacząco przyspiesza kompilację programu układów FPGA (ang. Field Programmable Gate Array ? bezpośrednio programowalna macierz bramek), która przy tradycyjnej kompilacji na komputerze osobistym może trwać kilka godzin. ? Realizacja tego algorytmu przez chmurę może znacząco ograniczyć czas pojedynczej kompilacji przez wykorzystanie komputera o bardzo dużej mocy obliczeniowej albo wielu kompilacji przetwarzanych równolegle na wielu komputerach ? twierdzi Kuhlman.
    ? Postrzegamy chmury jako naturalne rozwinięcie aplikacji, które dzisiaj tworzymy ? dodaje McGreevy z Invensys. ? W najbliższym czasie wirtualizacja, zarządzanie konfiguracjami, raportowanie i analiza informacji staną się dobrymi kandydatami dla technologii chmur. Mamy bazującą na chmurze aplikację, która udostępnia dane procesowe urządzeniom mobilnym. W przyszłości planujemy wykonywać pewne czynności sterowania w chmurach, ale dopiero przyjedzie na to czas.
    Korzyści przebijają wyzwania
    Biorąc pod uwagę nieodłączne cechy chmury, takie jak zdolność do dynamicznej zmiany wielkości zasobów obliczeniowych i wsparcie dla potrzeb biznesowych, przynoszą one wymierne korzyści. Mogą zwiększyć wytwarzanie w USA przez umożliwienie produkcji mniej doświadczonym firmom, ułatwiając ją i zmniejszając koszty, obniżając tym samym barierę dla aplikacji. Chmury mogą pomóc np. przy testowaniu nowych aplikacji.
    ? Przed wejściem projektu na rynek testuje się go zwykle na 100 różnych stacjach roboczych ? mówi McGreevy. ? Poza chmurą mogłoby to oznaczać zakup 50 serwerów albo 100 stacji roboczych i utworzenie miejsca dla nich. W chmurze zasoby mogą być zwiększane bez konieczności inwestycji w aktywa trwałe.
    Oczywiście trzeba zachować ostrożność i mieć na uwadze pewność oraz bezpieczeństwo. Za każdym razem, gdy zasobu nie mamy w zasięgu ręki, zrzekamy się pewnej części kontroli nad nimi. Gdy zakład zamierza korzystać z technologii chmur, musi się upewnić, że wydajność aplikacji i usług jest na akceptowalnym poziomie. A gdy praca jest wykonana, muszą mieć pewność, że posprzątano. ? W chmurze łatwo jest rezerwować dodatkowe zasoby ? mówi Harriman z ScienceLogic. ? Jeśli jednak nie zamkniesz konta, będziesz wciąż za nie płacił.
    Czoło wyzwaniom muszą stawić też inżynierowie i dział IT zarządzający zasobami w chmurze. Role po obu stronach nieustannie się zmieniają, a chmura może być w pewnym stopniu uciążliwa, ponieważ infrastruktura jest w innym miejscu. Co więcej, linia podziału między klasyczną inżynierią wytwarzania a klasycznym IT się zaciera. ? Chmury mogą zwiększyć złożoność relacji inżynieria ? IT, ale udostępniają nowoczesne technologie. Niektóre aplikacje warto umieścić w chmurze, inne pozostawić wewnątrz zakładu ? mówi McGreevy.
    Bezchmurna przyszłość chmur
    ? Technologia chmur ma kilka wad. Możesz po prostu umieścić dowolną aplikację w chmurze ? mówi Jeremy Sherwood, menedżer produktu chmur i wirtualizacji w ScienceLogic. ? To, że możesz to zrobić, nie oznacza, że powinieneś. Czy jest to uzasadnione ekonomicznie? Czy decyzja o wykorzystaniu technologii chmur ma podłoże technologiczne, czy biznesowe?
    Użytkownik końcowy zdaje się kierować chmurą. Chociaż struktura chmur nie jest nieskończona, ma tę właściwość, że dopasowuje się dynamicznie do rezerwowanych zasobów i ilości obsługiwanych usług. Steve Harriman uważa, że w przyszłości nastąpi to, co nazywane jest przez niego wybuchaniem chmury ? zdolność usług pracujących w jednej lub wielu chmurach do wdzierania się w inną chmurę, co powodowałoby nagłe zwiększenie pojemności. ? Aby to jednak nastąpiło, potrzebne są odpowiednie standardy. Chmury będą musiały ze sobą rozmawiać.
    Technologia chmur dopiero raczkuje. Chociaż opracowywane są standardy ANSI, znajdują się one dopiero w początkowym stadium, tak jak wiele elementów chmur. Kluczem jest stosowanie odpowiedniej technologii we właściwej sytuacji. Chmury pomagają ograniczać koszty i redukować złożoność systemu, ale nie powinno się z nich korzystać wyłącznie dlatego, że tak robią inni. Produkcja musi sama określić swoje problemy i wtedy ocenić, czy chmury mogą pomóc. Ich możliwości są i będą ogromne i bez wątpienia trzeba poświęcić im uwagę.
    Jeanine Katzel jest redaktorem współpracującym z Control Engineering
    Tłumaczenie Łukasz Urbański, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
    CE