Síla cloudu

-- 08.03.12

Cloud computing už je všude, včetně výroby! Toto nejnovější šílenství může vypadat jako nějaká další móda, ale „cloud“ (oblak) a jeho vyspělé výpočetní technologie tu s námi zůstanou a nesou s sebou hromadu výhod, pár nevýhod a příslib, že průmyslu poskytnou nebývalé příležitosti podnikat více, lépe a ziskověji.

Všimli jste si toho? Venku je oblačno. Kam se dneska podíváte, tam je oblak. Možná ne přímo na nebi, ale je tady… v rádiu, v novinách, v televizních zprávách i ve výrobě. Tento oblak však nemá nic společného s počasím a týká se výhradně vyspělých počítačových technologií obývajících spotřebitelský prostor – a nyní se chystá uchvátit i svět výroby. Výkonný a všudypřítomný cloud computing je internetovou technologií, která může existovat prakticky kdekoli. Konečný uživatel ji nemusí vlastnit. Pokud se závod rozhodne přepracovat produkt a jeho technické oddělení se pustí do výroby prototypu, může trvat měsíce, než zakoupí, nainstaluje a zprovozní dodatečné počítačové služby potřebné pro daný úkol. Ale v cloudu lze tyto úkony zajistit a nakonfigurovat během několika minut. A pokud budou správně řízeny, budou levnější.

Pomocí cloudu se závody mohou snadněji přizpůsobovat provozním výkyvům a pořizovat si počítačové zdroje, jen když je potřebují. Cloud se pružně rozpíná a smršťuje podle poptávky. A co je ještě důležitější, zákazník platí jen za to, co používá. Průmysl, který je obtěžkán nutností spravovat obrovské objemy dat souvisejících s procesy a stroji, již zná výhody možnosti sdílení a přístupu k informacím. Díky cloudu může zlepšit správu dat ještě více a posunout výkonnost a ziskovost na úroveň dříve považovanou za nemožnou.

Cloud je prostředím vhodným pro výrobu, jejíž výpočetní potřeby Steve Harriman, senior viceprezident marketingu společnosti Science- Logic, označil za „nárazové“. „Když závod nebo oddělení začíná pracovat na novém projektu, soustředí se na technický konstrukční software. Když je toto úsilí završeno, jeho protagonisté se přesouvají do fáze počítačem podporované výroby, fáze programování strojů a následně  k výrobě. Díky snadnosti, s jakou lze cloudovou IT infrastrukturu pořizovat a zase podle potřeby opouštět, může firma snadno zvládat tyto úkoly a cíle.“

Co si tedy máme pod pojmem cloud představit?

Jak tento fenomén s legračním názvem vlastně funguje? Především to není ani tak nová technologie jako spíše změna konfigurace stávající technologie. Cloud je inovativní ve smyslu infrastruktury a architektury, kterou využívá k tomu, aby se ohromná spousta výpočetních zdrojů jevila vnějšímu světu dynamická. „Prostřednictvím cloudu si můžete do svého závodu pořídit celý počítač a po skončení práce jej zase opustit,“ tvrdí Rick Kuhlman, senior produktový  manažer pro softwarové  architektury polí FPGA společnosti National Instruments. „Poskytovatelé cloudu uživatelům umožňují pronajímat si procesory nebo paměť RAM nebo ukládací kapacitu, které jsou plně konfigurovatelné. V pozadí to vypadá jen jako velké hradby počítačů, ale vpředu je uživatelé neustále konfigurují, aby dělaly přesně to, co potřebují, a v okamžiku, kdy to potřebují. Je to hardware, který si nemusíte kupovat.“

Cloud má některé velmi specifické vlastnosti. Může být veřejný nebo soukromý. Organizace NIST (National Institute of Standards and Technology) to definuje jako „model umožňující pohodlný přístup k síti na vyžádání ke sdílenému poli konfigurovatelných výpočetních zdrojů, které lze rychle pořizovat a zase opouštět s minimální údržbou, úsilím nebo interakcí s poskytovatelem služby“. „Klíčovou roli zde hraje konfigurace a využití,“ domnívá se Kuhlman. „Při správném provedení se cloud může měnit a dynamicky přesouvat přesně tam, kde jej potřebujete mít. Cloud vyrostl z technologií mainframů a sítí. Jeho koncepce spočívá ve využití potenciálu mnoha počítačů a jejich propojení po internetu, aby snadněji prováděly úkony, které by byly obtížné či nemožné na jednom počítači.“ Nejdůležitější rysy cloudu:

• Je dostupný na vyžádání. Stejně jako k internetu lze k němu přistupovat rychle a odkudkoli, kde je síťové připojení.

• Je sdíleným polem zdrojů, které lze dynamicky připojovat a odpojovat.

• Umožňuje dynamické pořizování těchto sdílených zdrojů.

„Uvažujte o cloudu jako o elektrorozvodné společnosti,“ navrhuje Harriman ze společnosti ScienceLogic. „Cloudové služby vám dovolují ‚rozsvítit světla‘ nebo ‚zapnout přístroj‘, aniž byste museli provozovat elektrárnu. Elektrorozvodná společnost čerpá elektřinu z nejrůznějších zdrojů. Obdobně i cloud computing nabízí různé výpočetní zdroje. Svým způsobem se stává jen další rozvodnou společností,“ vysvětluje Harriman.

Rob McGreevy, viceprezident pro platformy a aplikace společnosti Invensys Operations Management, tuto analogii podporuje: „Cloudové služby můžete zapnout a vypnout téměř stejně snadno jako přístroj. Nabízí mnoho výhod. Nejběžnějším je možnost vyhnout se kapitálovým výdajům na hardware, software, a dokonce i za služby, protože máte sdílené náklady na infrastrukturu. A zvyšuje se počet aplikací, které můžete rychle zprovoznit, protože nemusíte procházet těžkopádným procesem fyzického pořizování.“

Víc než jen pevný disk na obloze

I když je tato technologie teprve mladá, cloud už dávno není jen koncepcí nebo teorií. Je technologií zaplněnou rostoucím osazenstvem konkrétních aplikací. Lze ji využívat jako úložiště nebo pevný disk na obloze, ale více než pouhou internetovou službou nebo vzdálenými servery je cloud novým operačním systémem. „Máte přístup ke zcela nové sadě služeb, pro něž můžete psát software,“ vysvětluje McGreevy. „Microsoft, Google a další společnosti přestavují své operační systémy zohledňující cloudovou infrastrukturu, aby byly schopny využívat sdílené služby, ukládací prostor a výpočetní výkon. Nejde však jen o ukládání dat. Jde o nové funkce a nové softwarové aplikace.“ Počet uživatelů cloudové technologie stále roste. V současné době však aktivity cloudu ve výrobě a technickém zajištění vidí Rick Kuhlman ze společnosti NI ve třech oblastech: datové cloudy, software v cloudu a výpočetní výkon v cloudu.

• Datové cloudy: „Největší momentální využití cloudu,“ tvrdí Kuhlman, „je pro správu dat, což je v zásadě schopnost zřídit rozhraní k serveru v cloudu, aby bylo možno vkládat a vyjímat data odkudkoli na světě. Firma může například přímo ze stroje do cloudu ukládat data týkající se vibrací, řízení a dohledu, takže kdokoli, kdo to potřebuje, může vizualizovat tato data nejrůznějšími způsoby odkudkoli na světě, aniž by musel stát vedle tohoto stroje.“

• Software v cloudu: Cloud může rovněž téměř komukoli zpřístupnit software uložený jinde, než kde se používá. Koneční uživatelé mohou přistupovat k programům z kteréhokoli zařízení připojeného k internetu, ale software běží v cloudu. Provozování softwaru v cloudu nabývá na popularitě v souvislosti s tím, jak cloudoví poskytovatelé služeb, jako jsou společnosti Microsoft (microsoft.com) a Salesforce.com, vstupují na trh a společnosti technického zajištění, jako je SolidWorks (solidworks.com), umisťují do cloudu zdroje, aby zjednodušily spolupráci na projektech.

• Výpočetní výkon: Cloud také pomáhá při složitých výpočtech. „Máte-li zpracovat složitý algoritmus a máte-li dynamicky k dispozici mnoho procesorů, můžete rovnice řešit mnohem rychleji než s jediným počítačem,“ reaguje Kuhlman. Například společnost NI má cloudový výpočetní server, který výrazně zrychluje kompilaci programu pole FPGA (Field Programmable Gate Array), což je vysoce složitá funkce, která může trvat hodiny. „Spuštění tohoto algoritmu v prostředí cloudu může významně zkrátit dobu kompilace využitím mimořádně velké počítačové instance nebo umožněním paralelního běhu mnoha kompilací na mnoha počítačích.“

„Vidíme cloud jako přirozené rozšíření aplikací, které dnes vytváříme,“ dodává Rob McGreevy ze společnosti Invensys. „Pro nejbližší období jsou dobrými kandidáty na cloudové technologie virtualizace, správa konfigurací a vykazování či analýza informací. Máme cloudové aplikace, které zpřístupňují informace o procesu nebo výrobě na mobilní zařízení. Z dlouhodobého hlediska usilujeme o přesun prováděcích schopností některých systémů do cloudu, ale to nás teprve čeká.“

Přínosy převažují nad komplikacemi

Díky přirozené ekonomické pohotovosti přidávat a uvolňovat výpočetní zdroje rychle a včas a díky podpoře stále se měnících obchodních potřeb nabízí cloud computing výrobcům mnoho výhod. Může výrobu posílit tím, že umožní větší objem výroby s menšími nároky na odborné kapacity, úsilí a výdaje a sníží bariéry pro aplikace. Cloudové služby mohou například pomoci při provozním testování. „Když se projekt dokončuje, je obvyklé testovat nebo simulovat 100 různých pracovních stanic,“ objasňuje McGreevy. „Mimo cloud by to znamenalo zakoupit 50 serverů nebo 100 pracovních stanic a zřídit velký fyzický testovací prostor. V cloudu lze počítačové zdroje přidělovat bez nutnosti nakupování nebo pořizování těchto fyzických prostředků. Nebo si vezměme vymáhání podnikových standardů pro záležitosti, jako jsou konfigurační obrazovky HMI nebo řídicí smyčky,“ pokračuje.

„Tyto standardy bývají nařizovány všem závodům, ale je možné, že nejsou efektivně spravovány. Použití technologie cloudu pomáhá udržovat správu globálních standardů ve správných kolejích. Podnikové týmy definují standardy, které přebývají v cloudu. Vzdálené lokality, a dokonce i partneři a systémoví integrátoři kontrolují v cloudu aktuální informace.“ Samozřejmě zde zůstává určitá opatrnost. Existují obavy o spolehlivost a zabezpečení. Vždy, když nejsou zdroje přímo po ruce, vzdáváte se určité míry řízení. Při použití cloudu musejí závody zajistit, aby byl výkon aplikací nebo služeb na přijatelné úrovni. A když úkol dokončí, musejí zajistit náležitý úklid. „Je snadné si v cloudu zajistit zdroje,“ potvrzuje Steve Harriman ze společnosti ScienceLogic. „Ale pokud svůj účet nezavřete, stále budete platit složenky.“

Dále existují určité výzvy pro technické zajištění a IT při jejich správě cloudových zdrojů. Role obou stran se mění a cloud může být předmětem konfliktu, protože je infrastruktura hostována jinde. Navíc mizí klasická oddělenost tradičního výrobního technického zajištění a tradičního IT. „Cloud může zkomplikovat vztah oddělení technického zajištění a IT,“ připouští McGreevy, „ale dovoluje také výrobním operacím přistupovat k novým technologiím, k nimž dříve přístup neměly. Bude mít smysl hostovat některé aplikace v cloudu, ale taky může mít smysl držet si ostatní v lokalitě.“

Bezpochyby oblačná budoucnost

Technologie cloudu má pár stinných stránek. „Do cloudu můžete umístit v podstatě jakoukoli aplikaci,“ upozorňuje Jeremy Sherwood, produktový manažer pro cloudy a vizualizaci společnosti ScienceLogic. „Nicméně jen to, že můžete, ještě neznamená, že byste měli. Má to smysl z finančního hlediska? Míra přesunu do cloudu může být spíše obchodním než technologickým rozhodnutím.“ Hybatelem cloudové technologie se zdá být konečný uživatel. Ačkoli cloud není samozřejmě nekonečný, jeho struktura je taková, že vždy, když uživatelé chtěli dělat více nebo ukládat více do cloudu, zdroje a služby zde byly dynamicky k dispozici.

Steve Harriman jde ve své vizi do budoucna tak daleko, že uvažuje i o „proražení cloudu“, tj. o schopnosti provozovat služby v jednom nebo více cloudech a téměř okamžitě prorazit do dalšího, pokud by vyvstala náhlá potřeba vyšší kapacity. „Ale uskutečnění této koncepce vyžaduje zavedení určitých standardů. Cloudy spolu musí umět hovořit,“ doplňuje. Technologie cloudů se stále teprve vyvíjí. Ačkoli se pracuje na standardech ANSI, stále jsou v plenkách, stejně jako mnoho prvků v cloudu. Klíčem je naučit se použít správnou technologii pro správnou situaci. Cloud snižuje náklady a složitost, ale neměl by se využívat jen proto, že jej využívají všichni ostatní. Výroba musí definovat své problémy a pak určit, jestli vůbec a jak by cloud mohl pomoci. Jeho schopnosti jsou obrovské, dnes i v budoucnu. A bezpochyby je něčím, co zde zůstane.

Jeanine Katzelová je přispěvatelka časopisu Control Engineering. Kontaktujte ji na adrese jkatzel@sbcglobal.net.

Autor: Jeanine Katzelová, Control Engineering