Облачное промышленное производство

  • Вид работы:
    Реферат
  • Предмет:
    Информационное обеспечение, программирование
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    55,02 Кб
  • Опубликовано:
    2015-07-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Облачное промышленное производство

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.

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].

 

. 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

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.

.        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.

Похожие работы на - Облачное промышленное производство

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!