...
...
...

первым делом, первым делом самолеты...

Сегодня я расскажу вам о достаточно необычной информационной системе предприятия. По большому счету главная необычность в ней – это отрасль, в которой работает создавшее ее предприятие. Отрасль эта - авиация.

Речь пойдет об авиационном научно-техническом комплексе (АНТК) им. О. К. Антонова, где совместными усилиями IT-подразделения АНТК и специалистов компании Hewlett Packard был создан, работает и продолжает развиваться масштабный информационно-компьютерный центр.


Рис. 1. Самолет АН-148 – практический результат внедрения высоких технологий на АНТК им. Антонова.

объект

Как и всякая порядочная success story, наша начнется с рассказа о предприятии, реализовавшем проект.

АНТК им.О.К. Антонова основан в 1946 году. За годы своей деятельности предприятием были разработаны и произведены около 20 оригинальных типов и 100 модификаций самолетов марки «АН». Это и знакомый многим из нас с детства АН-24, и знаменитый «кукурузник» - АН-2 (выпускается почти 50 лет, сегодня – в обновленном варианте АН-3). Новые детища АНТК также уже заняли достойное место в истории самолетостроения – транспортный самолет АН- 124 «Руслан» с грузоподъемностью до 150 тонн хорошо известен во всех уголках земного шара. Новый тяжеловес от Антонова – АН-225 «Мрия» - на сегодняшний день является самым большим грузовым летательным аппаратом в мире, его грузоподъемность составляет 250 тонн. Это, определенно, впечатляет. Завершаются испытания перспективного военно-транспортного воздушного судна АН-70 (самолет короткого взлета и посадки грузоподъемностью до 47 т с четырьмя турбовентиляторными двигателями, крейсерская скорость – 750-800 км/ч).

Рис. 2. Заместитель генерального конструктора по компьютерно-информационным технологиям АНТК им. О.К. Антонова Виктор Иосифович Матусевич рассказывает о своем детище.

Из более 2000 построенных за всю историю АНТК машин, около 1500 экспортировано в 56 стран мира. В настоящее время АНТК им. О.К. Антонова разрабатывает и строит новые опытные самолеты и модификации ранее созданных самолетов, обеспечивает их эксплуатационное сопровождение, выполняет инжиниринговые работы по повышению ресурса эксплуатируемой авиатехники, проводит обучение и переподготовку летного и технического персонала, направляет высококвалифицированных специалистов для оказания помощи в освоении авиатехники, занимается созданием наземных транспортных средств. Имеется и собственный аэродром, где проводятся испытания созданых самолетов, а также своя авиакомпания, специализирующаяся на грузовых авиаперевозках.

...Для чего мы в начале всегда рассказываем о предприятии? Делается это потому, что в строительстве той или иной ИТ-системы мы всегда отталкиваемся от бизнес-задач, решаемых на предприятии.

Какова бизнес-задача у АНТК? В двух словах - создавать самолеты :) Делать это качественно и быстро, и с минимальными затратами. Но если с качеством и минимизацией затрат в АНТК всегда был порядок, то дедовские методы проектирования никак не шли на пользу в плане скорости разработки новых моделей техники. В результате, чтобы не остаться на обочине современного самолетостроения, АНТК в начале 90-х приступил к автоматизации своей деятельности.

субъект

Координация работы над проектом проводилась силами IT-подразделения АНТК, без привлечения сторонних консалтинговых организаций (системных интеграторов). Подчеркну – речь идет об общем руководстве проектом, разумеется, для проведения отдельных работ привлекались специалисты сторонних организаций (сотрудники HP – для обустройства серверной фермы и установки рабочих станций, сетевые интеграторы – для построения СКС и активной части сетевой инфраструктуры).

компьтерное проектирование в самолетостроении

То, что вы прочтете в этом разделе, записано со слов заместителя генерального конструктора по компьютерно-информационным технологиям АНТК им. О.К. Антонова Виктора Иосифовича Матусевича. То есть информация из первых рук, первее уж некуда :)

«Итак, что такое компьютерная модель самолета? Это комплекс моделей, чертежей и документов, который позволяет подготовить, испытать и эксплуатировать самолет.


Рис. 3. Взгляд за кулисы: так конструируют самолеты.

Одна из первых создаваемых моделей – это так называемая модель внешнего облика самолета. Это основа, внутри которой должны находиться все конструкции, ситемы, груз, пилоты, пассажиры... Здесь задается внешний вид, габариты самлета. Следующий тип модели – модель распределения простарнства. Все оборудование, конструкции, системы должы быть размещены и скомпонованы наиболее рациональным образом. Эту модель называют также модель компоновки внутреннего пространства самолета.

После разработки этих двух важнейших моделей идет рабочего проектирования, на котором конструкция проектируется с точностью до сотых долей милиметра. Да, каждый элемент - вплоть до крепежа. На основе этой модели выполняются чертежи и сопроводительная документация для изготовления и испытаний. На этом же этапе проводятся вирутальные нагрузочные и т.п. испытания, происходит оптимизация конструкции. На ранней стадии проектирования можно проработать и такие вещи, как эргономику кабины – освещение, обзорность и т. п.»

Как же все это работает в реальной системе? Специализированный софт держит в базе данных весь набор моделей, относящихся к проекту самолета. Визулизация реализована методом слоев, вроде того, как это делается в геоинформационых системах, только все это в 3D.

Скажем, проектировщик занят компоновкой кабельных жгутов в передней части фюзеляжа самолета. Он вызывает соответсвующую часть макета самолета, приближает тот участок, с которым собирается работать (можно мышью «покрутить» модель в «пространстве», чтобы найти удобный ракурс), и вызывает нужный слой. Потом опять добивается нужной детализации. При работе с конкретной деталью проектировщик может либо оставить ее в «среде обитания» (но, конечно, убрав лишние слои), а может выхватить из общего макета и работать с ней отдельно.

Зачем, спросите, я это все вам рассказываю? Ну кому-то, возможно, просто будет интересно для общего, так сказать, развития, но основная цель – показать, для каких задач нужна такая неслабая вычислительная мощь комплекса, о которой рассказано в следующем разделе.

серверы и рабочие станции

Сердце системы – два географически разделенных NFS-кластера из серверов производства НР на базе RISC-процессоров - серии R380 и rp5430. Серверы работают под управлением ОС HP-UX. Серверы и системы хранения (дисковые массивы, ленточные бибилиотеки) объеденены в SAN по технологии Fiber Channel.


Рис. 4. Серверная ферма АНТК им. Антонова (фрагмент).

С помощью компонентов системы НР OpenView OmniBack обеспечивается архивирование данных цифрового проекта. Контроллеры Windows-домена предприятия созданы на серверах HP LP2000. Управление процессом создания резервных и архивных копий массивов данных компьютерного проектирования самолета обеспечивается ленточными DLT-библиотеками. Кроме этого на оборудовании НР функционируют поисковые системы.
Программное обеспечение PLM-системы (Product Lifecycle Management) WindChill работает на серверных системах HP LC2000.

Для выполнения задач, связанных с обработкой больших компьютерных макетов, организованы специальные рабочие места, имеющие дополнительную оперативную память и увеличенную дисковую систему с графической подсистемой FX10. Мониторинг и управление компонентами сетевой архитектуры обеспечивают элементы системы HP OpenView NetworkNode Manager.

Кроме указанных серверов для обеспечения работы PDM-системы (Product Data Management) используются рабочие станции HP J5600 и J6700, а также графические станции HP C3600 для решения задач 3D-проектирования.

сеть

Гигабитные оптоволоконные линки (Gigabit EtherChannel) соединяют магистральные коммутаторы, оптоволокном же подключены все серверные массивы. В качестве центрального устройства сети АНТК, формирующего гигабитную магистраль, используется коммутатор Cisco Systems Catalyst 6509. В качестве коммутаторов распределительного слоя сети используются Catalyst’ы «помладше» - 4006. В их задачу входит, помимо коммутации на втором уровне, также маршрутизация VLAN’ов. Коммутаторы распределительного слоя формируют полностью дублированную схему подсоединений серверов и коммутаторов слоя доступа.





Рис. 5. и 6. Коммутационная стойка (фрагменты).

Уровень доступа пользователей построен на коммутатах уровня 2 - Catalyst 2980G, которые предоставляют пользователям выделенную полосу пропускания 100 Mbps для каждого.

Вертикальная кабельная подсистема, соединяющая распределители здания (BD) и распределители рабочих групп (FD) - оптоволокно кабеля внутренней прокладки. До клиентов идет витая пара (экранированная и нет, в зависимости от условий эксплуатации), подключаются клиенты на скорости 100 мегабит/с. Разумеется, речь идет об Ethernet. Хотя стоп, почему «разумеется»? На раннем этапе проектирования информационной системы ИТ- специалисты АНТК активно общались с зарубежными коллегами, дабы перенять положительный опыт, избежав при этом чужих ошибок. Вот, скажем, французы реализовали ядро системы на ATM, нажив себе этим массу проблем и ненужной работы. В АНТК Антонова вдумчиво подошли к «работе над чужими ошибками» и выбрали более перспективную (кстати на тот момент – в конце 90х - это было неочевидно) технологию.

СКС преприятия – одна из самых крупных в стране (свыше 2500 портов). В зданиях выделены специальные помещения, где смонтированы кабельные распределительные стойки. К этим помещениям относятся помещения распределителей зданий, распределителей рабочих групп (этажей или отдельных секций здания).

В центральном коммуникационном шкафу – идеальный порядок, инсталляция выполнена профессионально и аккуратно – как в учебнике (все коммутационные шнуры стандартны, замаркированы, уложены в органайзеры), есть и общирная сопроводительная документация (паспорт СКС).

организация труда

Важнейшим компонентом любой системы являются кадры, и на АНТК вопросу работы с кадрами уделяется большое внимание. Основная идея работы с кадрами на предприятии сводится к тому, что не отдельные структуры, но фирма в целом, включая табельщиков, кладовщиков и, разумеется, конструкторов и других ИТР, должна быть причастна к информационной системе, люди должны уметь эффективно взаимодействовать с ней. Поэтому на АНТК создан собственный учебно-методический центр, занимающися подготовкой кадров в области ИТ. Это большое подразделение, занимающее площадь 300 кв. метров, где имеется два компьютерных зала, оснащенных всем необходимым оборудованием и софтом. Обучение носит фундаментальный характер и включает два этапа – получение базовых знаний по информационным технологиям и системам и прикладная часть – специализация исходя из реальных задач, которые специалист должен решать в рамках своей трудовой деятельности. Созданы специализированные учебные программы, выдаются документы, дающие право работать в информационной системе предприятия. Более 1000 человек уже прошли обучение в центре, и эта цифра все время растет. Но это еще не все. Чтобы технологии реально работали, мало обучить сотрудников. Нужны инструкции и методики, на основе которых должна быть организована работа. На АНТК было составлено более 1000 документов такого сорта. Кое-что из этого существует в виде «раздаточного материала», что-то вывешено на информационные доски в компьютерных залах. В частности мне попалась на глаза бумага, ограничивающая самопроизвольную установку и использование софта, не относящегося к трудовой деятельности сотрудников. Очень правильная, кстати, бумага!

результаты и планы на будущее

Стоит отметить, что общая стоимость проекта составила несколько миллионов долларов. Инвестиции были разбиты на три этапа, что позволило преприятию спланировать и оптимизировать расходы на построение IT-инфраструктуры. Эти инвестиции уже принесли результаты – новые технологические решения позволили создать новый пассажирский авиалайнер Антонов-148, причем работа была выполнена в весьма короткие сроки.

Сегодня АНТК им. Антонова продолжает развивать свой информационно-компьютерный комплекс. Для эффективной визуализации 3D-моделей самолетов предприятие совместно с НР разрабатывает систему визуализации проектных данных. Стереоизображение трехмерных компонентов проекта (практически в реальном размере) будет обеспечиваться щирокоэкранной (6 х 2,7 м) многоканальной системой отображения с обратной проекцией.

Создаваемый комплекс обеспечит:
- возможность визуализации и корректировки данных проекта в реальном времени;
- проверку объемной увязки и согласование компонентов компьютерной модели самолета на различных этапах жизненного цикла;
- оценку эргономичености вариантов компоновки кабины экипажа;
- содание технологических процессов обслуживания самолета. Комплекс визуализации проектных данных уменьшит время проектирования самолетов и разработки их модификаций, что, несомненно, ускорит выход на рынок новых моделей самолетов Антонов и соответсвенно услилит конкурентные преимущества АНТК на рынке самолетостроения.

информационно-компьютерный комплекс АНТК им. О. К. Антонова в цифрах

2 серверных узла
18 серверов
4 Терабайт- дисковые массивы
25 терабайт - ленточные библиотеки
30 узлов коммутации
2235 сетевых подключений
13000 метров оптоволоконных коммуникаций
143000 метров экранированной витой пары
300 графических станции Hewlett Packard C-3600
1500 персональных компьютеров (Pentium-II, Pentium-III, Pentium-IV)

Базовые программные средства:
- HP-UX 11.0;
- CADDS 5 12.0;
- Optegra 6.0;
- Oracle 8.1.7;
- CVAct 12.0;
- CVDoors Stand Alone 12.0;
- ProMechanica 2001;
- Netscape 4.7 Java 1.3;
- Windows 2000;
- MS Office 2000;
- Acrobat 5.0;
- Windchill 6.2;
- AutoCad 2002;
- ГеММА 3D;
- FrameMaker.



Alice D. Saemon, adsaemon@mestormedia.com, по материалам АНТК им. О. К. Антонова, Hewlett-Packard, PrioCom.


© Сетевые решения