АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КАК ЭЛЕМЕНТ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА
ПРЕДПРИЯТИЯ

Егор Александрович Дружинин
Дмитрий Николаевич Елисеев

В настоящее время необходимым условием конкурентоспособности предприятия является наличие единого информационного пространства, внедрение информационных технологий на всех этапах конструирования, производства и эксплуатации высокотехнологичной продукции. Единое информационное пространство предприятия является основой успешной поддержки принципов CALS - технологии.

Федеральное государственное унитарное предприятие "ММПП "Салют" является одним из крупнейших государственных предприятий авиационной промышленности в области разработки и производства авиационных двигателей для военной и гражданской авиации, высокотехнологичных энергетических установок. Предприятие обладает уникальной научно-производственной базой, Правительством Российской Федерации предприятию присвоен статус федерального научно-производственного центра.

Основным компонентом стратегии развития Федерального государственного унитарного предприятия "ММПП "Салют" является программа создания единого информационного пространства предприятия, внедрение информационных технологий (ИТ) на всех этапах конструирования, производства и эксплуатации авиационных и промышленных двигателей. Предприятие активно развивает технологии интегрированной поддержки изделий. Целью технологий интегрированной поддержки изделий (ИПИ-технологий) является информационная поддержка продукции в течение всего жизненного цикла (ЖЦ). Первоначально ИПИ-технологии трактовалась как Computer Aided Logistic Support (CALS) - компьютерная поддержка процесса поставок, далее потребовался охват всех этапов жизненного цикла изделия, тогда концепция получила более широкую трактовку - Continuous Acqusition and Life cycle Support (непрерывное развитие и поддержка жизненного цикла продукции).

Программа разработки и внедрения элементов CALS-технологий на "Салюте" реализуется с 1996 г. В то время на предприятии было около 50 компьютеризированных рабочих мест, сегодня их уже свыше 5500. На всех этапах жизненного цикла изделие сопровождается различными системами автоматизации, на этапе проектирования это системы геометрического моделирования (CAD) и системы инженерного анализа (САЕ). Далее следуют системы автоматизации производства (САМ), системы планирования ресурсов предприятия (ERP) и другие. В современных условиях все эти системы интегрируются в единое информационное пространство, т.е. в ИПИ или CALS-технологии. Под единым информационным пространством предприятия ФГУП "ММПП "Салют" подразумевается использование и развитие полномасштабной, многофункциональной ERP-системы.

Задачи, связанные с формированием нормативных данных для конструкторской и технологической подготовки производства сложны и для подготовки этих данных возможностей только ERP недостаточно. Основой данных для подготовки производства является конструкция изделия. На этапе конструирования изделия формируются точные математические и геометрические модели, как всего изделия в целом, так и отдельных его узлов и деталей. Разработка конструкции изделия выполняется с помощью специализированных пакетов автоматизированного проектирования - CAD-систем. В зависимости от сложности решаемых задач все CAD-системы ФГУП "ММПП "Салют" подразделяются на три уровня. На нижнем уровне находятся системы двухмерного моделирования семейства AutoCAD, применяемые, в основном, при работе со смежными предприятиями отрасли. Средний уровень занимают системы, решающие задачи по созданию относительно несложных трехмерных геометрических моделей и при проведении эскизного моделирования, таковыми являются системы семейства "Компас". На верхнем уровне расположен наиболее мощный пакет трехмерного поверхностного параметрического моделирования UNIGRAPHICS.

Такую же трехуровневую структуру дифференциации задач имеют CAE-системы ФГУП "ММПП "Салют" для проведения прочностных, термодинамических и аэродинамических расчетов. На первом уровне широко применяются пакеты собственной разработки. Высший уровень иерархии CAE-систем занимают продукты MSC Corporation и ANSYS Inc.

Хранение, обработку и управление конструкторскими данными о проекте принимает на себя PDM-система Teamcenter Engineering. Использование Teamcenter Engineering также решает задачи интеграции с ERP Салют и системами технологического проектирования.
ФГУП "ММПП "Салют" использует коммерческие CAМ-системы ведущих производителей. Разработка управляющих программ для пяти- и шестикоординатных станков с ЧПУ выполняется собственными пакетами программ, разработки ФГУП "ММПП "Салют". Изготовление деталей также основывается на CALS-технологиях с использованием оборудования с числовым программным управлением для формообразующих и контрольных операций. За последние годы было приобретено более пятисот современных станков таких известных фирм, как Starrag, Liechti и многих других.

Роль информационных технологий многократно возросла при создании крупного интегрированного центра газотурбостроения. В состав интегрированной структуры предприятия в качестве филиалов и обособленных хозрасчетных объединений вошли Воскресенский машиностроительный завод "Салют", МКБ "Гранит", НТЦ НИИД, МКБ "Горизонт" и приднестровский завод "Прибор". Теснейшая структурная кооперация связывает ММПП "Салют" с Гаврилов-Ямским машиностроительным заводом "Агат", ОАО "Агрегат", ОАО "Топаз", ОАО "Наро-Фоминским машиностроительным заводом".

Без применения информационных технологий было бы невозможно в кратчайшие сроки расширить номенклатуру выпускаемой продукции (помимо АЛ-31Ф и его модификаций). ФГУП "ММПП "Салют" является крупнейшим специализированным предприятием по ремонту двигателей АЛ-21Ф (для Су-24), Р15Б-300 (для МиГ-25), изготовлению узлов и деталей двигателей Д-436Т1/ТП (для Ту-334-100, Ту-134М, Бе-200), Д-27 (для Ан-70) и энергетических установок.

Главным звеном в стратегии повышения эффективности бизнес-процессов ФГУП "ММПП "Салют" является создание единого информационного пространства научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и техпроцессов производства. Все основные процессы ФГУП "ММПП "Салют" автоматизированы с помощью системы управления предприятием ERP Салют и системы электронного документооборота. Связь с удаленными компьютерами осуществляется по каналу VPN. Одной из основных проблем управления ИТ-инфраструктурой обычно является сопровождение жизненного цикла персональных компьютеров, рабочих станций и серверов, требующее больших трудовых, денежных и временных затрат на инвентаризацию, установку и обновление программно-аппаратного обеспечения. ФГУП "ММПП "Салют" проводит внедрение автоматизированной системы управления ИТ-инфраструктурой LANDesk. Кроме того, эта система позволила создать единую базу данных, содержащую информацию об аппаратном и программном обеспечении рабочих станций, а также содержит инструменты автоматического сбора такой информации и отслеживания изменений в аппаратном и программном обеспечении клиентов. Благодаря внедрению этой системы удалось существенно снизить затраты на администрирование и эксплуатацию ИТ-инфраструктуры, повысить управляемость и безопасность информационной системы в целом.
Инвестиции в новейшие технологии, современные средства вычислительной техники, коммуникационное оборудование и введение концепции единого информационного пространства показали свою эффективность. Это позволило предприятию сократить сроки разработки новой газотурбинной техники, снижать затраты на создание нового авиационного двигателя, повысить загрузку оборудования и качество выпускаемой продукции, снизить производственный брак и уровень складских запасов.

Выполняя стратегические цели "Программы разработки и внедрения CALS-технологий" руководство ФГУП "ММПП "Салют" планирует развитие вычислительной среды с высоким параллелизмом.

В конце 2002 г. на предприятии стартовал проект по внедрению кластерных технологий в инженерном анализе. В феврале 2003 г. проведен запуск в промышленную эксплуатацию системы распределенных вычислений, таким образом, предприятие получило первый в отрасли кластер на платформе Intel.

В настоящий момент загрузка всех специализированных вычислительных комплексов составляет 100 %. Очередь на проведение расчетных работ, с применением кластеров, подтолкнула руководство ИТ ФГУП "ММПП "Салют" к созданию единого узла высокопроизводительных кластерных вычислений на все конструкторские подразделения предприятия. В результате ведущейся работы совместно с Межведомственным суперкомпьютерным центром Российской академии наук была определена необходимая предприятию производительность вычислительного комплекса, равная 3…3,5 Терафлопа. В настоящий момент на предприятии существует два специализированных комплекса на базе процессоров Intel® Xeon® и Intel Itanium-2 совместно с системой хранения конструкторской документации общей емкостью 35 Тбайт, ФГУП "ММПП "Салют" ведет последовательное создание консолидированного вычислительного центра масштаба предприятия.

В качестве технического решения данной задачи была рассмотрена возможность применения 64-разрядных серверов Arbyte Alkazar на платформе Bensley.

Сервер Arbyte Alkazar создан на базе новейших двухъядерных процессоров Intel Xeon в компактном исполнении и предназначен для построения высокопроизводительных вычислительных кластеров.

Новый сервер Arbyte Alkazar является альтернативой существующим системам. Он может быть оснащен двумя 64-разрядными двухъядерными процессорами Inte®l Xeon®, иметь до 32 ГБ памяти FB-DIMM DDR2 и два гигабитных сетевых адаптера с поддержкой технологии Intel I/O Acceleration Technology. При этом обеспечивается высочайшая производительность системы при минимальной потребляемой мощности. Если возникнет необходимость, то наращивание производительности системы возможно путем увеличения рабочей частоты процессоров.

Увеличение вычислительной мощности серверов происходит без существенного увеличения расходов на инженерное обеспечение серверных комнат (электропитание, кондиционирование, занимаемая площадь).

Серверы Arbyte Alkazar готовы использовать как уже существующие процессоры серии 51хх (Intel Dual Core Xeon), так и перспективные четырехядерные процессоры семейства Intel® Xeon® серии 53xx на основе новой микроархитектуры Intel Core. Как показывают результаты предварительного тестирования, системы, основанные на процессоре 51xx, обеспечивают производительность, в два раза превышающую данный показатель для серверов предыдущего поколения, и трехкратную экономию энергопотребления, что позволяет одновременно использовать больше приложений на меньшем числе систем с меньшим энергопотреблением. Использование технологии Intel I/O Acceleration Technology позволяет эффективно использовать среду Gigabit Ethernet в качестве среды передачи данных в высокопроизводительных вычислительных кластерах. Благодаря технологии FB-DIMM памяти DDR2 компания Arbyte имеет возможность создавать вычислительные ресурсы, удовлетворяющие растущим требованиям к объемам вычислений и детализации моделей (данных). Среди других преимуществ серверов Arbyte Alkazar - повышенная безопасность, надежное энергоснабжение, возможность оптимизации под конкретные задачи предприятия.

Технологии, использованные в новой архитектуре гарантируют возможность создании консолидированных вычислительных центров крупного предприятия. Именно поэтому специалистами ФГУП "ММПП "Салют" рассматривается целесообразность применения серверов Arbyte Alkazar для дальнейшего развития своей вычислительной среды. Предполагается что применение новейшей платформы Intel® Xeon® в многоузловых вычислительных кластерах, используемых для инженерных расчетов, позволит резко увеличить их вычислительную мощность, обеспечить высокий параллелизм.

Окончательные решения о внедрении будут приняты по результатам анализа результатов проведенного тестирования системы на этой платформе. Пока можно сказать, что предварительные тестирования подтвердили заявленные возможности новой платформы.