BC/NW 2014 №2 (25):10.1

создание облачного сервиса на основе системы прогнозирования безотказности электронных модулей

Кулыгин В.Н., Тихменев А.Н.

(ФГАУ ВПО «Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»,
Московский институт электроники и математики, Москва, Россия)

В данном труде рассмотрены вопросы создания «облачного» сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей по модели SaaS. Показаны перспективы перевода CAE-систем в формат SaaS сервисов и их использования в сети интернет. Приведены примеры использования аппаратных средств при реализации «облачного» сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей в глобальной сети интернет и в локальных вычислительных сетях. Сформулированы основные требования, которым должен удовлетворять сервис.

В настоящее время в глобальной сети интернет бурно развивается рынок программного обеспечения (ПО) предоставляющего услуги в формате «облачных» сервисов по модели SaaS (сервисы, выполненные на основе клиент-серверной структуры, где все сложные операции, а также сохранение данных выполняются на сервере, при этом оплата взимается либо в виде ежемесячной абонентской платы, либо на основе объёма операций), но CAE-системы на нем практически не представлены [1]. Реализация CAE-систем в формате «облачного» сервиса имеет ряд конкурентных преимуществ [2].

Снижение финансовых, временных и материальных затрат на внедрение таких сервисов повышает их доступность, что позволит использовать их на большем количестве предприятий. Хранение проектов на сервере и возможность организации совместного доступа к проекту с разграничениями прав позволит проводить работу над одним проектом совместно с несколькими соисполнителями, а также организовывать взаимодействие между Заказчиком и Исполнителем с непрерывным мониторингом со стороны Заказчика [3].

Это является конкурентным преимуществом сервисов созданных в формате «облачного» сервиса по модели SaaS в сравнении с другими CAE-системами выполненными для работы на классических рабочих станциях, так как их внедрение требует значительных средств и не целесообразно для единичных проектов, а также зачастую и недоступно для мелких предприятий.

Таким образом, реализация сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей по модели SaaS, позволит предоставить доступ к современному ПО расчетной оценки показателей надежности предприятиям, которым оно было не доступно из-за высокой стоимости лицензий [4].

Рис. 1. Схема организации работы клиентов в рамках сервиса

Схема организации работы клиентов в рамках сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей будет иметь вид, представленный на рисунке 1 [5].

Предложенная организация сервиса подходит для работы как в глобальной сети интернет, так и в изолированной локальной сети предприятия (ЛВС). При использовании в ЛВС сервис разворачивается на серверах предприятия, что позволяет обеспечивать повышенные требования к конфиденциальности.

Основные преимущества такой организации при использовании сервиса в сети ЛВС вытекают из классических преимуществ клиент-серверной организации системы «тонкий клиент» (Под термином «тонкий клиент» подразумевается широкий, с точки зрения системной архитектуры, ряд устройств и программ, которые объединяются общим свойством: возможность работы в терминальном режиме [9]):

· Простота разворачивания и обновления системы (добавление рабочего места сводится к подключению рабочей машины к ЛВС - сети предприятия и выдачи персональных прав доступа новому работнику, какие либо системные обновления производятся на сервере и автоматически появляются у всех пользователей);

· Отсутствие привязки к конкретному рабочему месту (требование к местоположению рабочего места сводится к возможности подключения к ЛВС - сети предприятия);

· Не высокие системные требования к рабочим станциям (так как все расчеты производятся на сервере, требования рабочим станциям минимальны, что позволяет использовать как большинство современных портативных устройств, так и дешёвые терминальные станции).

Исходя из этого, можно сформулировать основные требования, которым должен удовлетворять «облачный» сервис прогнозирования безотказности электронных модулей [6]:

· Средства ввода вывода данных, реализованы посредством веб-интерфейса, поддерживаемого основными браузерами (Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Google Chrome и др.).

· Введенные данные хранятся и обрабатываются на сервере, их сохранность гарантируется регулярным резервным копированием и использованием защищенной передачи данных через протокол SSL [7].

На рисунке 2 приведена структурная схема сервиса, разработанная исходя из сформулированных выше требований.

Рис. 2. Структурная схема «облачного» сервиса прогнозирования безотказности электронных модулей

Для обеспечения функциональности сервиса серверная часть должна обладать:

· Единой базой данных со справочными параметрами компонентов (Справочная БД) являющейся общей для всех пользователей и, тем самым, обеспечивает воспроизводимость результатов. Справочная БД поддерживается и обновляется только разработчиками сервиса [8].

· Индивидуальная база с данными для каждого расчетного проекта (Проектная БД). В Проектной БД хранятся исходные данные для расчетов, которые вводили пользователи и результаты расчетов. Данная база данных формируется на основе данных проекта введенных пользователем посредством веб-интерфейса.

· Билинговая система (Модуль контроля прав доступа и Билинговая БД), контролирующая время пользования сервисом и количество рассчитываемых объектов [9].

· Модуль математического аппарата. Модуль, осуществляющий расчеты показателей надежности электронных систем на основе данные из Справочной БД и Проектной БД. Результаты расчета сохраняются в Проектной БД. Задание на расчет выдается пользователем посредством веб-интерфейса. Расчет выполняется непосредственно на сервере.

В качестве клиентской части могут выступать стандартные программы – веб-браузеры, способные отображать стандартные веб-страницы.

Как можно увидеть на рисунке 2 при разработке сервиса в его состав были включены модули уже разработанные и отлаженные при эксплуатации системы прогнозирования безотказности электронных модулей, что позволит сократить время, затрачиваемое на разработку и отладку сервиса.

Разработанная структура обеспечивает перенос расчетов, хранение данных на сервер, при этом пользователь осуществляет работу только посредством веб интерфейса, что при должной реализации позволяет организовывать одновременный доступ к одному проекту нескольких пользователей, при этом отсутствует требование обязательной привязки пользователя к конкретному рабочему месту. И позволяет в качестве рабочего места использовать практически любое современное устройство поддерживающее работу в сети интернет и имеющее программу – веб-браузер.

Литература

1. Колесников, А. Модель SaaS - в мире и в России. / А. Колесников. // BYTE Россия: Журнал для ИТ-профессионалов. - 2008. - № 10.

2. Green, Robert. Облачные технологии в САПР. / Robert Green. // CAD/CAM/CAE Observer. - 2013. - № 6. - с. 30-33.

3. Stallman, Richard M. What Does That Server Really Serve? / Richard M. Stallman. // Boston Review. - 2010.

4. Жаднов, В.В. Перспективы создания программного обеспечения на технологиях «облачных вычислений» для расчетов надежности РЭА. / В.В. Жаднов. // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: материалы международной научно-технической конференции. / Под. ред. С.У. Увайсова, отв. за вып. И.А. Иванов. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2012. - с. 288-292.

5. Жаднов, В.В. «Облачные» технологии в автоматизации расчетной оценки надежности структурно-сложных электронных средств. / В.В. Жаднов, А.Н. Тихменев. // Надежность и качество сложных систем. - 2013. - № 3. - с. 41-47.

6. Кулыгин, В.Н. Создание новой версии системы прогнозирования надежности электронных средств. / В.Н. Кулыгин. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ. Материалы конференции. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. - с. 222.

7. Гавриленко, А.А. «Облачный» комплекс обеспечения надежности электронных средств. / А.А. Гавриленко. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ. Материалы конференции. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2014. - с. 73-75.

8. Кулыгин, В.Н. Проблема интеграции существующих систем расчета надежности в единое информационное пространство. / В.Н. Кулыгин, В.В. Жаднов. // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. / науч. ред. Г.Я. Шайдуров; отв. за вып. А.А. Левицкий. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - с. 230-232.

9. Жаднов, В.В. Сервисная система SaaS-модели программного обеспечения расчетов надежности РЭА. / В.В. Жаднов. // Новые информационные технологии в автоматизированных системах: материалы шестнадцатого научно-технического семинара. / Под общ. ред. С.Р. Тумковского. - М.: Московский государственный институт электроники и математики, 2013. - с. 138-146.