Od davnina se govori da teški periodi donose inovacije, a 2020. godina je i više nego se očekivalo prošla kroz niz izazova širom svijeta, posebno u proizvodnji. Jedna od najvećih prepreka sa kojim se suočila proizvodnja jeste potreba za radom na daljinu; potreba koja neće tako jednostavno nestati. Međutim, to se i ne mora smatrati preprekom, nego, radije, prilikom da se redizajnira način na koji ljudi rade i sarađuju, koristeći virtualne alate i tehnike.
Virtuelizacija u različitim oblicima datira još iz vremena računara (engl. mainframe computers) 60-ih i 70-ih godina. Ona predstavlja praktično stvaranje komponenata, aplikacija i operativnih sistema unutar uređaja kao što CPU, diskovi i konektori koji se kreiraju i dodjeljuju fizičkoj memoriji i hardveru. Iako nismo u svakom trenutku toga svjesni, interakcija sa različitim oblicima virtualizacije se dešava svakodnevno, od cloud usluga do pokretanja Windows programa na Mac-u ili igranja starih video igrica pomoću emulatora. Pa zašto onda ne iskoristiti potencijal ovih alata i za radno okruženje?
Postoji pet ključnih tipova virtualizacie, a svaka od njih ima svoje jedinstvene prednosti: virtualizacija radne površine, virtualizacija aplikacija, virtualizacija servera, virtualizacija pohrane podataka i mrežna virtualizacija.
Virtuelizacija servera
Virtuelizacija servera je jedna od najčešćih oblika virtuelizacije na jednom radnom mjestu. To je postupak stvaranja više virtuelnih servera, svaki sa svojim operativnim sistemom (OS), na jednom fizičkom serveru. Virtuelni layer poznat i kao hipervizor direktno se instalira na hadrver servera umjesto operacionog sistema. Hipervizor može simulirati nekoliko virtualnih verzija hardvera za upotrebu kao zasebni virtuelni serveri, svaki sa svojim operativnim sistemom i aplikacijama. Ovi serveri mogu raditi kao mjesta za pohranu ili kao aplikacije s visokim performansama ili potrebama memorije. To čak olakšava postupak kreiranja sigurnosne kopije jer se cijeli virtuelni server može replikovati na sekundarnu lokaciju.
Najčešći primjer virtuelnih servera su serveri u obliku cloud tehnologije. Cloud usluge koriste virtuelizaciju za održavanje servera, aplikacija i snimanja datoteka za mnoge različite kompanije i korisnike u jednoj banci servera. Iako cloud serveri omogućavaju lagan pristup i na daljinu, navedeno se može lahko postići i upotrebom lokalnog servera radi optimizacije njegove upotrebe. Neki programi poput Autodesk Fusion 360 čak imaju ugrađene sisteme za računarstvo u oblaku koji omogućavaju korisniku pokretanje procesa na cloud server, umjesto da mu je potreban lokalni hardver za rukovanje radnim obavezama. To znači da čak i bez moćne radne stanice korisnici i dalje mogu izvoditi napredne proizvodne simulacije i studije poput Analize konačnih elemenata (FEA) i generativnog dizajna.
Virtuelizacija radne površine
Virtuelizacija radne površine je postupak kreiranja virtuelne mašine (VM). Virtuelna mašina je virtuelni radni prostor s operativnim sistemom i simuliranim hardverom. Pristupa mu se putem fizičkog uređaja, poput računara. Lokalni operativni sistem ili operativni sistem hosta zahtijeva sloj virtuelizacije koji komunicira između virtuelne mašine i operativnog sistema hosta kako bi kontrolisali ulaze, izlaze, fizičke resurse i memoriju koje koristi VM i vraća ih hostu.
VM se koriste za mnoge svrhe. Često ih instaliraju lokalno, a korisnici MAC-a koriste ih za pokretanje operativnog sistema Windows ili Linux. To omogućava korisnicima da pokrenu aplikacije koje su kompatibilne samo s drugim operativnim sistemom. Virtuelne mašine se mogu također pohraniti na server, omogućavajući svima koji imaju pristup serveru upotrebu VM-a.
Dodavanje cloud servera omogućava korisnicima da se u odsustvu povežu sa radnom stanicom s daleko većim raspoloživim fizičkim resursima. To je posebno korisno kada je u pitanju rad od kuće gdje korisnik ima pristup samo laptopu ili kućnom računaru. Memorijom i procesorskom snagom upravlja se na serveru na kojem je virtuelna mašina pohranjena, a veza je ograničena samo brzinom internetske ili mrežne veze. Ovo omogućava veću brzinu i performanse u odnosu na tradicionalne računare; gdje ključni proizvodni programi kao što je Autodesk Navisworks mogu brže učitati velike 3D modele, a dugotrajne operacije poput složenih proračuna, simulacija i rendera oduzimaju mnogo manje vremena.
Virtuelizacija aplikacija
Virtuelizacija aplikacija se može posmatrati kao sažeta virtuelna mašina. To je izvršna datoteka ili aplikacija koja ne uključuje vlastiti operativni sistem; umjesto toga, sloj virtuelizacije dizajniran je za izravnu komunikaciju između aplikacije i operativnog sistema host-a. Te aplikacije obično egzistiraju u zaštićenom okruženju koje ih odvaja od glavnog operativnog sistema i zbog toga njihova instalacija se ne vrši poput instalacije tradicionalnih aplikacija i mogu se pokretati na daljinu.
Te aplikacije su od velike koristi za IT i često se koriste za uvođenje softvera u cijeloj kompaniji. Lako ih je dijeliti i pokretati jer ne zahtijevaju instalaciju. To također znači da ažuriranje ili uklanjanje aplikacije zahtijeva samo zamjenu ili brisanje datoteka koje se mogu pohraniti i pristupiti im se samo s mjesta centralnog servera.
Dodatni efekat njihove diskonektovane prirode, čini virtualne aplikacije obično sigurnijim od instaliranih. Ne mogu oštetiti druge aplikacije tokom postupka instalacije, izbjegava se problem s ažuriranjima operativnog sistema i mogu pokretati više verzija ili izdanja bez međusobnog ometanja.
Virtualizecija pohrane podataka
Virtualizacija pohrane podataka je sistem koji seže u vrijeme glavnih računara. Iako se virtuelizacija pohrane može odnositi na raspodjelu memorijskih resursa unutar jednog uređaja među njegovim virtuelnim komponentama, češće se koristi kada u obliku memorijskog spremnika. Memorijski spremnik alocira sve fizičke komponente i memoriju više računara ili servera za kreiranje jednog velikog virtualnog uređaja. Pokretanjem virtualnih mašina na vrhu memorijskog spremnika svaki korisnik ima pristup većoj zajedničkoj memoriji koja se može dodijeliti uređajima kojima treba više, tako da niti jedan računar ispod ili iznad ne koristi njegovu memoriju.
To je posebno korisno za dizajnerske i proizvodne timove koji često nailaze na probleme s prekomjernom ili nedovoljnom upotrebom svog hardvera. Ako jednom korisniku treba veća procesorska snaga ili memorija, resursi mu se mogu preraspodijeliti, posebno za procese koji se izvode izvan radnog vremena poput kreiranja sigurnosnih kopija. Dodatni neiskorišteni hardver udružuje se kako bi pomogao u procesu.
Mrežna virtuelizacija
Mrežna virtuelizacija je stvaranje virtualne mrežne veze između fizičkih i virtuelnih mašina i servera. Obično se dijeli u dvije kategorije: interna i eksterna virtuelna mreža.
Eksterne virtuelne mreže predstavljaju virtuelne veze implementirane preko infrastrukture fizičke mreže. Virtuelne mreže mogu se koristiti za kombinovanje i podjelu fizičkih mreža. Korisnici tada mogu koristiti virtuelnu mrežu kao što bi koristili i fizičku mrežu, dok fizička mreža samo prenosi pakete podataka. Virtuelne mreže omogućavaju lakši pristup i kontrolu, jer ih IT ili administrator mogu mijenjati bez fizičkih promjena, a mogu pružiti i mrežni pristup na daljinu.
Interne virtualne mreže su mreže kreirane između virtuelnih mašina pohranjenih na istom serveru. To omogućava da veze i centralna pohrana podataka za grupu virtualnih mašina budu smješteni na istom serveru. Povezivanjem sa serverom korisnici mogu pristupiti svim potrebnim aplikacijama i podacima putem virtuelne mašine i virtuelne mreže i na taj način mogu sarađivati u virtuelnom okruženju.
U proizvodnji se obično koriste eksterne mreže, ali kombinacija ove dvije može se koristiti i za svestranije okruženje. Pomoću konfigurabilne mreže koja se može pokretati putem virtuelnih i fizičkih veza, radna stanica u proizvodnom pogonu može se povezati s inženjerima u kancelariji i tako raditi na daljinu.
Uključivanjem virtuelnih mašina u internu mrežu, korisnik može pristupiti istoj ili povezanoj virtuelnoj mašini drugog uređaja ili radne stanice i nastaviti tamo gdje su stali sa svim datotekama pohranjenim na mreži. G-kod ili programski jezik kreiran u kancelariji mogu se odmah otvoriti u pogonu kako bi se koristili s kompjutersko-numeričkim kodom (CNC) bez potrebe za složenim postupkom dijeljenja datoteka. A zbog razine kontrole i konfigurabilnosti, svaki tim ili čak svaki korisnik mogao bi imati pristup različitim mrežama, što može pomoći u sigurnosti, toku rada i dostupnosti.
Koristi virtuelizacije u proizvodnji
Proces virtuelizacije može se činiti prilično složenim, ali s obzirom na njegove prednosti nije. Mnoge se kompanije muče zbog lošeg umrežavanja i nedostatka pristupa radnim stanicama. Virtuelne mašine i virtuelni ili cloud serveri neki su od najsnažnijih alata za borbu protiv izazova rada na daljinu. Virtuelnim mašinama može se dodijeliti ono malo ili toliko memorije sa njihovog servera koliko je potrebno da zadovolje njihove potrebe. To znači da korisnici nisu ograničeni svojim lokalnim hardverom i mogu pokretati aplikacije poput CAD softvera koje možda previše opterećuju ili usporavaju njihov lokalni sistem. Stvaranjem virtuelne mreže korisnici i virtualna mašina tada mogu raditi kao da su povezani na lokalnoj mreži što poboljšava saradnju, pohranu datoteka i upravljanje korisnicima.
Virtuelizacija se može razlikovati od kompanije do kompnije, a često je najefikasnija kada se pravilno spoji s pravim sistemima i aplikacijama. Da biste najbolje razumjeli prednosti, možete pogledati kako su neke kompanije iskoristile potencijale virtuelizacije.
Na primjer, jedna je kompanija otkrila da rad na daljinu stvara probleme sa brzinom njihove mreže. Mreža na licu mjesta dobro je funkcionisala s lokalnom konekcijom, ali daljinski joj je pristup bio nepouzdan i doveo je do dugog vremena učitavanja kod otvaranja i spremanja promjena u bilo kojem dizajnu ili dokumentima, kao i dodatnom riziku od zastarjelosti ili slučajnog prepisivanja dokumenata kada je više korisnika sarađivao na projektu. Iako bi se posao mogao nastaviti ovako, doduše sporo i neučinkovito, za rješavanje ovih problema mogla se primijeniti virtuelizacija.
Rješenje je bilo implementirati Autodesk Vault na Amazon cloud serveru. Autodesk Vault je omogućio postupak odjave datoteka koji omogućava korisnicima rad na datotekama lokalno i pristup serveru samo prilikom prijave ili odjave datoteka. S Autodesk Vault virtualiziranim na cloud serveru, konekcija se više nije oslanjala na staru mrežnu konekciju, već je bila dostupna putem bilo koje internetske veze, uklanjajući probleme s konekcije svojstvene starom sistemu. Ovom jednostavnom promjenom svaka udaljena radna stanica imala je jednako pouzdan pristup datotekama kao i one na licu mjesta.
U drugom slučaju, kompanija je koristila Autodesk CFD (Computational Fluid Dynamics) za testiranje efikasnosti kanala za hlađenje kalupa za livenje i bio im je potreban pristup njihovom softveru s udaljenih radnih stanica. Koristeći Workspot virtuelnih mašina mogli su pristupiti i pokretati aplikaciju na virtuelnim radnim površinama sa svojih laptopa. Da bi se prikupili značajni rezultati, studije prijelaznog prijenosa topline su mogle da traju od nekoliko minuta do nekoliko sati dok je računar obrađivao milione složenih jednačina.
Izvođenje studije na virtuelnoj mašini omogućilo je još veću procesorsku snagu. Jedna analiza utvrdila je da je studija završena više od dvostruko brže na virtuelnoj mašini nego na laptopu. Aplikacija nije koristila lokalnu memoriju ili procesorsku snagu i lahko je mogla raditi u pozadini dok je radila na drugim projektima. Korištenje virtuelnih mašina ne samo da je omogućilo lagan pristup aplikacijama sa daljine, već je brže i efikasnije iskoristilo vrijeme inženjera.
Virtualizecija omogućava produktivnije korištenje resursa, bolju povezanost unutar kompanije i veću kontrolu imovine. Ovi su alati korisni u proizvodnom i kancelarijskom okruženju jer mijenjaju dosadašnji način poslovanja i olakšavaju rad od kuće, tj. u potpunosti mijenjaju način rada ljudi.
Članak “How to Virtualize for Manufacturing” autora Tristan Gunderson-a preveden je sa New Equipment Digest.
