Промышленные ПК для операторных: российские или импортные? Низкошумные или безвентиляторные?

По материалам Cabin Management Systems

Управление воздушным движением, управление на ЖД-переездах, контроль технологических процессов на верхних уровнях управления атомных электростанций – вот далеко не полный перечень приложений с высокой ответственностью, где роль оператора очень важна для обеспечения комплексной безопасности. Здесь критично всё, начиная от надёжного функционирования аппаратного и программного обеспечения и заканчивая комфортом специалистов, от которых зависит принятие верных решений. Известный факт: человеку легче сконцентрироваться, когда его ничто не отвлекает. Концепция «тихая операторная» сама по себе не нова и в последнее время набирает популярность во всё большем количестве отраслей промышленности. Развитию этой концепции, в частности, способствуют перспективные российские и зарубежные разработки встраиваемых компьютерных платформ с низкошумным и полностью безвентиляторным отводом тепла.

На рынке промышленных приложений существует актуальный тренд, состоящий в стремлении сделать труд операторов и диспетчеров, принимающих ответственные решения, максимально комфортным. Речь в данном случае идёт о том, что в помещении, где работает оператор, количество факторов, мешающих его качественной работе, должно быть сведено к нулю. Ошибки в таком процессе могут стоить недопустимо дорого. Если переводить данную тему в плоскость использования компьютерного оборудования на местах, то здесь очень важно отметить необходимость в надёжном функционировании, высокой эргономичности и простоте в эксплуатации, а также позаботиться о том, чтобы шум, издаваемый техникой во время работы, не превышал допустимые или «комфортные» нормы. В этой связи появилась и получила своё логическое развитие концепция «тихой операторной», упор при построении которой ставится на обеспечение минимального уровня шума при работе сложного аппаратного обеспечения.

Существуют два основных подхода, которые позволяют снизить уровень шума на уровне системы, – это использование сбалансированных вентиляторных конструкций, качественно работающих на высоких оборотах, либо более дорогой, но профессиональный сценарий, который предполагает полностью кондуктивный отвод тепла для вычислительных и графических подсистем, а также для подсистемы питания. В России широко представлены встраиваемые вычислители, которые выполнены как по первому, так и по второму принципу, причём среди них можно выделить и отечественные, и зарубежные продукты. Какой подход и страну происхождения выбирать разработчику, дело сугубо индивидуальное и, как покажет материал ниже, может зависеть от различных факторов.

Низкошумные серверы KISS приняли российское гражданство

Торговая марка низкошумных стоечных компьютеров KISS (Kontron Industrial Silent Server) давно известна не только в России, но и во всём мире. Данные компьютеры берут своё начало на производственных мощностях холдинга Kontron AG и сегодня стоят на одной «торговой полке» с такими известными производственными гигантами, как Siemens, Beckhoff, GE, B&R. Промышленным ПК KISS удалось завоевать своего покупателя исключительными особенностями, которые были положены в основу этих систем немецкими разработчиками профессионального встраиваемого железа. KISS вобрали в себя опыт нескольких лет разработки не одного десятка щепетильных R&D-инженеров, который получил отражение в глобальных проектах в сферах нефтегаза, энергетики, транспорта и многих других отраслях и позволил KISS стать широко узнаваемым в узких кругах системных инженеров. Размах мировых проектов с использованием этих систем внушителен, а на производственных конвейерах сегодня выпускаются десятки, а то и сотни тысяч таких машин в год.

Российские реалии, а точнее сегодняшняя политика государства в области импортозамещения, диктует свои правила и ставит под сомнение использование стоечных ПК зарубежного производства по крайней мере для крупных государственных проектов. Это, с одной стороны, открывает дополнительные бизнес-возможности для российских производителей, но с другой стороны – заставляет системных интеграторов пользоваться продуктами, которые произведены с использованием невыверенных и неотточенных технологий сборки, где при выборе базовых комплектующих предпочтение отдаётся азиатским вендорам прежде всего из соображений меньшей себестоимости. В результате системным интеграторам приходится использовать продукты с заведомо худшим качеством, сниженным жизненным циклом, которые менее удобны в эксплуатации, не говоря уже о внешнем виде, сравнимом по грубым меркам с «постсоветским».

В условиях ограниченного импорта разумный подход в предложении рынку качественного продукта видится в локализации высокотехнологичного производства промышленных компьютеров известной мировой марки в России. По этому пути и пошла компания «РТСофт», имея многолетний опыт сотрудничества с холдингом Kontron AG, обученных системных архитекторов и обладая полной производственно-технологической картой от партнёров Kontron AG. Известная марка KISS теперь производится на собственных мощностях, расположенных в наукограде Черноголовке. На текущий момент каналы продажи компании «РТСофт» могут предложить почти полную линейку сертифицированных промышленных ПК KISS российского производства. Российские KISS сегодня – это не только защита от санкций, недобросовестных и некачественных поставщиков, но и будущий задел в производстве отечественных конкурентоспособных систем.

Отечественный BLOK санкциям

Там, где определённый уровень локализации и использование зарубежных продуктов не позволяют решить поставленные производственные и проектные задачи российских системных интергаторов, «РТСофт» готов предложить свою собственную разработку – промышленный безвентиляторный компьютер BLOK (рис. 1), который просто идеален для организации операторных нового поколения. Идеален он по ряду причин, которые будут более подробно освещены в данном разделе.

BLOK не является предметом «отвёрточной» сборки, а представляет собой полноценный проект НИОКР по разработке российской электронной аппаратуры. Разработка данного устройства велась с использованием самых современных стандартов встраиваемой компьютерной техники, достижений в области сетевых и мультимедийных интерфейсов, а также благодаря современным системам проектирования и производства точной 3D-механики. BLOK производится в России на основе полного комплекта КД и имеет максимальную защищённость от действий поставщиков и производителей компонентов, так как все критически важные части системы имеют полные альтернативы.

В качестве компьютерного ядра устройства BLOK используется модуль, который выполнен в международном стандарте COM Express. Для справки: COM Express сегодня – номер один по темпам роста на мировой площадке встраиваемых компьютерных архитектур. Эта технология очень популярна в мире, и производством модулей в данном стандарте занимаются более ста международных компаний, включая российские. Не будет лишним сказать, что данную технологию взяла на вооружение российская компания «МЦСТ» и уже выпускает свои первые модули COM Express на базе собственных процессоров «Эльбрус». Эта важная особенность промышленного компьютера BLOK позволит ему в будущем не только масштабировать собственную производительность, используя ядра на Intel Atom Bay Trail или Intel Core 6th Skylake, но и применять в качестве ядра модули COM Express с российскими процессорами. Благодаря возможности масштабирования по процессорному ядру, жизненный цикл продукта BLOK не ограничен поддержкой на рынке в течение 5–7 лет, а может быть расширен до более длительного. Этот факт очень важен для долгосрочных спецпроектов, проектов в области атомной энергетики и в нефтегазовом секторе.

Полностью безвентиляторное охлаждение, развитая подсистема ввода-вывода, высокие мультимедийные возможности, подсистема RAID, дублирование питания – вот далеко не полный набор перспективного изделия BLOK, который делает его идеальным для построения современных полиэкранных бесшумных рабочих станций для операторов и диспетчеров. Девиз этого устройства – «поставил… и забыл».

Локальный оперативный сервис и гарантия

Опытные системные интеграторы, готовые поставить часть своей профессиональной судьбы на то или иное оборудование, просто обязаны позаботиться об уровне сервиса и качестве поддержки от поставщика/производителя, которую им обязательно придётся проверить на себе при реализации более или менее крупных проектов. Например, при взаимодействии с крупным мировым ОЕМ-производителем проблемы могут возникнуть с обратной связью либо с полным отсутствием таковой. Российские компании, реализующие небольшие проекты в объёмах до 1000 компьютеров в год, не представляют особого интереса для массового производителя. В таких случаях бывает сложно договориться о доработках БИОС, реализации дополнительной схемотехники, дополнительной доработке механики и т. д.

Далеко не многие производители, а уж тем более поставщики, могут оказывать длительную гарантийную поддержку продукту. В самых стандартных случаях этот срок не превышает одного года. Мировая практика показывает, что более длительную поддержку, как правило, гарантируют производители, обладающие внушительной системой качества на предприятии, отработанной производственной технологией, производящие изделия с тщательно выверенной компонентной базой и комплектующими, имеющими большие показатели параметра наработки на отказ (MTBF – Mean Time Between Failures). Именно этими тремя принципами руководствуется компания «РТСофт» при разработке, производстве и сборке продуктов KISS и BLOK. Каждая итерация выбора компонентной базы, проектирования, входного контроля, производства, наладки и многих других этапов создания изделия контролируется профессионалами своего дела на местах. Такой тщательный подход гарантирует заказчикам качественное и профессиональное исполнение продуктов, которое подтверждается расширенной гарантией до трёх лет.

Гарантийная поддержка – очень важный фактор, но ещё большую значимость она приобретает в совокупности с компетентной и качественной технической поддержкой по продуктам и возможностями производителя делать определённые доработки – другими словами, кастомизировать готовый продукт под требования заказчика. Близость производителя, расположенного в России, даёт абсо- лютные преимущества в этой части. Заказчикам «РТСофт», например, доступна модификация готового продукта даже в самых крохотных партиях от 50–100 шт. Вопрос в данном случае не ограничивается кастомизацией аппаратной части, поскольку у «РТСофт» имеется достаточно большой и профессиональный ресурс для работы с системным ПО. Если говорить более понятным языком, это большой штат программистов международного уровня, владеющих технологиями разработки драйверов (BSP-пакетов) под широкий класс операционных систем.

Профессионализм на местах, возможность доработки, качество производства и локальная длительная поддержка позволяют KISS и BLOK иметь неоспоримые преимущества для российского пользователя, профессиональный интерес которого лежит в эффективной и качественной реализации серьёзных проектов.

Немного о KISS

Рис. 2. Внешний вид модели KISS 1U Short KTQM87, оснащённой высокопроизводительными процессорами
Intel Core i3/i5/i7 четвёртого поколения и имеющей уменьшенную глубину

Весьма удобны с точки зрения организации АРМ операторов и диспетчеров те модели KISS, в названии которых присутствует слово «short», означающее уменьшенную глубину. Одной из новых систем этого типа является KISS 1U Short KTQM87 (рис. 2). Благодаря высоте 1U и глубине 350 мм, данное изделие способствует более плотному размещению оборудования. Система имеет три порта DisplayPort, четыре порта USB 3.0 и допускает гибкое конфигурирование и модернизацию в соответствии с требованиями заказчика. В двумерных и трёхмерных приложениях интегрированное графическое ядро Intel HD Graphics с поддержкой функций DirectX 11.1, Open GL 4.0 и Open CL 1.2 демонстрирует производительность уровня дискретных видеокарт. Малошумный промышленный компьютер KISS 1U Short KTQM87 базируется на четвёртом поколении процессоров Intel Core i3/i5/i7 с тактовыми частотами до 3,8 ГГц. В комбинации с чипсетом Intel QM87 и памятью DDR3 объёмом до 32 Гбайт это обеспечивает покрытие широкого диапазона требований по производительности. Компьютер KISS 1U Short KTQM87 может работать под популярными операционными системами Windows 7, Windows Embedded Standard 7 (32- и 64-разрядная), Windows 8 и Linux. Слот PCI Express x16 позволяет создавать специализированные конфигурации с использованием плат расширения на основе открытых стандартов. Благодаря восьми портам USB 2.0 (6 сзади, 2 спереди) и трём портам Gigabit Ethernet, компьютер KISS 1U Short KTQM87 обладает богатыми возможностями подключения к периферийным устройствам и сетям. Упрощающая обслуживание технология Intel AMT 7.0 способствует повышению готовности системы и снижению затрат. Помимо внутреннего ударозащищённого отсека в 2,5 дюйма имеются доступные с фронтальной стороны отсек 3,5 дюйма и привод DVD Slim. Поддержка 6-гигабитной версии технологии SATA обеспечивает высочайшую скорость взаимодействия с дисками, а возможность установки опциональной подсистемы Kontron KISS Stor Slim RAID 1 с двумя 2,5-дюймовыми дисками в конфигурации RAID 1 с возможностью «горячей» замены позволяет повысить степень защиты данных. Средняя наработка на отказ (MTBF) для KISS 1U Short KTQM87 составляет 30 000 часов. Изделие имеет класс защиты IP20, выдерживает удары силой до 15 g и рассчитано на работу при температурах от 0 до +45 0С.

Немного о BLOK

Типовой вариант поставки BLOK базируется на комбинации из процессора Intel Core 5 Haswell (2 ядра, частота 1,6 ГГц) и чипсета Intel Mobile Q87. Компьютер может быть оснащён памятью DDR3L-1600 объёмом до 16 Гбайт и двумя твердотельными либо жёсткими дисками формата 2,5 дюйм. Для подключения внешних устройств доступны два последовательных интерфейса, четыре порта Gigabit Ethernet, шесть портов USB 3.0/2.0 и три графических интерфейса (3 DisplayPort либо 2 DisplayPort + 1 DVI-D), а также звуковые вход и выход. Возможности расширения включают слот SIM-карты и два слота Mini PCI Express с поддержкой модулей Wi-Fi.

В базовой конфигурации платформа BLOK способна осуществлять вывод изображения на три дисплея в разрешениях до 4K с параллельной передачей аудио (рис. 3). Эта особенность имеет большое значение в контексте задач визуализации, оснащения операторских и организации автоматизированных рабочих мест. Безвентиляторный дизайн, обеспечиваемый малым тепловыделением процессора Intel Core 5 Haswell (не более 25 Вт), повышает надёжность системы и делает её полностью бесшумной. К характеристикам надёжности следует отнести также резервированный блок питания 220 B/50 Гц. Средняя наработка на отказ (MTBF) для BLOK превышает 150 000 часов (более 7 лет). Базовая конфигурация рассчитана на использование при температурах от –10 до +55 °C, весит 4,4 кг и имеет габариты 44 мм (1U)х415 мм (19") х200 мм. Производитель обладает лицензиями TUV ISO 9001-2008, ФСТЭК, Ростехнадзора и ФСБ. Продукт сертифицирован по ГОСТ Р и ТС. По умолчанию для BLOK доступны операционные системы Windows 7, Window 8, Windows Embedded Standard 7, Windows Embedded 8 Standard и Linux. Возможна адаптация других ОС, а также изменение характеристик питания, расширение температурного диапазона, усиление механических свойств, повышение класса защиты IP, проведение специсследований, спецпроверок и приёмки заказчика.

Рис. 3. Пример работы платформы BLOK с 3-мя дисплеями

BLOK в лаборатории «Интернета вещей»

Промышленный компьютер BLOK в составе системы
«Монтрек» на открытии московской лаборатории
«Интернета вещей»

Промышленный компьютер BLOK (blok. rtsoft.ru) российской компании «РТСофт» был выбран корпорацией Intel для участия в открытии московской лаборатории «Интернета вещей» (Internet of Things – IoT), состоявшегося 30 июня 2015 г. в Москве. В постоянной экспозиции лаборатории компьютер BLOK фигурирует в составе программно-аппаратного комплекса «Монтрек», адресованного предприятиям, имеющим собственный парк транспортных средств и желающим наладить их эффективный онлайн-мониторинг (см. фото). Разработанная специалистами «РТСофт» мониторинговая система «Монтрек» не имеет мировых аналогов и способна обеспечивать рентабельное функционирование на обширных территориях нашей страны, где не работают обычные средства коммуникации. Достигается это за счёт нового, революционного подхода к принципам слежения за объектами. Система позволяет организовать непрерывный контроль транспорта и производственных объектов с удалённым управлением логистикой и технологическими процессами. Её основная область применения – контроль перемещения транспортных средств в удалённых и труднодоступных районах, в том числе вне зон покрытия мобильной связи. Система «Монтрек» служит наглядным примером того, как промышленные компьютеры BLOK помогают при создании современных операторских приложений в самых различных сферах, включая такие новые и бурно развивающиеся сегменты рынка, как «Интернет вещей».

Напоследок

Промышленные компьютеры типа BLOK и KISS – это яркий инструментарий, который позволяет системным интеграторам разрабатывать бесшумные диспетчерские и операторные пункты, шлюзовые и вычислительные узлы нового поколения. Причём делать это на основе самых современных процессорных архитектур, коммуникационных возможностей и технологий отвода тепла. Российские низкошумные и бесшумные промышленные ПК высокой надёжности в будущем обязательно станут неотъемлемой частью высокотехнологичных и безопасных диспетчерских пунктов и станций оператора, которые занимаются управлением сложных технологических объектов, систем транспорта, коммуникаций и многих других.