Thursday, July 05, 2018

Индустрия 4.0. Cloud

Отрывок.

Небольшой мини-цикл:
Индустрия 4.0. Big Data.
Индустрия 4.0. 3D Printers
Индустрия 4.0. Cloud
Протокол обмена данными

...Реальная идея подхода под общим названием «облачные вычисления» — вот в этом: обеспечить синхронизированное взаимодействие программ, запущенных на разных машинах. Воспользоваться ресурсами нескольких компьютеров сразу, чтобы ускорить вычисления. Сохранить данные так, чтобы у них была резервная копия, и/или к ним был возможен доступ сразу из нескольких мест...

«Облачные технологии» и, в частности, «облачные вычисления» — это всего лишь использование для расчётов или иной деятельности более чем одного компьютера. Если вы отключите роутер от интернета, но оставите подключённым к нему свой компьютер и компьютер своего сына, а потом запустите на них какую-то игру, позволяющую играть нескольким игрокам внутри такой вот локальной сети, то это уже будет использование «облачных технологий». Поскольку часть вычислений уже будет синхронизированной: вы будете видеть в игре не только своего персонажа, но и персонажа другого игрока. И они оба будут влиять на игровой мир так, что другой игрок через своего персонажа пронаблюдает это влияние...

Вам нужно сделать ролик с трёхмерной графикой? Есть проблема: для изготовления каждого кадра этого ролика нужно довольно много вычислений. Если вы запустите «рендер» ролика только у себя, то ваш компьютер будет делать его два дня. Но в это время ваш сын уехал в поход, и его компьютер простаивает. А пятеро ваших друзей сейчас используют свои компьютеры только для чтения Фейсбука, на что особо много ресурсов не надо. Ставим им всем ту же программу, включаем в ней соответствующую настройку, и вот уже семь компьютеров занимаются производством вашего ролика. И он обсчитывается в семь раз быстрее.

Вот они — облачные вычисления: вы воспользовались простаивающими ресурсами, чтобы ускорить процесс. Возможно, потом ваш сын вернётся из похода, и ему тоже что-то такое понадобится. И он тогда подключит к своим вычислениям ваш компьютер, который, возможно, тоже в тот момент будет простаивать.

Такие же сервисы можно сделать и в виде коммерческой услуги: вам нужны ресурсы, чтобы что-то посчитать, но вы делаете это редко? Купите «процессорное время», на тех компьютерах, которые есть у фирмы, предоставляющей эти услуги. Это будет дешевле, чем покупать аналогичные компьютеры, если вам они потом всё равно не понадобятся.

И да, такое уже весьма широко практикуется.

Ниже есть продолжение.

Следующая задача. Вы и ваши коллеги разрабатываете какой-нибудь документ. Однако вы в разное время находитесь за разными компьютерами. У вас самого один на работе и один дома. И у них так же.

Как быть в этом случае?

Многие сейчас по привычке таскают этот документ на флешке или копируют его друг другу при помощи той же флешки. Чуть более продвинутые шлют его друг другу по е-мэйлу. Ну и самим себе — с рабочего компьютера на домашний — аналогично.

Это чревато большими проблемами с отслеживанием актуальной версии документа и синхронизации вносимых изменений. Да и просто требует кучу лишних дополнительных действий по сравнению с более прогрессивным способом: можно сделать сервис, в котором сохраняются документы. Компьютеры, на которых установлена соответствующая программа, при наличии сети синхронизируют определённые файлы у себя на диске и на сервере. Так, что все внесённые на одном компьютере изменения появляются и на другом компьютере тоже — в аналогичном файле. А поскольку сервис позволяет «владеть» одним и тем же файлом сразу нескольким людям, у них у всех всегда одна и та же копия этого файла. И при внесении изменений кем-то из них, те же изменения сразу же появляются у всех остальных.

Впрочем, можно даже этот файл не иметь на локальном диске какого-то конкретного компьютера, а просто войти в свой аккаунт этого сервиса через браузер и редактировать файл там — в браузере...
https://www.nalin.ru/industriya-4-0-i-mirovoj-poryadok-5898

Напоследок, я хочу сказать, что загружаю данные "в облако", они перестают принадлежать только вам. К ним имеют доступ спецслужбы. Например, в Германии в 2015 г.:

Несмотря на резкую критику со стороны оппозиции, бундестаг принял проект закона о резервном хранении личных данных интернет-пользователей и абонентов телефонной связи...

Новый закон обязывает телекоммуникационные компании хранить на протяжении десяти недель номера телефонных соединений, IP-адреса и на протяжении четырех недель - информацию о местонахождении клиентов. Эти данные должны храниться только в Германии, а по истечении установленного срока уничтожаться, указывает epd. При этом содержание телефонных звонков и электронных сообщений фиксироваться не будет.
https://www.dw.com/ru/%D0%B1%D1%83%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B3-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%8F%D0%BB-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D0%BE-%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B8-%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85/a-18786745

Ещё цитата с Википедии:

Помимо распространения социальных сетей, пользователями которых сегодня являются 347 млн европейцев, в качестве примера высокой незащищенности данных граждан в докладе также упоминалось так называемое «облачное хранилище». При данной модели хранения информации используются многочисленные удаленные в сети серверы, предоставляемые в пользование клиентам третьей стороной. Информация пользователей хранится и обрабатывается в одном виртуальном сервере. Имея определенные преимущества, данная модель хранения может содержать в себе потенциальную угрозу безопасности данных, особенно когда речь идет о конфиденциальной, приватной информации. Фактически она может быть доступна интернет-провайдерам, и здесь также требуются правые гарантии для граждан.

В документе также отмечается, что способы сбора данных становятся все более сложными для мониторинга и контроля. Например, процедуры, предусматривающие автоматический сбор данных, в число которых входит электронная покупка билетов, определение местонахождения человека с помощью телефонных устройств и многое другое. К этому нужно добавить, что правительство также имеет заинтересованность в сборе и хранении данных о своих гражданах, например, для предотвращения террористических актов, для налогообложения, реализации инициатив, связанных с электронным правительством.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D0%B0_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D0%B2_%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B5_%D0%B2_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D1%85_%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D0%BE%D1%8E%D0%B7%D0%B0


Я умышленно не привожу тут GDPR (Общий регламент по защите данных), также я умышленно оставил рассмотрения закона Яровой наконец заметки, эта не является исключительно российским изобретением.


Поправки, дающие Правительству полномочия обязывать операторов связи хранить записи телефонных разговоров, SMS и интернет-трафик пользователей сроком 6 месяцев, вступят в силу 1 июля 2018 года. При этом, как это следует из поправок, указанная информация должна будет храниться исключительно на территории России [похожая практика есть в Германии, см. выше].
...
Согласно проекту приказа Минкомсвязи, интернет-компании и сервисы должны хранить и предоставлять спецслужбам: псевдоним, дату рождения, адрес, фамилию, имя, отчество, паспортные данные, языки, которыми владеет пользователь, список его родственников, текст сообщений, аудио- и видеозаписи, адрес электронной почты, дату и время авторизации и выхода из информационного сервиса, наименование программы-клиента.

12 апреля 2018 года правительство РФ подписало постановление о том что с 1 октября 2018 года операторы связи обязаны хранить в течение 30 суток текстовые, голосовые, видео и другие сообщения пользователей. Далее оператор обязан увеличивать объем хранения на 15 процентов в год.
...
Законопроект устанавливает запрет на использование несертифицированных средств кодирования (шифрования). За нарушение этого запрета нарушителю грозит штраф в размере от 3 000 до 5 000 руб. с конфискацией средств шифрования.
...
Также «закон Яровой» обязывает организаторов распространения информации в интернете декодировать сообщения пользователей. По требованию ФСБ компании должны будут предоставлять ключи к зашифрованному трафику.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%AF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9

Таким образом, нельзя хранить данные с помощью шифрования, которое не поддаются расшифровке спецслужб.



Индустрия 4.0. 3D Printers

Отрывок.

Небольшой мини-цикл:
Индустрия 4.0. Big Data.
Индустрия 4.0. 3D Printers
Индустрия 4.0. Cloud
Протокол обмена данными


3d-принтеры. От них ожидают такого же прироста, который когда-то дали просто «принтеры». То есть технология печати сразу с компьютера или аналогичного устройства, вместо печати с предварительно набираемых литерами форм каждой страницы. Или даже такого, который был при изобретении типографского способа публикации материалов вместо переписывания от руки.

И это, надо отметить, неспроста. Данная технология обладает сразу несколькими очень внушительными и критически важными бонусами (аналогичными, кстати, тем, которые имела «электронная» печать на фоне предыдущих вариантов). Дело в том, что при наборе литерами, хотя и появляется возможность очень быстро создавать множество копий книги, но для создания хотя бы одной из них сначала надо набрать каждую страницу из этих самых литер. По этой причине издание таким способом единственного экземпляра оказывается сравнимым по стоимости (и даже дороже), нежели ручное переписывание.

То же самое происходит и в производстве: предыдущие методы позволяют произвести большое количество экземпляров одного и того же товара, и это гораздо дешевле, чем вручную, однако малая партия этого товара оказывается чудовищно дорогой, поскольку всю фабричную линию надо под этот товар перенастраивать: создавать новые формы для литья корпуса, например. И в результате малые партии надо либо производить вручную (а это долго, да и по качеству вручную уже обычно хуже, чем на фабричном оборудовании), либо же продавать сильно дороже, чтобы хотя бы окупить стоимость производства.

При трёхмерной же печати одни и тот же «станок» — 3d-принтер — может производить какие угодно продукты и каждый следующий будет стоить примерно столько же, сколько предыдущий, независимо от того, стотысячный ли это такой же, как предыдущие, продукт, или вообще совсем новый.

Ниже есть продолжение.

Фактически при таком подходе дополнительно оплачивается только разработка самой компьютерной модели этого продукта, адаптированной для трёхмерной печати. Что в случае с компьютерами тоже гораздо дешевле, нежели при, например, литье, поскольку при литье, даже если форма отличается парой незначительных деталей, её всё равно надо изготавливать заново и практически с нуля: то есть заново создавать физический прототип будущего продукта, чтобы использовать его как модель для создания формы, а потом по этому прототипу делать саму форму. Если же модель существует только внутри компьютера, то для изменения мелких нюансов формы у существующей уже 3d-модели надо подвинуть несколько вертексов (вершин сетки, задающей форму объектов), что занимает считанные секунды.

Ну и, конечно, как вариант, можно напечатать и саму форму для литья тоже.

В результате, даже если таким способом создаётся только прототип для изготовления литейной формы, производство малых партий радикально удешевляется.

Если же изготавливать сразу конечный продукт таким способом, то его себестоимость в перспективе становится сравнимой или даже меньшей, нежели стоимость оного при серийном производстве. Даже если нужен всего лишь один экземпляр этого продукта.

Кроме того, литьё и прочие аналогичные методы производства сильно сужают пространство доступных для производства объектов. Ведь форма для отливания обычно не одноразовая, а потому с неизбежностью должна состоять из двух частей, чтобы произведённый продукт можно было из неё извлечь, не разрушив самой формы. И каждая из этих частей должна быть такой, чтобы, во-первых, тот материал, из которого производится данный продукт, мог при заливании внутрь заполнить её целиком, а во-вторых, после застывания свободно из неё выйти.

Вдобавок в ряде случаев довольно тяжело сделать плотность конечного продукта равномерной или переменной, но именно с таким распределением плотности, которое нужно по техническим требованиям. Для этого применяются всевозможные изощрённые технологии, однако оно, разумеется, тоже сильно повышает стоимость производства и требуемое на него время.

3d-принтеры же создают объект по сути послойным напылением на основании компьютерной модели (почти аналогичной тем, которые используются при создании компьютерных игр и спецэффектов). Форма для литья ему не нужна вообще, а плотность в каждой точке гораздо проще сделать той, которая требуется.

Кроме того, уже есть технологии, позволяющие 3d-печать из разных материалов одновременно. Что, например, литьём сделать вообще невозможно.

И, разумеется, хотя очень многие и не в курсе, всё это тоже уже весьма широко применяется (в том числе, кстати, и кое-где в России). Причём даже теми способами, которые до того можно было бы счесть «ненаучной фантастикой».

В частности, есть 3d-принтеры, которые могут напечатать детали ещё одного такого же 3d-принтера. Что открывает дорогу к самовоспроизводящимся роботам, которые будут заниматься производством товаров.

Существует и уже используется 3d-печать фрагментов зданий, в том числе, сразу на самом недоделанном ещё здании. Есть даже здания, целиком «напечатанные» (и тоже, кстати, в том числе в России). Есть уже даже напечатанные не в виде деталей, которые потом собрали, а напечатанные сразу целиком, причём со всеми коммуникациями.

Зачем это нужно, если «здание можно построить и так»? Да всё за этим же: большее разнообразие при существенно меньшей себестоимости. И, кстати, что немаловажно, при гораздо меньшем времени на постройку здания.

Кроме того, есть технологии 3d-печати еды. Что в перспективе сильно удешевит её производство, при этом, опять же, увеличив разнообразие. Ведь можно будет, вместо выращивания животных и растений, выращивать просто клеточный материал, а потом «печатать» из него и дополнительных необходимых человеку микроэлементов продукты питания — как точные копии уже существующих (но без вредных для здоровья примесей), так и ранее не существовавшие.

Есть технологии 3d-печати из живых клеток организма, причём они сохраняют жизнеспособность после этой печати, что даёт возможность буквально печатать, например, человеческие органы для последующей пересадки, которые будут абсолютно совместимы с организмом того человека, которому их пересадят.
...
Это, собственно, логичное развитие очень сильно продвинувшейся компьютерной графики. То, что до того существовало в виде почти фотореалистичных компьютерных игр или совсем фотореалистичных спецэффектов в фильмах, просто добавляется в реальном времени к окружающему миру.

Технологий тут тоже уже много, и они уже реально воплощены в жизнь. В самом примитивном варианте изображение снимается камерой и подаётся на экраны «очков» с наложенными на полученное с камеры изображение спецэффектами. В более продвинутом варианте «дополнение реальности» проецируется на сетчатку глаза при помощи микроскопического проектора, прикреплённого к дужке очков, а саму окружающую реальность человек видит «традиционным способом».

В это время датчики отслеживают положение головы человека в пространстве, что позволяет синхронизировать перемещение реального мира в поле зрения с перемещением «виртуального объекта» в нём.

Кроме впечатляющего художественного эффекта это всё имеет ещё и крайне полезные практические применения.

Например, можно транслировать логическую карту города прямо поверх «естественного вида» этого города. То есть «вживить» в то, что человек видит, навигационные подсказки: названия улиц, номера домов, стрелки «иди вот сюда», помогающие идти по заранее заданному маршруту.

Можно подписать виртуальными надписями и комментариями детали какого-то агрегата. Чтобы, например, организовать «удалённую консультацию»: когда более грамотный в некотором вопросе специалист помогает менее грамотному выполнить какую-то работу, находясь при этом в другом городе или даже на другом континенте.

Можно показывать чертёж прямо поверх частично созданного агрегата или здания.

Это самое здание, кстати, можно посмотреть в виде его виртуального образа прямо в реальном мире. Сейчас для этого создаются «псевдофотографии», или даже виртуальные пространства, по которым можно «походить», как в компьютерной игре. Однако трёхмерная модель, встроенная в окружающую реальность, разумеется, даёт больше информации и проще воспринимается. И сделать такую разновидность виртуального пространства тоже проще — ведь в этом случае не надо создавать ничего, кроме модели интересующего нас объекта — всё остальное уже и так существует и доступно для непосредственного осмотра.

Да и не только зданий это касается: сама разработка любой модели (например, для последующей 3d-печати) в ряде случаев сильно упрощается, если можно редактировать сетку модели прямо внутри предполагаемого контекста использования продукта, который будет по ней создан.

В сочетании же с уже довольно хорошо развитыми технологиями 3d-сканирования это даёт ещё более впечатляющие бонусы. Например, можно получить трёхмерную модель некого объекта, просто осмотрев его со всех сторон. В дополненной реальности при этом сразу будет отображаться уже распознанный фрагмент этого объекта, чтобы легче было контролировать процесс осмотра. А потом сразу же начать модифицировать эту модель в дополненной реальности.

Таким образом устраняется почти вся рутина, отнимающая кучу времени, а скорость разработки модификаций и улучшений радикально возрастает. Да и создание нового тоже.

И снова оно уже есть, хотя и не охватило пока всех поголовно...
https://www.nalin.ru/industriya-4-0-i-mirovoj-poryadok-5898



Индустрия 4.0. Big Data

Отрывок.

Небольшой мини-цикл:
Индустрия 4.0. Big Data.
Индустрия 4.0. 3D Printers
Индустрия 4.0. Cloud
Протокол обмена данными


...Конечно, в собирательном прогнозе под условным названием «индустрия 4.0» есть и фрагменты, статус которых пока не до конца ясен. Например, пока ещё не совсем ясны перспективы квантовых компьютеров (просто потому, что пока ещё созданы только лишь фрагменты оных)...

Большие данные (Big Data). Под этим незамысловатым, но не совсем понятным названием скрываются, внезапно, просто большие объёмы данных. Которые сами по себе чудесными не являются. Однако фокус в том, что раньше эти данные было почти невозможно собрать в таком объёме, а даже если бы их кто-то с большим трудом и собрал, из них было невозможно хоть что-то ценное извлечь. Хотя ценное там есть и много.

Сейчас же появилась возможность всё это не только собирать, но и обрабатывать за разумное время — при помощи компьютеров. А заодно появились и алгоритмы обработки.

Что же можно с помощью этого сделать? Ну, например, можно прогнозировать будущее. Причём весьма неплохо.

Ниже есть продолжение.

Моя [автора, цитируемой заметки] дипломная работа, например, посвящалась прогнозу электропотребления при помощи нейронных сетей и некоторых дополнительных методов статистики. Коими анализировались эти самые «большие данные»: статистика почасового энергопотребления за много лет по нескольким регионам. И хотя компьютеры тогда (2001-й год) были ощутимо более медленными, их всё-таки уже хватало для почасового прогноза электропотребления на две недели вперёд. С отклонениями от реальности на доли процента.

Но это не единственный вариант применения.

Можно, например, при помощи тех же нейронных сетей сделать распознавание лиц на фотографиях (это уже есть в ряде программ и непосредственно в фото- и кинокамерах).

Можно сделать переводчик с любого языка на любой другой — почти без анализа самой структуры языка, а только лишь благодаря наличию очень большого количества уже существующих переводов (это тоже уже есть: переводчики Гугла и Майкрософта работают именно на этом принципе).

А можно расшифровать геномы многих людей, а потом сравнивать их между собой, чтобы выявить гены, отвечающие за возникновение тех или иных врождённых болезней (тоже уже сделано, хотя и не для всех болезней).

И много чего ещё другого.
https://www.nalin.ru/industriya-4-0-i-mirovoj-poryadok-5898