Moje první síť

Cloudové technologie a nabídka služeb v nadnárodních síťových infrastrukturách je v současné době v běžném světě uživatelů známá. Jak přistoupit k tomuto problému z pohledu průmyslové praxe a odborné výuky. Jak propojit technologie, spolupráci a odborné software vybavení? Tímto problémem se zabývá projekt, který vznikl na VOŠ a SPŠ ve Žďáře nad Sázavou původně jako sada ročníkových a maturitních prací a později byl rozpracován do podoby ucelené tematické oblasti. Celkový proces návrhu cloudu je výrazně posílen dlouhodobou spoluprací s našimi partnery, patří jim za toto poděkování:

• Microsoft - podpora v oblasti virtualizace, operačních systémů a služeb
• Autodesk - kompletní zajištění software v oblasti PLM a BIM technologií
• Cisco - podpora v oblasti projektování informačních sítí, IoT a kybernetické bezpečnosti
• AUTOCONT - řešení technického zázemí pro výuku

Pro řadu uživatelů je pojem cloudových služeb zahalen rouškou tajemství a blikajících zařízení ukrytých za svazky kabelů. Jak dnes počítače propojujeme a komunikujeme se svými přáteli, spolupracovníky a prakticky celým světem? Před řadou let vznikla naše studie zaměřená na jednu z nejzajímavějších oblastí informačních technologií, která byla podpořena odborným tiskem. Projekt digitálního cloudu na tyto zkušenosti navazuje a snaží se jej úzce integrovat s nejnovějšími poznatky, které jsou k dispozici našim studentům v prostředí školy i jejich práce na domácích systémech.

Nápady řešené v týmu, který spolupracuje on-line

Při realizaci jsme se zaměřili na několik otázek napříč komplexním řešením digitálních služeb pro technické obory, které jsou stále častěji svázány s globálně poskytovanými technologickými službami. Snahou bylo také zachovat z důvodu multilicenční přenositelnosti vazby na dostupnost jednotlivých služeb školám. V ukázkové realizaci digitálního technologického cloudu, kterou vidíte níže,  jsme využili několika prací zaměřených na koncepci cloudových služeb od Oldřicha Koubka, kybernetickou bezpečnost a ochranu vnitřního perimetru sítě od Jindřicha Dítě a správu dat projektů na technologii Autodesk Vault od Jakuba Melichara. 

Finální koncept projektu byl dále rozpracován a integrován do výuky odborných předmětů. Úkolem projektu s pracovním názvem „Navrhni si svou firmu“ je umožnit našim studentům uchopit moderní digitální PLM, BIM a IoT technologie na základě sjednocujícího tématu spadajícího do oblasti Průmyslu 4.0. Jak se zorientovat ve struktuře technických projektů vznikajících dnes pomocí digitálních technologií? Každý student má možnost osobitě uchopit téma blízké svému oboru, od projektů cloudových pracovišť až po malé strojírenské firmy.

Za ukázku jsme zvolili jedno z témat, které realizovali naši informatici. Studenti Josef Balvín a Jiří Jeřábek zpracovali komplexní projekt firemního pracoviště poskytujícího inženýrské služby v oblasti digitálního vývoje výrobků s využitím PLM technologií. Začali projektovat na zelené louce a za několik týdnů jsme měli k dispozici jak první informační model budovy, tak první studie cloudového pracoviště sestávajícího se z dvacítky virtualizovaných serverů komunikujících přes vysokorychlostní infrastrukturu. Veškerá 3D data projektu byla následně optimalizována pomocí virtuální reality a v produktech pro analýzu IoT komunikace svázána se službami průmyslových vývojových PLM nástrojů.

Návrh firmy je zpracován s cílem představit jeho skutečně technické řešení ve vazbě na dříve realizovaná témata v průmyslové praxi. Součástí projektu je hodnocení vstupních požadavků na výstavbu specificky vybavené budovy firmy včetně návrhu topologie páteřní komunikační infrastruktury. V této oblasti studenti výrazně využívají 2D/3D technologie BIM a PLM ve spojení s vizualizací datového provozu a virtuální reality. Do vybudované serverovny můžete po jejím návrhu nahlédnout jak v reálném světě. Je možné řešit problémy její konstrukce na názorné situaci. Praktické otázky pak dostávají velmi reálný obrys.

Projekt vystavěný na základech strategií PLM, BIM a IoT pro zpracování digitálního obsahu

Základní koncept je vystavěn na vysoké integraci nejnovějších postupů a technologií dostupných ve světě realizace investičních celků, kterou jsme již představili ve spolupráci s našimi partnery z průmyslové praxe v našem odborném tisku. Našim hlavním cílem bylo ukázat studentům postupy řešení složitých investic napříč možnostmi digitální přípravy a realizace. Pracoviště firmy poskytující cloudové služby jsme zvolili záměrně s cílem spojení problematiky zpracování průmyslových PLM a BIM dat s vlastní realizací infrastruktury virtualizovaných serverů na standardu Hyper-V od společnosti Microsoft. Takto otevřená práce navíc dávala slibný potenciál v tematice IoT, kterou jsme již zpracovali v několika odborných článcích.

Technické řešení a kybernetické zabezpečení cloudu

Kybernetické zabezpečení cloudu zpracoval Jindřich Dítě jako svou ročníkovou práci. Simulace vlastní síťové infrastruktury cloudu byla připravena s jistým zeštíhlením kompletně na platformě Cisco Packet Tracer. Bylo nutné zohlednit aktivní prvky, které jsou v této aplikaci k dispozici. Cisco Packet Tracer je v této oblasti výborným nástrojem a dokáže simulovat celou řadu kybernetických problémů na úrovni logické i fyzické topologie informačního systému. Jedno z realizačních zapojení si můžete prohlédnout na níže uvedeném obrázku.

Digitální data technických projektů a komunikace v případové studii průmyslové produkce

Realizace produkce v průmyslové praxi je spojena s využitím digitálního obsahu. Tyto postupy jsou definovány díky globální spolupráci firem a podniků. Stále větší množství dat vyžaduje jejich systematické zpracování a údržbu. Napojení týmu na výrobu a digitální řízení změn musí být vzhledem ke stále kratším termínům dodání více než flexibilní. Z hlediska software zázemí jsme využili zcela nový model, propojující technické výpočty v rámci technologického cloudu Autodesk 360 s interním serverovým řešením na škole. Základním nástrojem pro údržbu dat se stala PDM služba Autodesk Vault Professional, která umožňuje zpracovat a řídit výstupy z odborného PLM a BIM software. Jako novinku z letošního jara přidali školám dostupné služby pro zpracování generetivního designu a FEM výpočtů, která je základem optimalizace konstrukce výrobků v řadě odvětví od medicíny až po letecký a automobilový průmysl. Velkou pomocí v této oblasti byla především skupina Hyper-V virtualizovaných serverů od společnosti Microsoft.

Pro zajištění vhodného směřování práce jsme sáhli detailně na realizační metodiku "velkých" průmyslových projektů. V této oblasti jsme se opřeli o přímou konzultaci problematiky mezinárodní spolupráce na našich partnerských průmyslových firmách. V řešení je využita také řada ukázek skutečných projektů, které dokazují stále vyšší provázanost průmyslové výroby a zpracování digitálního obsahu v předvýrobní a produkční etapě.

Technologický cloud jako virtuální řešení s vazbou na prezenční i distanční výuku

Technologický cloud je připraven do výuky na dvou úrovních. První úroveň je virtuální podoba skutečné firmy poskytující cloudové služby, která je vytvořena jako virtuální prohlídka pracoviště firmy vystavěné pomocí BIM modelu a PLM technologií. Ukázkovou studii připravil Oldřich Koubek jako svou ročníkovou práci prakticky z nulového stavu. Precizní práce na zpracování BIM modelu stavby s vestavěnou sadou serverových řešení a kancelářským zázemím působí v prostředí virtuální reality opravdu názorně. Provoz cloudu je simulován v prostředí interní sítě školy se sadou Microsoft Hyper-V serverů. PDM řešení zázemí služeb zpracoval Jakub Melichar a je integrováno přímo s učebnami pro odbornou výuku. Autodesk Vault umožňuje přímou komunikaci s daty vznikajícími v oblasti konstrukce, výpočtů, vizualizace a simulací. Současně si mohou studenti ve výuce sáhnout na cloudové služby Autodesk 360. Veškeré simulace infrastruktury byly provedeny v Cisco Packet Tracer.

Závěrem

Rádi bychom poděkovali touto cestou našim partnerům z praxe a studentům za zajímavě zpracovaný projekt, který má přímé využití ve výuce a je pěknou ukázkou možností nasazení nových technologií v technické praxi. Další poděkování patří našim partnerům za podporu rozvoje výuky. Více informací najdete zde.