Валентина Цыганок, Павел Штефанец
Еще несколько лет назад мы и мечтать не могли о том, что на нашем Таганрогском металлургическом заводе (ТМЗ) будет заложена основа для интеграции компьютерных систем в единое информационное пространство - телефонно-компьютерная сеть на базе современного, не подверженного наводкам и помехам волоконно-оптического кабеля. Связав между собой службы завода, сеть позволила повысить эффективность всей системы управления предприятием. Схожую задачу, наверное, решали многие предприятия, внедрявшие АСУ, но все ли пришли к тем же результатам?
Как все это было
Шесть лет - это много или мало? Именно столько прошло от первых робких попыток объединения нескольких компьютеров до создания масштабной телефонно-компьютерной сети завода. А началось все с появления первых персональных систем, которые стоили заметно дешевле мэйнфреймов, легко размещались на столе пользователя и имели значительные по тем временам обрабатывающие мощности. Наводнившие в то время наш рынок ПК, совместимые с IBM PC-XT, еще не дотягивали до ЕС 1035, зато компьютеры на основе Intel-386... Но их было мало. И вот рождается первое решение - соединяем коаксиальным кабелем имеющиеся системы I386, снабжаем их мультипортовыми платами (ну, скажем, 2х8 портов) и уже телефонным кабелем через последовательный интерфейс RS-232 подключаем к ним машины ХТ. На I386 ставим ОС XENIX, на ХТ - MS-DOS 3.3 и чудесную программу Kermit, которая обеспечивает выход на I386 в терминальном режиме. Все это как-то работает, и поначалу даже неважно как.
Аппетит приходит во время еды. Растет число пользователей, а вместе с ним и желание работать лучше. Имеющаяся система подвержена сбоям и зависаниям (причин для этого много - от наводок на телефонные кабели до несовершенства используемых ОС), и с этим уже трудно мириться. Вот тут и начинается второй этап - этап спонтанного построения ЛВС заводоуправления. На вооружение берутся сетевые платы IBENIO фирмы IBM и совместимые с ними NE2000, в качестве файл-серверов - достаточно мощные по тем временам компьютеры IBM PS/2, в качестве клиентских станций - ПК IBM PS/1. На все это ставим ОС Novell NetWare v3.11, а для подключения территориально удаленных от заводоуправления клиентов (экспедиции и корпуса цехов) используем Novell Access Server v1.3 и выделенные телефонные линии.
Общая схема телекоммуникационной сети Таганрогского металлургического завода
Мыслей о том, как заставить сеть работать хорошо, не много. Но предыдущий опыт подсказывает, что клиентские места лучше сегментировать. Единственное имеющееся для этого средство - встроенный в NetWare маршрутизатор. Магистраль между серверами, обслуживающими отдельные сегменты сети, прокладывается все тем же коаксиальным кабелем. Все это работает, и до поры до времени считается, что работает хорошо. Связь устойчива, сетевая ОС - верх совершенства. Первое узкое место - недостаточная производительность магистрали, соединяющей серверы, - ликвидируется установкой коммутатора LET-36 фирмы LANNET еще до возникновения проблемы.С этого момента начинаются поиски решения для построения компьютерной сети, которая накрыла бы всю территорию завода, и наступает этап третий - современный этап развития сети. Мы уже понимаем, что это практически непрерывный процесс, что нужно прогнозировать рост числа пользователей и их потребности, а исходя из этого рассчитывать информационные потоки и находить узкие места в сети. Примерно в это же время начинается серьезное изучение принципов построения сетей масштаба предприятия.
Основа современной сети
Необходимость дальнейшего развития сети была продиктована прежде всего растущими внутренними потребностями различных служб завода в информационных услугах, а также возросшей компьютеризацией его подразделений. Появились новые задачи, потребовавшие групповой работы пользователей и интенсивного обмена данными. Существовавшая инфраструктура перестала справляться с нагрузками, а ее расширение было связано с большими трудностями.
Изменились и внешние условия. Сложившаяся в стране ситуация вынуждала самостоятельно выживать и развивать производство. Решающим фактором на этом пути могла стать коренная реорганизация системы управления предприятием, которую начинать надо было с создания легко адаптируемого к меняющимся социально-экономическим условиям механизма управления.
Немало сил пришлось приложить, чтобы убедить руководство, несмотря на тяжелое финансовое положение завода, приступить к созданию полномасштабной информационной системы, ибо только владея полной оперативной информацией о состоянии дел на предприятии, можно правильно распределять ресурсы, четко рассчитывать объемы закупаемого сырья, эффективно использовать оборудование, контролировать сроки выполнения заказа и планировать работу на будущее.
Предварительное исследование проблем построения общезаводской сети показало, что создать ее только собственными силами крайне сложно. Поэтому было решено привлечь к работам стороннюю компанию - системного интегратора. После изучения предложений выбор пал на московскую фирму “Национальная оптическая конференция” (ЗАО НОК), которая к тому времени накопила немалый опыт в создании телекоммуникационной инфраструктуры на ряде металлургических (и не только) предприятий. Импонировала выдвигавшаяся специалистами этой фирмы концепция создания интегрированной телефонно-компьютерной сети завода. Она базировалась на том, что любое строительство должно начинаться с прокладки дорог. Ни один хозяйственник не купит высокоскоростную машину, чтобы использовать ее на лесных тропах. В информационной сфере подобное наблюдается сплошь и рядом - не заботясь об инфраструктуре, покупают мощный компьютер, ставят на него мощное программное обеспечение. И выглядит этот компьютер, как болид “Формулы-1” на лесной просеке.
При создании АСУ предприятия концепция первичности телекоммуникационной среды была принята в качестве отправной точки, а предложенная интеграция всех существовавших сетей завода (компьютерной, телефонной, промышленного телевидения, пожарной и охранной сигнализации) в единую кабельную систему обещала многократно сократить затраты на прокладку коммуникаций, их развитие и обслуживание. На этой основе родился проект общезаводской сети, ставший плодом сотрудничества специалистов отдела АСУ завода и фирмы НОК.
Специфика Таганрогского металлургического завода - трубопрокатное и трубосварочное производство - проявляется в повышенной запыленности помещений и высоком уровне электромагнитных наводок, возникающих при эксплуатации электропечей, станов, станков и другого цехового оборудования. Кроме того, отсутствие подземных коммуникаций и невозможность рыть траншеи на территории завода не позволили проложить кабели под землей. К этому следует добавить неустойчивость погодных условий в осенне-зимний период и, как следствие, намерзание льда на воздушных коммуникациях. Прокладка кабеля в таких условиях и его защита от влияния внешней среды требовали значительных начальных затрат.
Характер производства, в свою очередь, подразумевает бесперебойную работу удаленных от заводоуправления основных служб (экспедиций цехов, складов, ОТК и т. п.). Перерыв в доступе к основным информационным базам завода для них не должен превышать 5 мин. Это означает, что основные сегменты сети должны работать в режиме реального времени.
Коллектив отдела АСУ завода хорошо понимал, что кабельная система - это тот элемент сети, который в условиях постоянного развития завода, появления новых технологий, подключения новых цехов и отделов должен прослужить достаточно долго (20 - 30 лет), не требуя кардинальных изменений и в то же время допуская простую модификацию и расширение сети. При этом необходимо обеспечить высокие скорости передачи данных (100 - 150 Мбит/c и выше), а также немаловажные в современных условиях конфиденциальность и сохранность коммерческой информации предприятия.
Учитывая изложенное, было решено в качестве линий связи использовать многомодовые волоконно-оптические кабели, а сеть организовать по кольцевой схеме с разветвлениями в узлах и резервированием соединений со службами, для которых время восстановления связи наиболее критично.
Еще одно определяющее звено - магистральные устройства. Они должны быть быстрыми, надежными и допускать дальнейшее безболезненное развитие сети. Остановились на модульных коммутаторах Catalyst 5000 фирмы Cisco Systems. В качестве базового для магистрали выбрали протокол 100Base-FX Full Duplex, обладающий необходимой на данный момент пропускной способностью и наиболее просто реализуемый на Catalyst 5000 (в поставку этих коммутаторов входит модуль Supervisor Engine с двумя интегрированными портами 100Base-MII). Это оборудование установили в шести узлах сети, соединив их в кольцо. Таким образом, была выстроена магистраль с производительностью 100 Мбит/с, способная работать при разрыве кабеля в любом месте кольца и выходе из строя одного из шести коммутаторов.
При создании цеховых подсистем, учитывая небольшое количество компьютеров (10 - 12) в каждом цехе и низкий трафик между ними (основной поток данных идет к центральным серверам), вместо дорогостоящих коммутаторов ограничились обычными концентраторами 3Com SupperStack II HUB 10 с портами для витой пары и модулями для подключения к волоконно-оптической линии. Подсистемы и компьютеры конечных пользователей с критичным временем восстановления связи подключили при помощи трансиверов с резервированием. В результате получили быстродействующую сеть с защитой от сбоев.
Работа длилась полтора года. Следует отметить, что руководство завода в трудных экономических условиях поддержало коллективно выработанные технические решения, что и позволило в конечном счете построить общезаводскую сеть (см. рисунок).
Что мы получили и о чем мечтаем
Основные итоги реорганизации системы управления можно будет подвести после окончательного ввода в действие всей системы. Однако уже сейчас можно отметить и конкретные улучшения в деятельности предприятия.
- Благодаря прокладке кабельной телекоммуникационной сети с учетом перспектив дальнейшего развития АСУ исключена проблема подключения новых пользователей и целых зданий. Скоростные качества сети позволяют внедрять требовательные к сетевым ресурсам новейшие приложения.
- Экспедиции цехов, используя устойчивую и быструю связь с заводоуправлением и железнодорожным цехом, оформляют документы на отгруженную продукцию за несколько минут.
- Сократились необходимые производственные запасы материалов и полуфабрикатов, а также сроки хранения готовой продукции на складах, что привело к повышению оборачиваемости финансовых средств.
- Уменьшились простои вагонов МПС под загрузкой и разгрузкой и, как следствие, снизились размеры штрафов.
- Ускорилось оформление таможенных документов при экспорте продукции, что позволило уменьшить сумму таможенных санкций.
- По оценке экспертов предприятия, повысилось качество выпускаемой заводом товарной продукции, а следовательно, и ее конкурентоспособность.
- Заметно возросла результативность деятельности управленческого персонала, маркетинговых, сбытовых и снабженческих служб завода. Этому, в частности, способствовало предоставление удобного доступа к информационным ресурсам Internet с каждого компьютера.
Наши дальнейшие планы связаны с повышением управляемости производства. В частности, ставятся такие задачи:
- сделать более прозрачными для руководства предприятия структуру себестоимости продукции и данные по оборачиваемости фондов;
- привести систему управления качеством продукции в соответствие стандартам серии ISO 9000;
- обеспечить различным службам завода более быстрый и удобный доступ к оперативной информации, получаемой в территориально удаленных службах (например, предоставить возможность трубопрокатным цехам оперативно получать результаты анализов качества плавки в мартеновском цехе).
Для успешного решения этих задач имеется хорошая основа - надежная высокоскоростная телекоммуникационная инфраструктура на основе волоконной оптики.
Цыганок Валентина Ивановна - начальник сектора системного программирования и НСИ ТМЗ, % (86344) 5-05-03, E-mail: valya@tagmet.ru.
Штефанец Павел Леонидович - ведущий инженер-программист ТМЗ, (86344) 5-05-03, E-mail: pasha@tagmet.ru.
