СкверНЯк {ẁẃ} (ermiak) wrote,
СкверНЯк {ẁẃ}
ermiak

Categories:
"вычислительная мощность NASA когда они отправляли человека на Луну была равна мощности современного iPhone. А мы используем эту же мощность чтобы швырять птиц в свиней!"

Чес-слово, надоело слушать, дескать раньше на слабых машинах конструировалась сложнейшая техника, надежная, как скала, деревья были выше, и трава зеленее. А сейчас, мол, настольный компьютер мощнее второго крэя, а вся техника - говно, деревья - по пояс а трава вообще беспонтовая.

Хорошие рыцари заканчивали поединок ударом милосердия. Но, поскольку рыцарь из меня [взгляд в зеркало] хреновый, то именно с coup de grace (который, как известно, лучше всего наносить ничего не подозревающей цели) я и начну.

Так, у кого там настольная машина мощнее суперкомпьютеров прошлых эпох? Кто недоволен глупым и расточительным расходом вычислительной мощности, достаточной для расчета лунной программы? А рассчитайте-ка мне... ну, не шаттл, ну хотя бы твердотельную модель автоматической коробки передач для ВАЗа. В динамике:) Вперед!

Забегая вперед, скажу, что за время расчета хозяин машины успеет накуриться, как паук, напиться, уснуть, выспаться, протрезветь и зарасти паутиной, а расчет не будет закончен. До второго распятия может и справится, если машина не сгорит.

Почему так? И как эти, в НАСА, справились?

Начнем с того, что тот самый настольный компьютер, на котором играют в "косынку", айфоны со свиньями и птицами и все остальное - собсно пена в океане современных вычислений. Может быть, CUDA и поможет, но это все-таки совсем не обычная домашняя машина.

Дело в том, что аналитический расчет (твердотельный, аэро~ или гидродинамический и т.п.) для решения задачи сложнее примера из учебника практически невозможен. Это нормально. Но и численные методы тоже требуют чудовищной вычислительной мощности, совершенно недоступной до недавнего времени (а часто - и в наши дни).

Как же так? Ведь раньше считали и на более слабых машинах? И результаты мы видим собственными глазами! Ну, какие машины, такие и расчеты. До самого недавнего времени конструкторская деятельность покоилась на трех китах: "инженерных формулах", натурных испытаниях и заднице главного конструктора.

"Инженерные формулы". Поскольку честно рассчитать процесс практически невозможно, конструктора использовали и используют собственные формулы для приближенного расчета. Их варварская простота способна вогнать физика-теоретика в кому, но, тем не менее, их было вполне достаточно для постройки самолетов, моторов, трансформаторов, электростанций и прочих титаников. Выглядели они притерно так: (a^b+c/d), где a, b, c и d берутся из справочника, составленного по опытным данным. Или как графические номограммы. Или еще как-нибудь.

Натурные испытания и эксперименты. Объяснять здесь нечего. Раз рассчитать невозможно, а в букваре ничего подходящего нет - строится макет или прототип и мучается в разных условиях.
Проблема здесь в том, что испытаний может потребоваться много, для испытаний нужно специальное оборудование (например, контор с полным комплектом оборудования для высоковольтных и вообще hi-power испытаний - раз, два и обчелся, причем, даже не в одной стране) и уйма времени на переделку макета или опытного образца. Короче говоря, стоимость натурных испытаний зачастую способна сожрать бюджет не только КБ, но и региональным не подавиться. И чем сложнее и ответственнее техника, тем больше сожрет.

А задница главного конструктора нужна, чтоб этой самой задницей почувствовать верное решение в условиях катастроической нехватки информации.


Как это все работало? Вот так и работало. Строили, считали, обрабатывали напильником (в прямом смысле), испытывали, удивлялись результатам, увеличивали смету, переделывали, стабилизировали, затыкали дырки и пускали в серию. Последние два пункта можно расставить произвольно или закольцевать. А на электронных машинах считали то, что уж никак не могло быть получено другим путем. Если все было хорошо - получался "дуглас дакота", "летающая крепость" или Ан-2. Если не очень - то в инструкцию вписывали "такой-то режим считать нестабильным и избегать работы в нем", а пользователи награждали технику обидной кличкой.


К концу 80-х впервые появилась возможность почти честно считать твердотельные модели в 3d (Pro/Engineer). Растущая вычислительная мощность немедленно поглощалась и поглощается требовательным сегментом САПР и математического моделирования.

Это позволило не только резко удешевить подбор и анализ вариантов, но и значительно ускорить сам процесс разработки. Работа, которая раньше требовала пол-года сейчас выполняется за месяц, а то и быстрее. Там, где раньше обходились приближенными вычислениями (повторяю, в этом нет ничего плохого), а то и "прикинем на глаз и умножим на 3", где строили десятки макетов и прототипов, где все держалось на ВрИО Бога-Машины в лице незаменимых специалистов с развитым жопным чутьем - сейчас используют эти проверенные временем технологии только в исключительных случаях, проработав множество (причем, значительно большее, чем в прежние времена) вариантов в матмодели.



Вбоквелл: Несмотря на то, что испытание прототипа или макета выглядит надежнее, оно оставляет простор для специфических ошибок. Там, где модель честно покажет, что устройство заклинит, испытатель может попросту "сорвать" клин физической силой (например, провернуть заклинивший механизм) - и прототип "заработает". При этом, причина заклинивания останется незамеченной и всплывет впоследствии в виде веера неприятностей. И это - вполне реальный случай:) По этой же схеме - испытания, например, Ка-8. Не в смысле, сколько раз его разбивали, а в смысле неверно спроектированных вертикальных шарнирах - машинка взлетела, и ошибка осталась незамеченной

Короче говоря, к началу 90-х произошла самая настоящая промышленная революция, последствия которой еще расхлебывать и расхлебывать. И среди этих последствий можно заметить не только фактическое убийство старых конструкторских школ (они как динозавры - хоть и вымирают, но очень уж медленно), но и животрепещущий вопрос надежности современной техники.


С этой самой надежностью все еще более запутано и мифологизировано. Некоторые даже выводят сложные идеологические и конспирологические теории, призванные объяснить радикальное уменьшение деревьев и твердости отдельных органов в наше время:) Но обо всем по порядку.

В большинстве случаев надежность (то есть, способность к безотказной работе в течении определенного времени) путается с долговечностью (то есть со сроком сохранения работоспособности хотя бы основных элементов), чуть реже - с прочностью (то есть, способностью сохранять целостность и работоспособность в нештатных условиях), ремонтопригодностью и качеством. Дополнительную путаницу вносят моральное устаревание и мода.

Вбоквелл: еще важную роль играет отбор образцов для сравнения. То есть, обычно сравнивается уцелевший образец скольки-там-летней давности с валовым современным (нечестный или идеологизированный "аналитик" дополнительно может взять современный lo-end и сравнить с топовым или модернизированным уцелевшим образцом). Хохма в том, что он именно уцелел, то есть, оказался наиболее долговечным среди себе подобных, в то время, как остальные уже сгнили на свалках. Примерно так же удивлялись английские авиастроители, анализируя повреждения вернувшихся бомбовозов - ни одного повреждения критически важных узлов, но множество дыр в "безопасных" местах:)

Я не зря начал с краткого описания процесса разработки; расчет этой самой надежности и всего остального - задача еще более сложная, чем собственно, разработка. И вполне естественно, решалась она все теми же инженерными формулами, экспериментами (причем хорошо, если не в процессе эксплуатации) и чуйкой главного конструктора, выбирающего коэфициенты запаса. Политкорректно утверждается, что коэффициенты выбираются из практических наблюдений. Хотя самим конструкторам известно, что "любой коэффициент запаса - это коэффициент нашего незнания". Чем меньше знает конструктор, тем больший коэффициент запаса он берет. В результате, чем ниже теоретическая подготовка и мощность вычислительной техники, тем больше запаса нужно брать. Техника получается грубая, примитивная, тяжелая и, если не допущены критические ошибки, относительно надежная и иногда долговечная. Пирамиды, вон, до сих пор стоят, да тольку-то?

Вбоквелл: скорость каравана определяется самым медленным верблюдом. Отказ маленькой фигулины - это все равно отказ, пусть даже все остальное работоспособно.

При разработке техники, содержащей в себе различные технические компоненты (электрические, механические, гидравлические и т.п.) из различных материалов и с разным технологическим уровнем задача балансировки надежности и долговечности значительно усложняется. В отсутствии приемлемых методов расчета, решение принимается "по технологическим причинам" (в переводе с политкорректного - "я его слепила из того, что было").

В результате финальный образец содержит в себе элементы с совершенно разными показателями надежности и долговечности. Если основная часть спроектирована и построена грамотно, коэффициенты запаса взяты приличные, то прослужит он долго. Не обязательно надежно (это определяется наименее надежным компонентом, который придется регулярно чинить или менять), но долго. Подыхать он тоже будет медленно и мучительно, опять же, по причине непредсказуемости времени отказа очередного компонента; выведен из эксплуатации он будет только после того, как затраты на его гальванизацию первысят все ожидания. И даже после смерти в нем найдется еще немало пригодных для каннибализации компонент. В исключительном случае все компоненты попадутся редкостно замечательными и устройство станет долгожителем.

Вбоквелл: Это хорошо известно, думаю, всем пользователям бытовой техники: "сердце" (основная часть устройства) работает (потому, что его производство вылизано от и до), а вот какая-то срань постоянно валится. Термостат в холодильнике, выключатель в пылесосе, "мозг" в микроволновке, что-то в телевизоре и т.п. Но ведь в основном-то он работает!

Так вот, с развитием САПР (в широком смысле, т.е. cae-cad-cam) и увеличением вычислительной мощности появилась возможность более тонкого расчета процессов, происходящих в проектируемой технике и, соотетственно, стало возможным обойтись меньшими коэффициентами запаса при более точном понимании происходящего. При этом, надежность остается на уровне или даже повышается, т.к. расчет позволяет найти слабые места и усилить их без привлечения жопного чувства главного конструктора.

Но кроме уменьшения коэффициентов запаса современный уровень еще и позволяет рассчитывать конструкцию так, что надежность и долговечность большинства компонент будет приблизительно одинаковой. В предельном случае - устройство отработает с абсолютной надежностью весь срок службы, а износ наступит одновременно для всех компонент. Это сильно упрощает жизненный цикл изделия, особенно на этапах технической поддержки и обслуживания, снимает или снижает необходимость в квалифицированном обслуживающем персонале и т.п. При резком увеличении сложности техники это существенно. Дополнительно, это позволяет еще упростить и удешевить конструкцию, исключив такой геморрой, как ремонтопригодность (не слишком нужна при наработке на отказ равной сроку службы).

В качестве примера можно рассмотреть сотовый телефон. Если вывести за скобки "дно", типа безликих китайцев, то в среднем трубка беспроблемно работает три-пять лет и потом не менее безнадежно разваливается. В смысле, за исключением аварийных ситуаций, чинить ее незачем. Она либо работает, либо сыпется.

На всякий случай повторю: сама по себе возможность балансировки долговечности не имеет отношения ни к надежности, ни к качеству. Да, она может быть использована для сокращения "жизненного цикла" устройства (т.е. столь любимое конспирологами "развалиться, чтоб купили новое"), но не обязана и не столь уж часто. То есть, вариант "холодильник с пожелтевшим пластиком, задубевшими уплотнениями, замененными реле и раздолбанными подшипниками все еще работает" уже не ожидается, но при этом свой (вполне приемлемый) срок он отработает.

Вбоквелл: джентельмены, мне просто интересно, что нужно делать с этими телефонами, чтоб ушатать их в хлам за год? Я пользовался и простыми и сенсорными, без всяких чехлов и герилья гласс. заметно разбить SE-750 мне удалось года за 4 - с падениями, влажностью и всем остальным. Хотя даже он все еще способен работать. Сенсорник без всяких чехлов упрямо отказывается царапаться и ломаться уже который год. Что я делаю не так?

В результате имеем надежную технику, честно отрабатывающую положенный срок. Но зато потом быстро дохнущую от износа. Надежную-надежную. За исключением изначального брака и аварийных ситуаций, заметная часть современного барахла проживает жизненный цикл без визитов к ремонтникам. Но зато срок службы стал ограниченным. Но зато техника стала значительно более сложной и навороченной в сравнении с предшественниками. Вот так. Можно, конечно, еще больше увеличить надежность, расширить диапазоны внешних условий и все такое. Можно. Но цена взлетит вверх. Вы хотите ноутбук с мощностью нетбука, весом килограмм в 5 и за 5000$? Зато он выдерживает условия даже смертельные для пользователя:) Можно увеличить И надежность, И долговечность. Но расплачиваться придется совсем уже скромными возможностями и поистине космической ценой. А можно просто клепать ВАЗ-классику и ничем не заморачиваться считая, что всякое усложнение - это ересь.

И напоследок, чтоб оно уже не всплывало, о моральном устаревании и моде. Ну и о злобных заговорщиках, куда же без них.

Собственно, моральное устаревание легко определить: это когда в руки дают новое, в упаковке устройство - а использовать его негде. Нет уже тех стандартов (связи, расходников, интерфейсов и всего остального) Опаньки. По моим наблюдениям, заметное моральное устаревание находится на грани предела времени гарантированной работы (или хранения) большей части бытовой и не слишком профессиональной техники. Лет 10 и больше, например. Проще говоря, обычно это устройства, которым на кладбище уже прогулы ставят. При этом мода (то есть предпочтение определенных стилей, образцов и всего такого) может меняться произвольно. Сегодня айфон5 - топ; завтра - дно. Хотя по своему прямому назначению он может использоваться... ну, пока эппл не объявит, что 5-е больше не обслуживаются.


А теперь еще раз взглянем на все изменения в конструкциях - от египтян и до вундервафель из лабораторий НАСА и увидим, что век от века конструкции становились все более тонкими и легкими и при этом все более сложными. Кажется, в промышленности и строительстве ZOG начал действовать сразу после сотворения мира.

Резюмируя:
Сейчас компьютер "мощнее первых Cray и НАСАвских вычислительных машин времен лунной гонки" действительно годен только для швыряния птиц по свиньям; современные технические расчеты требуют несопоставимо большей вычислительной мощности.

Полученная мощность позволяет решать ранее совершенно недоступные инженерные задачи, что отражается на потребительских свойствах продукции.

Скорость изменений стала настолько заметной, что у некоторых вызывает опухание гондураса.


ps: а коробку передач так и не рассчитали:( А вот НАСА...:)
Tags: memonoires
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 85 comments