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キャタピラー社
UNIXとMicrosoft® Windows NTの混在環境への解決策
キャタピラー社のパイロットプロジェクトでは「どの程度の相互運用性をして充分といえるのか、相互運用性を一番発揮できるのはどこなのか?」が課題となりました。

背景

キャタピラー社の、大型機械を設計・製造するトラックタイプ・トラクター部門(TTT)は、その製品の高い価値と信頼性ゆえに他社の追随を許さない、世界でも屈指の設計・製造部門として知られています。しかし今日ほとんどの企業がそうであるように、TTTは製品市場導入のリードタイムの短縮、開発・製造コストの管理といった重圧を常に感じています。リードタイムの短縮においては、TTTの自動設計(Design Automation: DA)に対する取り組みが極めて重要な要素になっています。ここで鍵となるのは設計環境においてMicrosoft® Windows NTにどのような役割をもたせるかです。以下、この課題に対する解決方法を評価するための具体的な取り組みについてご紹介します。

現場でのテクニカル・コンピューティング: 製造で設計に変更が必要となった場合

新しいトラクターが開発され、製造に移行するための準備がほとんど整いました。しかし工具の取り付け方に問題が指摘されました。解決案を考え出し新しい工具を作るのは、設計エンジニアの責任です。そのためにエンジニアは社内の他の部門はもとより、社外のサプライヤなどと共同で作業を進めなければなりません。早く問題を解決するには、関係者が同一の情報や技術的なリソースに一緒にアクセスすることが必要となります。

同期設計環境: 世界的レベルのエンジニアリング能力

過去75年近く、キャタピラー社は過酷で競争の激しい大型機械の業界で、トップメーカーの位置を維持してきました。そうあり続けるには多くの課題に適切に対応していかなければなりません。製品に科せられた極めて重い市場からの要求、類まれなる信頼性を提供する必要性を考えるとき、キャタピラー社の質の高い設計が競合上の最大の強みになります。
キャタピラー社は、製品の開発サイクルの短縮や製造での高い価値の創出を通して、こうした設計上の優位性を保たねばなりません。そのために同社では、最新の自動設計 (DA) 用のプラットフォームやソフトウェアツールに、かなりの投資を行ってきました。現在TTT部門では256MB RAM、Visualize24グラフィックスカードを搭載したHP-UX C180 を設計エンジニア全員に提供し、標準化を進めています。そして何百台ものシステムがHPのKクラスやHクラスのサーバに接続されています。このようなコンピュータ環境のもとで、エンジニア一人一人が同社の膨大な製品データ管理データベース(PDM database)へアクセスすることが可能となっています。このPDMシステムには、トラックタイプのトラクターの開発に必要なすべての設計情報が保存されています。

自動設計ソフトウェアへのアクセスは、アプリケーションサーバが提供します。自動設計アプリケーションには、CAPT(キャタピラー社独自の2D CADアプリケーション)や、さまざまな解析用パッケージなどの強力な自社製ソフトや、パラメトリックテクノロジー社(PTC)のProE(3Dデザインアプリケーション)、ProPDM(製品データ管理用アプリケーション)などがあります。

設計コンピュータ環境における適切なインテグレーションといった点では、キャタピラー社の現在のプラットフォームとアプリケーション構成は世界でも屈指の例と言えましょう。運用されているHP-UXワークステーション、グラフィックスワークステーション、サーバは同社のニーズ以上の性能を実現しています。同社はオペレーティングシステム(OS)としてUNIXを選択しました。UNIXは、確立した信頼できるシステムですし、同社の必要とする機能を全て兼ね備え、またエンジニアリングアプリケーション上のニーズもほとんどサポートしています。さらにUNIXではHPの OpenView Network Node Manager やNetMetrics などその性能がすでに十分に実証されたツールを使用して、安易にネットワーク管理を行うことも可能です。キャタピラー社のような大規模な環境を効率よく管理するためには、これらは全て、必須の条件と言えます。

NTの評価: NTをベースとしたシステムの潜在的役割を考察する

このようにキャタピラー社では現在既に効率よいコンピュータ環境を確立していますが、その一方で常に追加的な選択肢を評価し、作業効率の更なる向上に努めています。現在インテルのプロセッサーはその能力を高め、主要なエンジニアリング用アプリケーションはMicrosoft® Windows NTに移植されています。そこでキャタピラー社では、低コストのNTワークステーションやシステムを自社の UNIXシステム環境のなかで利用する可能性を検討してみようと考えたのです。

NTを評価しようと考える理由の大半はその経済性にありましたが、それだけではありません。たとえばエンジニアはウィンドウズのアプリケーションにアクセスしなければなりません。過去UNIXのワークステーション上でウィンドウズのアプリケーションを使えるようにするための製品には良いものがありませんでした。それゆえに多くの企業ではやむなく、エンジニアの机にUNIXとMicrosoft® Windows という二つのシステムが混在する結果となりました。こうして貴重なエンジニアリングの予算が費やされ、エンジニアの狭い作業スペースをますます狭くしたのです。

キャタピラー社がNTを評価しようと考えたもう一つの理由として、同社の同期設計実現に対する意気込みがあげられます。製造、購買、品質保証、梱包、社外のサプライヤなど部外の設計・製造パートナーが、設計サイクルの早い段階からTTT のエンジニアと共同で作業にあたらなければなりません。そしてこれは、効率の良いコミュニケーションと情報の簡便な共有に対するニーズを劇的に高めます。しかし今日設計以外の部門の多くは、ウィンドウズベースのアプリケーションにアクセスするために、インテルをベースにしたシステムで標準化をしています。したがって部門間のコミュニケーションを効率よく行えるようにするには、UNIXとMicrosoft® Windows の相互運用性を実現することが明らかに必須となります。一方で設計エンジニアに与えられた現在のコンピュータの能力を、犠牲にするようなことがあってはなりません。

HPのパイロットプロジェクトによる分析: キャタピラー社の環境における、UNIXとNTの位置づけ

こうした問題の可能な解決策を評価するために、TTTとHPと協力し、NTシステムの果たすであろう役割を検討するパイロット・プロジェクトを実施しました。さらにUNIXとNT間の相互運用性実現に必要な要件の確認も行われました。

「果たしてNTのワークステーションはUNIXのワークステーションの代りができるのか?」という大きな疑問がありました。NTのシステムを使えばエンジニアがインテルベースのアプリケーションやTTTの他の部署にアクセスできるようになるのは明らかです。問題は「自動設計のアプリケーションの性能はどうなるか」ということです。キャタピラー社ではProEのMechanical Design Automation(MDA)を使用していますから、UNIX/ProEをNT/ProEで置き換えることができるかが注目されました。そこで現場での実用に即した評価するために、実際の運用環境を使って性能テストを行いました。
比較検討は、Visualize24(UNIX)を搭載したHPのB160、Matrox MillenniumとAccelGraphics AG300(NT)を搭載したHP Vectra XU(200MHz)、そして、AccelGraphics T2500(NT)を搭載したVectra XW (200MHz) の計3機で行いました。 テストごとに必要とされる搭載 RAM容量は異なりましたが、必ず各マシン同志でのメモリサイズは一致するように構成を合わせました。テストはモデルのローディング、シェイディング、操作(回転、パン、ズーム)の3つの機能における時間の相違に着目して行なわれました。

当然のことながらRAMを64MBから128MBに増加させると、システムの性能は総じて著しく向上しました。あるテストではUNIX、NTのシステムそれぞれに128MBのRAMを使用し、テストデータには20MBの設計モデルを用いました。この場合UNIXのシステムは陰影、操作の機能では明らかに勝りました。NTのシステムはモデルのローディングの機能でわずかに早かったにとどまりました。また別のテストでは、40MBの設計データをテストデータとして使用しましたが、この時も同じような結果が得られました。これをうけて、キャタピラー社はエンジニアがこうした3つの機能のそれぞれに、どの程度の時間を費やしているか調査を行いました。その結果設計作業のほとんどは、モデルの操作と陰影づけに使われていることが判りました。

提案: UNIXを設計に使い、NTは他部署へのアクセスに利用する

性能:

モデルの操作と陰影づけという主要な機能において、UNIXのワークステーションはNTのそれに比べ3倍から8倍の速度を示しました。キャタピラー社内のUNIXのインフラストラクチャもUNIXの持つ大きな利点でした。これは安定して、よく理解もされ、さらに極めて信頼性の高いインフラです。こうした点を考えれば、キャタピラー社の設計環境の中で、NTのワークステーションでUNIXの代りをさせるには、時期尚早であることは明らかでした。

UNIXユーザのNTに対するアクセス:

性能の疑問に回答は得たものの、「UNIXとNT間にどの程度の相互運用性を持たせるのが好ましいか」という質問は未回答のままでした。適切な性能で、しかし大きな代価を払わずしてウィンドウズのアプリケーションをUNIX のワークステーション上で運用する効果的な方法が依然として求められます。 このために解決策としてInsignia製のアプリケーション、NT rigue が推奨されました。 NTのサーバにNT rigueを搭載することにより、複数のUNIXワークステーションがアプリケーションサーバ・アーキテクチャから、本来のウィンドウズのアプリケーションにアクセスすることが可能になります。

NTユーザのUNIXに対するアクセス:

エンジニアリング部門については、UNIXのワークステーションとNT rigieを使用することで、性能とNTのアプリケーションについての問題は解決されました。しかし「UNIXとNTの間の適切な相互運用性のレベル」という問題を完全に解決するには、まだ他の点を検討する必要がありました。その一つに異なった部門の間の、相互運用性にたいするニーズがあげられます。キャタピラー社の希望する同期設計を実現するには、NTで標準化している部門が、エンジニアリング部門と平行して作業を行えるようにしなければなりません。NTを使用する部門が、エンジニアリングの設計ファイルにアクセスできるようにすることが必要となりますが、この要求は、UNIX、NT間のいくつかの相互運用性の度合いで満たすことができます。
提案を行うには、まずキャタピラー社が必要とされる相互運用性の度合いを調査しなければなりません。同一のアプリケーションやデータにユーザ全員がシームレスなアクセスをかけられるようにする、完全なインテグレーションが必要なのか?それともさまざまな部門が簡単にアクセスしたり、ファイルを共有したりできるようにするだけで充分なのか?
TTTの場合は「ちょうどいい位の相互運用性」を実現する統合計画を必要としていました。そこでこの要求を満たすために、いくつかの汎用アプリケーションが選定されました。
WRQのReflections/X、HummingbirdのExceedという二つのアプリケーションを使用することにより、NTユーザがUNIXの端末にアクセスできるようになります。さらにHPのShared 3D Viewerのようなコラボレーションツールは、UNIX、NTの二つのシステム間で、3Dモデルを高性能でしかもリアルタイムに共有することを可能にします。またキャタピラー社ではPTCのアプリケーション、ProE、ProPDMを使用していますが、これはすでにNTに移植されていますから、NTのUNIXデータに対するアクセスをさらに助けることになります。

コンピュータインフラストラクチャ

最後にさまざまな部門を接続するために必要な、インフラストラクチャが検討されました。HummingbirdのMaestroNFSのようなネットワーク製品の採用により、ファイルの共有が可能になります。さらにASU/9000(Advanced Server 9000)は重要なサポートを提供します。ASU/9000をHP-UX UNIX サーバにインストールすることにより、NT3.51アドバンスドサーバのエミュレーションが可能になります。これによりUNIXとNT間ですばらしいゲートウェイを確立されます。またASU/9000により、ファイルの転送、共有、プリントやユーザ認証が行われます。さらにNTワークステーションにかなりの保存容量の可能性が生まれます。

要約

「ちょうどいい位の相互運用性」、このテーマを常に念頭においてキャタピラー社の評価作業は進められました。HPにはUNIXとNTを一つのプラットフォームに統合する上でのはっきりとしたロードマップがあります。これはHPがUNIX、NTのどちらかを贔屓することなくTTTの環境を評価する際に、大きな力となりました。その結果TTTのシステム、処理、目的に集中してパイロットプロジェクトを行い、適切なレベルの相互運用性を提供できるソリューションを提案することができました。

現在キャタピラー社では、このプロジェクトのより詳細な評価が行われています。同社は目標としている「ちょうどいい位の相互運用性」を実現し、同時にTTTの競争優位性を確保する為に踏むべき一連のアクションを決定することでしょう。

キャタピラー社について

キャタピラー社が創立された1925年、同社の創立者であるダニエル・ベストとベンジャミン・ホルトはトラックタイプのトラクターについて、既に25年以上のの経験を持っていました。年間総売上げ160億ドル、従業員数5万人強を有するキャタピラー社は、今日誰もが大型機械製造の世界的リーダーとして認める企業です。キャタピラー社の製品としては、建設、採鉱、農業用に使用されるよく知られた黄色いブルドーザーやパワーシャベル、トラックや船舶、機関車用のエンジンなどがあります。キャタピラーのエンジンは公益事業以外にも利用されています。たとえば発展途上国、沖合いの油田掘削装置、遠隔地の鉱山など。さらに病院、学校、工場、オフィスビル、飛行場の緊急用電源にも使用されています。キャタピラー社のTTT部門は同社の主要事業で、なじみのあるハイ駆動トラックもこの部門で製造されています。
本ページに記載されている情報は取材時におけるものであり閲覧される時点で、変更されている可能性があります。予めご了承下さい。  

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