«Бродячий цирк» F1: большие данные, виртуализация, 800 человек за кулисами

Не так уж много компаний создали ключевую для своей деятельности ИТ-инфраструктуру и перевозят ее 21 раз в году в различные места. Именно такова жизнь команды «Формулы-1», которую само руководство сравнивает с бродячим цирком. При этом важно обеспечить бесперебойный доступ всех участников команды к данным, имеющим крайне важное значение для успеха и достигающим впечатляющих объемов.

Aston Martin Red Bull Racing уже 14 сезонов участвует в гонках. Команда постоянно меняется, и это означает огромные технологические вызовы: приходится постоянно изучать новые технологии, оценивать новые поколения решений, сервисов, приложений. И в первую очередь требуется гибкость во всех ее проявлениях.

Для 800 сотрудников, составляющих команду, это не работа, а образ жизни. Благодаря именно такому подходу удалось, войдя в этот спорт относительно недавно, потеснить признанных игроков.

Зои Чилтон, глава по техническим партнерствам Aston Martin Red Bull Racing: «Чем больше команда полагается на технологии, тем сильнее зависит именно от партнеров, а не от простых поставщиков. Используя продукты следующего поколения, можно надеяться, что удастся превзойти остальных»

«Часто приходится слышать вопрос: что производитель напитков делает в автогонках? В ответ скажу, что это было интересно — войти в спорт, который всегда считался закрытым и элитарным. Мы хотели отличаться от других, нам важно быть инновационными и с точки зрения маркетинга, и с точки зрения эффективности бизнеса», — говорит Зои Чилтон, глава по техническим партнерствам Aston Martin Red Bull Racing.

Когда в 2010 году команда впервые стала победителем Кубка конструкторов, все были удивлены. Однако четыре триумфальных года подряд показали, что успех не случаен.

Командная работа

«Мы хотим сделать мир “Формулы-1” увлекательнее, показать, что это намного больше, чем просто гонки. Например, на Гран-при Мексики в прошлом году мы раскрасили пилотов в традициях Halloween и поддерживаем участие наших “боевых” болидов в любых мероприятиях вне трассы. Однако, как и в любом другом бизнесе, у нас есть результаты и показатели эффективности — это наша основная цель», — подчеркивает Чилтон. Конечно, важнейшим показателем является количество очков, которые набирает команда. Фактически он показывает, сколько денег потребуется на цели НИОКР в следующем году.

Надо понимать, что победа в Кубке конструкторов — это не заслуга отдельно взятых пилотов, а успех целой команды. Все ее участники должны слаженно работать. Дело в том, что пилоты далеко не самостоятельны в поведении на трассе, они должны следовать разработанной и утвержденной стратегии гонки. Тем не менее нужно признать, что двое пилотов Aston Martin Red Bull Racing — Макс Ферстаппен и Даниэль Риккардо — проделали очень успешную работу за последние несколько лет, они замечательно дополняют друг друга, ладят вне трассы, что создает хорошую атмосферу в коллективе. В последние несколько сезонов, несмотря на очень серьезные изменения в регламенте, результаты команды на трассе оставались весьма убедительными.

«Пилоты по сути являются двумя клиентами, для которых создается изделие — гоночная машина. И на этих двух клиентов работает команда из 800 самых разных специалистов, которые должны действовать как единый организм. Командная работа для нас очень важна, и для этого нужно обеспечить взаимодействие всех специалистов», — говорит Чилтон.

Пилоты по сути являются двумя клиентами, для которых создается изделие — гоночная машина. И на этих двух клиентов работает команда из 800 человек самых разных специалистов, которые должны действовать как единый организм.

Некоторые ключевые сотрудники команды, включая многих инженеров-строителей, задействованы во всех гонках без исключения, а это 21 гонка в год. Они отсутствуют на заводе практически половину рабочего времени, и поэтому необходимо обеспечить для всех них возможность выполнения текущих задач удаленно и гарантировать высокое качество ИТ-сервисов. Выходом стало использование технологий виртуализации. Уже десять лет команда работает с решениями Citrix. Более того, в прошлом году Citrix стала ее официальным партнером по инновациям. Конечно, эпоха стационарных больших рабочих станций на базе Windows и Linux давно прошла. Тем не менее на то, чтобы оценить предложения поставщиков и навсегда отказаться от мощных компьютеров под столами, понадобилось определенное время.

«Со многими компаниями мы работали не один год, прежде чем установили с ними партнерские отношения. Чем больше команда полагается на технологии, тем сильнее зависит именно от партнеров, а не от простых поставщиков. Если вы покупаете то же, что и все остальные, то и производите то, что производят другие. Используя же продукты следующего поколения, можно надеяться, что вы сможете превзойти остальных», — уверена Чилтон. Подобное партнерство организовано также с Siemens (в компании используется САПР MX, а также PLM-система Team Centre) и Ansys — поставщиком решений в области гидрогазодинамики. Очень плотная работа ведется и с другими вендорами, входящими в экосистему команды, — Dassault Systemes, IBM, SAP и др.

Тесные партнерские отношения открывают возможность воплотить в жизнь некоторые довольно радикальные сценарии использования продуктов, которые выгодны как заказчикам, так и разработчикам. Например, во время движения болида по трассе возникают предельные рабочие нагрузки, в будущем находящие отражение в расширении функциональных возможностей продуктов.

«Мы держим друзей поближе и подвергаем их решения испытаниям с очень большими нагрузками, иногда просто с ужасными. Наши инженеры очень хорошо умеют “ломать” системы, проверяя их на прочность, им это по-настоящему нравится», — признает Чилтон. Такова специфика гоночной команды — бросать вызов ограничениям, испытывать новое, работать на грани возможного.

Два ЦОДа и маленький контейнер

Для понимания общего положения дел следует учесть и весьма непростые логистические реалии. По Европе путешествовать относительно несложно, больше трудностей возникает, когда происходят выезды в Россию, США и Бразилию, азиатские страны, Австралию. На каждую гонку нужно перевозить около 45 тонн оборудования, и здесь вполне уместно сравнение с бродячим цирком. А еще добавляются 60 человек обслуживающего персонала. Это инженеры, механики, специалисты, техники — все, от кого зависит состояние и динамика болида, и еще несколько человек из менеджмента. В каждой локации важно наличие сетевого подключения, поэтому команда сотрудничает с компанией AT&T, которая способна обеспечить точку выхода в сеть на каждой гонке.

Aston Martin Red Bull Racing владеет двумя большими ЦОДами, в них «крутится» примерно 6 Пбайт данных. Эти центры расположены в Великобритании, где и работают большинство специалистов команды. Передвижной ЦОД намного меньше, он построен на базе гиперконверконвергентной платформы HPE SimpliVity.

«Нам приходится использовать мобильный ЦОД в довольно неблагоприятных условиях: мы включаем, выключаем и перевозим его каждый уик-энд, поэтому пришлось сделать его очень надежным и прочным. Мы не можем позволить постоянное присутствие на трассе ИТ-специалиста, а значит, после включения ЦОД должен гарантированно работать!» — говорит Чилтон. По регламенту, численность каждой команды на трассе ограничена 60 специалистами. Постоянное присутствие выделенного «айтишника» означает потерю инженера по эксплуатации, механика или другого эксперта, который может принести реальную пользу во время гонки.

30 тысяч изменений в год

Крайне примечательный момент, влияющий на роль анализа данных в успехе команды, — разнообразие трасс, на которых проходят гонки. Трассы не похожи друг на друга, у каждой свои особенности и характеристики: форма, высота над уровнем моря, окружающая температура, — и все это приходится учитывать. Поэтому с точки зрения бизнеса задача состоит не просто в том, чтобы построить два болида, но еще и в том, чтобы приспособить их для каждой конкретной трассы. То есть машины перестраиваются 21 раз в год.

Например, в Базеле весьма скоростная и сложная трасса с длинными кругами, на ней довольно сильно изнашиваются шины, так что приходится многое продумывать в конструкции болида, адаптировать его аэродинамику к скоростным участкам трассы и находить золотую середину между скоростью на прямых участках и прижимной силой. В итальянском Монце, наоборот, всего шесть поворотов и на 90% круга можно давать полный газ, насколько хватит смелости. В этом случае нет нужды искать сложные компромиссы.

«В общем, нам приходится продумывать изменения для каждой трассы. Это доставляет много проблем заводу, потому что необходимо модернизировать и изготавливать детали к следующей гонке, и перед нами постоянно встает вопрос изучения и создания новой машины в кратчайшие сроки», — констатирует Чилтон.

Вдобавок на всех участников «Формулы-1» давят регламенты, они влияют на процесс разработки. В каждом сезоне правила могут очень сильно различаться. Так, в 2017 году вступили в силу изменения аэродинамического регламента для болидов, изменились формы самих болидов и шин, которые использовались на протяжении десятилетия. Модернизировался ряд фундаментальных принципов построения и проектирования болида, в целом машины стали гораздо крупнее. Пришлось проектировать новые станки для механического цеха, так как имевшиеся не годились для изготовления более прочных и объемных деталей.

Некоторые из пользователей САПР в конструкторском бюро не так много путешествуют, но предоставление возможностей очень мощной виртуальной машины на базе ЦОДа позволяет им работать не только со своих рабочих станций, но и из любых мест на заводе

«У нас было всего шесть месяцев с момента утверждения регламента на то, чтобы создать новую машину и выпустить ее на трассу. Мы приступили к созданию болида фактически с нуля, затем пришлось пройти процессы проверки, строительства, внутренних испытаний в лаборатории. Постарались выполнить как можно больше испытаний в виртуальной среде, прежде чем приступить к физическим испытаниям: это быстрее и дешевле», — говорит Чилтон.

Каждый раз, когда проводится замена детали болида по окончании ее срока службы, ее заменяют не аналогом, а чем-то лучшим — новая должна быть эффективнее или легче, надежнее. Требуется постоянное совершенствование.

Выходит, что каждый сезон команде приходится начинать почти с нуля: благодаря собранным данным всегда удается узнать что-то новое, меняющее подходы к построению болида. При этом после создания машины остается всего восемь дней до начала сезона на ее испытания, за это время приходится собирать как можно больше данных, в первую очередь аэродинамических. Процесс проверки конструкции должен проходить невероятно быстро.

Помимо восьми дней перед сезоном, у команды есть еще три часа практики в каждый гоночный уик-энд, и в принципе этим ограничивается все время на сбор данных.

«Каждый раз, когда колеса болида касаются покрытия трассы, мы изучаем его, собираем данные, получаем важные сведения, которые отправляем на завод для включения в процесс проектирования», — отмечает Чилтон. За сезон — с первого прохода до конца года — в болид вносится около 30 тыс. изменений. Это составляет более 1 тыс. проектных решений каждую неделю, и сюда не относится разработка нового болида на следующий сезон.

Обеспечить данными

Одной из проблем на пути решения ключевых задач команды являются очень большие объемы графических данных. Сотни пользователей работают в САПР, осуществляя трехмерное моделирование деталей с очень большим объемом графических операций. Группа компьютерного моделирования накладывает на болиды очень сложные сетки, а затем получает на их основе видео очень высокого разрешения — зачастую это файлы объемом в несколько терабайтов. Оценка динамики автомобилей также сопряжена с очень большими требованиями… Как обеспечить пользователю бесперебойный обмен данными вне зависимости от его местонахождения и избежать при этом покупки мощнейших рабочих станций?

Другое узкое место — сбор больших данных на трассе: собирая показания датчиков болида, команда получает каждый уик-энд около 400 Гбайт. Нужно обрабатывать их быстро, анализировать и принимать стратегические решения в реальном времени. Критическое значение приобретает время реакции. Несмотря на наличие скоростного сетевого соединения, иногда приходится часть обработки делать на трассе, вместо того чтобы отправлять все данные в Великобританию и дожидаться их доставки в штаб-квартиру и результатов анализа. Приходится создавать распределенную инфраструктуру и обеспечивать ее надежность и связность.

Транспортировка инфраструктуры обходится крайне дорого, именно поэтому вынужденным компромиссом становится наличие небольшого мобильного ЦОДа и ноутбуков. При этом инженеры должны иметь возможность работать везде — в вестибюлях аэропортов, в гостиницах, где нельзя задействовать Wi-Fi, поскольку это небезопасно. Использование средств виртуализации становится неизбежным.

Некоторые пользователи САПР в конструкторском бюро, возможно, не так много путешествуют, но, благодаря очень мощной виртуальной машине на базе ЦОДа, они могут работать не только со своих рабочих станций, но и из любых мест на заводе. Кроме того, удалось организовать централизованное хранение файлов, значительно повысив производительность, удобство и безопасность. В результате некоторые сотрудники добровольно сдали ноутбуки и рабочие станции со словами «Они нам больше не нужны».

Нил Бейли, руководитель ИТ-подразделения Aston Martin Red Bull Racing, использует решения Citrix для управления значительной частью инфраструктуры. Он имеет доступ к ней со своего телефона.

Когда стратегия решает

Хорошим примером очень динамичного гоночного уик-энда, показавшего, что анализ данных на лету и мгновенная реакция на события приносят результат, стал Гран-при Китая, состоявшийся в апреле нынешнего года. Началось все печально: на третьей практике у Риккардо произошел отказ двигателя. У механиков было чуть больше двух часов, чтобы устранить неисправность: разобрать болид, полностью снять и заменить двигатель и трансмиссию и вернуть машину на трассу до завершения первого квалификационного заезда. С трудом эту задачу удалось решить. Результаты квалификации также были не слишком хорошими — пилоты оказались лишь на пятом и шестом местах.

«Мы пытались просчитать, каким образом ведут себя шины у других команд, и выяснили, что имеем преимущество. Поэтому, находясь не на лучших стартовых позициях, решили использовать элемент неожиданности и начать гонку на сверхмягких шинах, которые способны обеспечить лучший старт, с расчетом, что у нас они продержатся достаточно долго», — вспоминает Чилтон. Это нетипичный подход, однако полученные в течение того уик-энда данные показывали, что сверхмягкие шины держатся довольно неплохо. Цель заключалась в том, чтобы безопасно пройти первый круг и в первые минуты постараться обойти нескольких конкурентов. Ферстаппену действительно удалось обойти двух соперников, так что старт гонки удался. Более того, данные оперативного отдела показали, что идущие впереди пилоты испытывали проблемы с шинами. Позднее их радиопереговоры подтвердили то, что благодаря получаемым данным стало очевидным гораздо раньше.

Командная работа имеет для нас для очень важное значение, как и обеспечение взаимодействия всех специалистов

На 18-м круге был совершен двойной пит-стоп — также довольно необычный ход: обычно пилоты заходят на замену резины с разницей хотя бы в круг, чтобы у команды механиков было время восстановиться. Это дало возможность не отстать от обоих идущих впереди болидов, а также не подпустить к себе соперников, идущих позади.

Примерно через 15 кругов, когда подходило время следующего пит-стопа, произошла авария и на трассе появилась машина безопасности. Два шедших впереди болида — Себастьяна Феттеля из Ferrari и Валттери Боттаса из Mercedes — уже прошли заезд на пит-лейн. Еще один рискованный двойной пит-стоп в этот период, когда все соперники едут на минимальной скорости, позволил сэкономить около 15 секунд, возобновить гонку уже на свежих комплектах шин и сразу атаковать остальные болиды. «Это была фантастическая возможность с точки зрения стратегии, и у нас было около шести секунд на принятие решения», — говорит Чилтон.

После того как машина безопасности ушла с трассы, Риккардо провел несколько удачных атак и смог прийти к финишу первым. Ферстаппен оказался лишь на пятом месте из-за двух ошибок при обгонах и полученного 10-секундного штрафа. По мнению экспертов, без допущенных ошибок победителем гонки был бы именно он.

Этот результат был достигнут за счет всестороннего анализа, выполненного в течение того уик-энда, и работы инженеров в Великобритании, предложивших рекомендации и стратегические решения, а также верно предсказавших поведение машин на трассе. Все это было основано на данных и способности команды эффективно их использовать.

Когда команда побеждает в гонке, не думайте, что это лишь заслуга пилота. Учитывайте, что за кулисами сотни человек решали сложнейшие задачи, внося свой вклад в успех.