Aké možnosti ponúkajú softvérové nástroje pre modelovanie a simuláciu procesov a pre aké oblasti sú určené?
Tie oblasti by som rozdelil na dve základné kategórie – výskum/vývoj a pedagogika. Každá firma, pokiaľ chce byť lídrom na trhu, musí realizovať špičkový výskum a vývoj. Rozhodnutie začať s finálnou výrobou mnohých produktov si ešte predtým vyžaduje vykonať simuláciu a modelovanie napr. správania sa daného produktu v istých podmienkach a pod. Toto sa deje vo virtuálnom prostredí softvérových nástrojov a pomocou matematických modelov. Výhoda je okrem iného v tom, že reálne modely nie je často krát ani možné použiť, pretože samotný experiment overujúci určité vlastnosti môže spôsobiť ich deštrukciu. S veľkým potešením môžem povedať, že na Slovensku je už niekoľko firiem, ktoré takéto inovatívne nástroje používajú. Tým je čoraz viac aktuálna aj potreba zamestnávať ľudí, ktorí s nástrojmi, ako ponúka napr. MathWorks Inc., vedia niečo urobiť.
Okrem ich inštalácie je potrebné ovládať matematickú štatistiku ale aj klasické vedné disciplíny, ako je strojárstvo, elektrotechnika, materiálové inžinierstvo, automatizácia a riadenie a pod. A tu je práve priestor pre tú druhú oblasť, čo som spomínal a tou je pedagogika. Kde inde by sa mali mladí ľudia naučiť pracovať s takými nástrojmi, ako je napr. MATLAB, ak nie na univerzite. Pre školy majú tieto nástroje úplne rovnaké výhody ako pre komerčné firmy – nedeštruktívne formy experimentov s veľkým počtom ľudí v rovnakom čase, bezpečnosť ale napríklad aj vizuálna forma. Je oveľa krajšie a pochopiteľnejšie, ak si dokážem namodelovať diferenciálnu rovnicu v MATLABe alebo Simulinku pomocou niekoľkých klikov či riadkov a tú si dokážem vizualizovať tak, že hneď je zrejmá povaha rovnice a jej „výsledky“. To je niečo úplne iné, ako keď si takú rovnicu napíšem na tabuľu a ešte ak by som ju mal aj graficky prezentovať, tak neviem-neviem. Nezanedbateľná je aj skutočnosť, že sa jedná o nástroje s veľmi prijateľným pomerom cena/výkon.
Kto je cieľová skupina pre takéto nástroje?
Slovenský trh pre nasadenie nástrojov pre modelovanie a simuláciu je opäť rozdelený do dvoch skupín. V prvej sú finančné inštitúcie, ministerstvá, bankové domy či obchodníci na burzách, ktorí využívajú MATLAB, štatistické a optimalizačné nástroje prípadne k tomu nejaké grafické spracovanie. Druhou významnou skupinou je priemysel, kde nástroje pre modelovanie a simuláciu využívajú tak mnohé väčšie, nadnárodné spoločnosti pôsobiace na Slovensku ako aj viaceré menšie, rýdzo slovenské firmy, ako je napr. spoločnosť VONSCH, spol. s r. o. z Brezna.
Jednu z prednášok na Technical Computing Camp 2014 mala aj spoločnosť Systémy priemyselnej informatiky, s.r.o., ktorá prezentovala nasadenie MATLABu v oblasti energetiky. Sú teda aj energetické podniky cieľovou skupinou?
Určite áno, tu sa tieto nástroje využívajú napríklad pre modelovanie elektrizačných sústav, konkrétne je takto spracovaný celý model aj pre Slovenskú republiku. Sú v ňom obsiahnuté jednotlivé generátory, prenosové vedenia, transformátory a pod., ale len do určitej formy, pretože pre samotný výpočet správania sa elektrizačnej sústavy je to postačujúce. Ale stretol som sa na Slovensku aj s modelom energetického podniku, ktorý bol postavený do úplných podrobností až na úroveň výkonových súčiastok používaných v energetike. Potom je možné veľmi presne sledovať reakcie systému na poruchy, výmeny zariadení či konkrétnych súčiastok a pod. Spomínam si na prípad výmeny tlmiviek na východnom Slovensku, kde tieto spôsobovali problémy a práve tu prišiel na pomoc MATLAB, kde sa tieto deje odsimulovali a našli sa aj adekvátne riešenia daného problému.
Aké sú možnosti využitia nástrojov pre modelovanie a simuláciu v oblasti automatizácie a riadenia priemyselných technologických procesov?
Nástroj MATLAB bol na tieto oblasti takpovediac až predurčený, pretože v sebe obsahuje modelovanie dynamických dejov takmer všetkých typov. Používatelia majú k dispozícii nielen klasické nástroje v podobe PID regulátorov, ale v poslednej verzii MATLAB je k dispozícii veľmi prepracovaný interaktívny nástroj pre návrh PID algoritmov. Princíp spočíva v tom, že vývojár si nakreslí tvar prechodovej krivky do požadovaného tvaru a systém mu vygeneruje najvhodnejšiu štruktúru PID regulátora aj s jednotlivými konštantami. Samozrejmosťou sú aj pokročilé algoritmy riadenia typu fuzzy, neurónových sietí a pod. Z môjho pohľadu je trošku na škodu, že zatiaľ len malý počet slovenských firiem využíva tieto nástroje pre návrh algoritmov riadenia, pretože také nástroje ako je MATLAB môžu vytvárať práve toľko hľadanú konkurenčnú výhodu.
Skúste konkretizovať, v čom by sa tá konkurenčná výhoda mohla prejaviť.
Jednoznačne sa to prejaví v podobe úspory nákladov danej firmy. Ak si spočítame, koľko stojí klasický vývojár v C-čku, tak zistíme, že cena MATLABu je veľmi prijateľná a pohybuje sa v súčasnosti na úrovni cca 2200-2300 eur, čo ani z pohľadu malej či strednej firmy nie je likvidačná záležitosť. Ak by mal niekto naprogramovať model nejakého technologického celku v C-čku alebo Jave, tak to bude trvať niekoľkonásobne dlhšie. V MATLABe som to schopný spraviť za jednu hodinu a programovanie v C-čku môže trvať aj týždeň. Navyše to, čo už je hotové v MATLABe, sa programátorovi nemusí ani podariť tak presne naprogramovať, pretože si treba uvedomiť, že algoritmy a modely v MATLABe sú vyvíjané a ladené špičkovými technikmi a kapacitami v oblasti matematiky už tridsať rokov.
Aká je pre porovnanie situácia vo vyspelých západných krajinách z hľadiska používania MATLABu?
Na západe je v technickej praxi MATLAB považovaný za úplný štandard a takmer každý absolvent tento nástroj ovláda a vie v ňom pracovať. A rovnako to platí aj o komerčných firmách, ktoré ho aktívne využívajú.
Stretli ste sa už na Slovensku aj s firmou, ktorá by ponúkala služby vývoja v MATLABe pre externých zákazníkov, ktorí si tým pádom nemusia zakúpiť ani softvérovú licenciu ani interného programátora?
Viem o takej spoločnosti so sídlom v Žiline, ktorá na zákazku vyvíja algoritmy a modelovanie a simuláciu pre externých zákazníkov. MATLAB totiž ponúka možnosť exportu projektu do formy exe- alebo app-súboru pre rôzne operačné systémy, čo umožňuje voľné spustenie na ktoromkoľvek počítači bez potreby inštalácie MATLABu. Takisto je možné vyvinúť algoritmus a ten napáliť do jednočipového mikropočítača, ktorý sa dá využiť ako zabudované (embedded) riešenie do akéhokoľvek zariadenia. Vývoj na zákazku v prostredí MATLABu je teda reálny biznis.
Vráťme sa na chvíľu ešte na akademickú pôdu. Aká je teda situácia vo využívaní nástrojov pre modelovanie a simuláciu na slovenských univerzitách a kde by sa to malo (mohlo) posunúť?
Ako možno vidieť aj na Technical Computing Camp 2014, nadšených používateľov MATLABu je dosť. Je to pozitívne najmä z toho pohľadu, že po skončení štúdia budú títo absolventi k dispozícii práve tým firmám, ktoré som spomínal skôr a ktoré MATLAB aktívne pre svoj biznis využívajú. Alebo si môžu založiť svoje vlastné firmy a byť prínosom pre celú slovenskú ekonomiku. V obidvoch prípadoch je záruka, že sa vďaka sofistikovaným nástrojom pre modelovanie a simuláciu budú vytvárať produkty s vysokou pridanou hodnotou. Sme takisto radi, že máme množstvo učiteľov, ktorí tieto nástroje presadzujú do pedagogiky a s mnohými z nich máme aktívnu spoluprácu a podporujeme ich či už formou spoločnej prípravy prednášok, kurzov, či sprostredkovania lektorov zo zahraničia, ktorí im dokážu pomôcť pri riešení úloh v MATLABe a pod.
A v čom nás tlačí topánka? Vzhľadom na isté finančné podhodnotenie školstva sa stretávame aj s tým, že sa nasadzujú a používajú nelegálne licencie MATLABu. Pritom cenová politika pre školy je veľmi priaznivá. Ak sa kompetentné osoby dohodnú na hromadnom nákupe licencií, potom jedna inštalácia vychádza rádovo na desiatky, max. stovky eur. Práve počas Technical Computiing Campu sme boli spolu s Ronaldom Van De Polom, manažérom pre rozvoj aktivít a predaj pre školstvo, vedu a výskum v regióne EMEA spoločnosti MathWorks, na jednaní s jednou veľkou slovenskou univerzitou a pri prepočte na počet všetkých študentov a učiteľov, ktorí by mali MATLAB používať, vychádzala cena jednej inštalácie na 4 USD na človeka.
Aké sú podľa vás dôvody tohto stavu?
Dôvodom je dávno neplatný mýtus, že softvérové nástroje pre modelovanie a simuláciu sú neúmerne drahé. Minimálne v prípade MATLABu to neplatí a ako zástupcovia firmy MathWorks sme tu na to, aby sme im pomohli správne nakonfigurovať inštaláciu v najlepšom pomere cena/výkon. Vždy odporúčame kupovať licencie skupinovo, pretože sa dajú získať významné zľavy.
Spoločnosť MathWorks organizuje aj študentské súťaže. V čom vy vidíte ich hlavný prínos pre študentov?
Na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave funguje jeden takýto tím pod vedením Ing. Richarda Balogha, PhD. Jeho študenti sa pravidelne zúčastňujú nielen súťaží spoločnosti MathWorks, ale aj iných, celosvetových podujatí a to s významnými úspechmi. V rámci Technical Computing Camp 2014 budú prezentovať svoje skúsenosti a riešenia pri programovaní Freescale autonómneho autíčka v prostrední MATLAB, pričom tento nástroj dostali od spoločnosti MathWorks bezplatne. Študenti majú prostredníctvom takýchto aktivít šancu porovnať sa s najlepšími, špičkovými tímami na svete, naučia sa pracovať s hardvérom, programovať ho a získajú neoceniteľné technické zručnosti.
To by malo byť cieľom každej školy, vychovať takýchto inžinierov. Teraz je to pre študentov ešte forma zábavy, ale napr. ak sa úspešné umiestnenie na medzinárodnom podujatí objaví v ich životopise po skončení školy, bude to viac ako určite vstupenka do zamestnania v akejkoľvek technologickej firme. A pod vedením Richarda Balogha sa to mnohým aj podarí. Skutočne to je výnimočná vec, akým spôsobom sa venuje študentom, za čo mu patrí z mojej strany veľké uznanie.
Medzi jednu z oblastí, ktorá si už na využívanie nástrojov pre modelovanie a simulácia zvykla, patrí aj obchodovanie na burze. Na Technical Computing Camp 2014 sme využili prítomnosť Ronalda Ižipa, staršieho analytika zo spoločnosti TRIM Broker, a. s., ktorá sa zaoberá finančným sprostredkovaním a analytickou činnosťou a ten nám prezradil, prečo sa aj ich spoločnosť rozhodla využívať MATLAB.
Prečo taká spoločnosť ako TRIM Broker začne uvažovať o využívaní nástrojov, ako je MATLAB?
Obchodovanie na finančných trhoch sa stáva čoraz viac algoritmizované. Stretávame sa s množstvom bánk či hedge fondov, ktorých cieľom je vytvárať programy, ktoré budú fungovať automaticky bez toho, aby človek dával do toho svoje vstupy v podobe rozhodovania, či je nejaká cena nízko alebo vysoko a pod. Veľa našich skúseností aj skúseností našich klientov poukazuje na to, že práve ľudská iracionalita a emocionálne zmýšľanie, v ktorom sa ľudský mozog doteraz vyvýjal, nahráva tomu, že robí kroky exaktne a tom je aj algoritmické obchodovanie.
Čím vás oslovil práve MATLAB?
Vyberali sme z viacerých možností, ale MATLAB nás oslovil práve preto, lebo má veľmi dobrú podporu pre obchodovanie na finančných trhoch a analýzu finančných trhov. Moduly, ktoré MATLAB v tejto oblasti ponúka, umožňujú zabezpečiť veľmi dobrú kompatibilitu medzi obchodným systémom a informačnou platformou obchodníka.
Akým spôsobom prebiehala implementácia MATLABu u vás vo firme?
Inštalácia toho, čo už využívame, bola veľmi jednoduchá. Stačilo nájsť človeka, ktorý vyštudoval prácu s MATLABom a za pár dní sme už mohli nabehnúť do rutinnej prevádzky a začať údaje do systému zbierať a následne ich analyzovať.
Plánujete do budúcnosti ďalšie rozširovanie systému?
Určite áno, máme v pláne zakúpiť ďalšie toolboxy MATLABu, ktoré sa nám zdajú byť prínosom pre oblasť, v ktorej pracujeme.
Ste spokojní s výsledkami, ktoré ste zatiaľ pri využívaní MATLABu dosiahli?
To zatiaľ nemôžem presne okomentovať, pretože MATLAB je tak robustný systém, že si to bude ešte vyžadovať z našej strany ďalšie investície, aby sme s tým dokázali pracovať na takých rýchlostiach spracovania údajov a dostávali taký výstupu z tohto systému, ako požadujeme.
Ďakujeme za rozhovor.