Fallstudie

RoviSys

Edge Computing in Biowissenschaften

Wie RoviSys Stratus Edge Computing für ein Life-Science-Unternehmen bereitstellte, um Ausfallzeiten und Datenverlusten zu beseitigen, die Konvergenz von OT/IT zu gewährleisten, und  FAT/SAT von Wochen auf Tage zu reduzieren

Herausforderungen

  • Beseitigung von Ausfallzeiten und Datenverlusten in der Chargenfertigung eines Biowissenschaftsunternehmens
  • Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Daten für FDA-Vorschriften, GMP und VCAP
  • Standardisierung der Kontrollarchitekturen für drei Standorte auf einem Campus mit mehreren Standorten
  • Befähigung des Produktionsteams zur Wartung und Unterstützung der Computerinfrastruktur ohne hochrangigen IT-Support

Lösung

  • Stratus ftServer® und Stratus ztC Edge™ für Fehlertoleranz und Datenerfassung
  • Rockwell Automation PlantPAx®-Software für die campusweite Produktionssteuerung

Vorteile

  • Eliminierung von Ausfallzeiten und Konsolidierung von Software-Workloads durch Ersetzen von sechs hyperkonvergenten Server-Clustern durch Stratus Edge Computing
  • Standardisierte und skalierte Datenverarbeitung in verschiedenen biowissenschaftlichen Einrichtungen und Anwendungsfällen
  • Verkürzung des FAT/SAT-Prozesses von Wochen auf Stunden; Abschluss der vollständigen Validierung in einer Woche
  • Senkung der Gesamtbetriebskosten (TCO) um 15-20 % und prognostizierte Nutzungsdauer von 15 Jahren für Computerplattformen

Mehr Zuverlässigkeit bei der Chargenfertigung in den Biowissenschaften

Ein führendes Biowissenschaftsunternehmen mit einem umfamgreichen Portfolio - Zellbiologie, DNA-, RNA- und Proteinanalyse, Arzneimittelentwicklung ,menchliche Identifizierung  und molekulare Diagnostik - musste Ausfallzeiten und Datenverluste in seinen Produktionsabläufen durch die Auswahl einer zuverlässigeren und einfach zu wartenden Recheninfrastruktur für seine Batch-Produktionsabläufe vermeiden. Das Unternehmen hatte sich bisher auf hyperkonvergente Servercluster und softwarebasierte Fehlertoleranz verlassen, um die Prozessautomatisierung und die für die FDA-Vorschriften erforderlichen Daten zu verwalten.

Nach Rücksprache mit RoviSys®, einem globalen, auf Automatisierung spezialisierten Systemintegrator, standardisierte das Unternehmen die PlantPAx®-Software von Rockwell Automation, auf Stratus® Edge Computing für drei Produktionsstandorte auf dem Firmengelände. RoviSys implementierte fehlertolerante Edge Computing Plattformen für die Prozessautomatisierung, die die IT-Infrastruktur des Biowissenschaftsunternehmens drastisch vereinfachten. Mit Hilfe der Stratus Plattformen konnte RoviSys die Steuerungsarchitektur innerhalb einer Woche implementieren - von der Werksabnahme (FAT) bis zur Standortabnahme (SAT) und Validierung - und dabei die Gesamtbetriebskosten (TCO) im Vergleich zur vorherigen Cluster-Lösung um 15-20% senken. Seit der Bereitstellung von Stratus hat das Life-Science-Unternehmen keine Ausfallzeiten mehr erlebt und ist in der Lage, die Rechenplattformen ohne speziellen IT-Support zu warten.

Server-Cluster für die Life-Sciences-Produktion unzureichend

Das Unternehmen hatte sich auf Servercluster verlassen, um die Datenverarbeitung und -erfassung für seine kritischen Fertigungsprozesse zu gewährleisten. Das Team sah sich mit einer Reihe kostspieliger Probleme konfrontiert, von Komponentenausfällen bis hin zu ungeplanten Systemausfällen, die zu Datenverlusten oder Ausfallzeiten führten. Dies beeinträchtigte die Fähigkeit des Unternehmens, FDA-Audits und GMP-Berichte zu bestehen, und führte zu lähmenden Produktionsunterbrechungen und Produktverschwendung. Wenn ein Cluster-Server ausfiel, verfügte das Team oft nicht über sofortige Unterstützung und Kenntnisse, um den Knoten wiederherzustellen, was eine zusätzliche Wiederherstellungszeit erforderte. Außerdem musste das Team in der Lage sein, seinen VCAP-Prozess (Versionsänderung, Auditkontrolle) zu verfolgen, um Systemänderungen bestimmten Chargen zuzuordnen und umgekehrt.

Ursprünglich zog RoviSys einen hyperkonvergenten Cluster auf der Basis von Cisco® HyperFlex in Erwägung, der sich in einem Unternehmens-Rechenzentrum befindet und vom Team des Endbenutzers verwaltet werden sollte. Diese Entscheidung war jedoch mit einigen Hürden verbunden. Die Lösung erforderte ein virtuelles SAN mit einem 10-Gigabit-Netzwerk über den gesamten Campus des Kunden, was viel Know-how und eine große Bandbreite erforderte. Darüber hinaus erfordert die hochgradig angepasste und komplexe Lösung nicht nur hohe Lizenzkosten, sondern auch ein Team von hochqualifizierten Mitarbeitern. In der Praxis bedeutete dies einen zu großen Spielraum für Fehler bei der Einrichtung und Verwaltung des Clustersystems.

Einfach, geschützt, autark: Edge Computing gebaut für OT

Um eine einfachere und leicht zu wartende Verfügbarkeitslösung anzubieten, empfahl RoviSys die Stratus ftServer und Stratus ztC Edge Compute-Plattformen. Im Gegensatz zu den komplexeren hyperkonvergenten Clustern, die einen erheblichen Integrationsaufwand erforderten, sind die Stratus Plattformen sofort einsatzbereit und können schnell installiert werden. Die Einfachheit des Betriebs war ein Schlüsselfaktor, der die Stratus Plattformen zu einer Lösung machte, die das OT-Team ohne spezielle IT-Kenntnisse nutzen konnte. Die Installation und die Schulung der Endbenutzer dauerte etwa zwei Stunden - im Gegensatz zu mindestens zwei Tagen bei der HyperFlex-Lösung. Das Team berechnete außerdem, dass die Gesamtbetriebskosten (TCO) des Endanwenders mit Stratus um 15-20 % niedriger sind.

Die Stratus Plattformen boten ein außergewöhnliches Maß an Datenschutz mit einer Verfügbarkeit von 99,999 % und ohne das Risiko kostspieliger Ausfallzeiten und ermöglichten gleichzeitig eine höhere Cybersicherheit. Dank der hardwarebasierten Fehlertoleranz gab es keine Failover-Verzögerungen oder Datenverluste. Im Falle eines Komponentenausfalls konnte das Betriebsteam des Kunden problemlos Plug-and-Play-Komponenten austauschen, ohne dass die Batch-Anwendung beeinträchtigt wurde, Prozesse unterbrochen wurden oder Daten verloren gingen. Durch den unterbrechungsfreien Betrieb der Anwendungen und VMs, die auf dem System laufen, können die Validierungstests schnell abgeschlossen werden, was erhebliche Zeit- und Ressourceneinsparungen ermöglicht.

Im Vergleich dazu hätte das Team bei einem Ausfall eines Clusterknotens mehrere Schritte unternehmen müssen, um einen neuen Knoten zu ersetzen und zu validieren, vom physischen Austausch über die physische und logische Validierung bis hin zur Bestätigung, dass alle VMs auf allen Knoten funktionieren. Der gesamte Prozess für einen Produktionsstandort könnte bis zu zehn Personen im Validierungsteam eines Kunden plus zwei oder drei Beratungsressourcen für die Durchführung der Tests erfordern und sich über Tage oder Wochen hinziehen.

Produktionssteuerungsarchitektur mit Rockwell Automation und Stratus

Für die Produktionssteuerung arkitektiert RoviSys Lösungen von Rockwell Automation und Stratus für drei Anlagen - eine groß angelegte Proteinproduktionsstätte, eine Anlage zur Herstellung von DNA- und RNA-Reagenzien und eine Anlage für kleine Moleküle, die andere Produktionsprozesse versorgt. Für die beiden größeren Standorte passte das Team Rockwell Automation PlantPAx an, einschließlich HMI, Historian, Batch, Asset Centre, Vantage Point, Thin Manager, Engineering Workstation und SQL, die auf einem Stratus ftServer 6910 bzw. 2900 laufen. Der Standort für kleine Moleküle benötigte keine 99,999 Zuverlässigkeit und führte die PlantPAx-Suite auf einer Stratus ztC Edge 110i-Plattform. Für die Netzwerksicherheit wurden die Plattformen auf der Grundlage der von Rockwell Automation empfohlenen Cybersicherheitspraktiken segmentiert.

Das Team richtete sieben VMs pro Produktionslinie ein, um die Software-Workloads zu konsolidieren. Die Effizienz schlug sich auch in erheblichen Einsparungen bei den Softwarelizenzen nieder. So kostete VMware für ftServer nur 600 Dollar im Vergleich zu Tausenden von Dollar pro Knoten in einer Clusterlösung. In ähnlicher Weise konnte das Team Kosteneinsparungen bei den Microsoft data center Lizenzen erzielen.

Kürzere FAT/SAT-Zyklen und schnelle Validierung

Für den Einsatz mit den Plattformen Stratus konnte RoviSys die entscheidenden FAT/SAT-Tests und Validierungsprozesse innerhalb von Stunden durchführen, während dies bei einer Cluster-Lösung Wochen dauern würde. Das Team war in der Lage, Knoten ein- und auszustecken und ein sofortiges Failover ohne Unterbrechung zu verifizieren, einschließlich der Ausführung einer Bibliothek von Linux-Routinen, um zu testen, dass verschiedene Komponenten und Low-Level-Software als Teil des FAT/SAT-Prozesses auf dem neuesten Stand sind.

Das rack-montierbare, fehlertolerante und selbstheilende Design der Stratus Plattformen ermöglicht es, dass sie über einen langen Zeitraum in der Produktion eingesetzt werden können. Das Team prognostizierte einen 15-jährigen Betriebszyklus für die Plattformen und kam zu dem Schluss, dass das Life-Sciences-Unternehmen mit Stratus' Langlebigkeit, Strapazierfähigkeit und einer optimierten FAT/SAT-Verifizierung über eine hochleistungsfähige, hochverfügbare Lösung für die lange Zeit verfügen würde.

Ein Gewinn fur das Biowissenshaften Unternehmen: OT/IT-Konvergenz, verkürzte FAT/SAT-Zyklen und Fehlertoleranz 

In Zusammenarbeit mit dem Endbenutzer aus dem Bereich Biowissenschaften hat RoviSys schnell die Stratus Edge Computing Plattformen installiert und die Zuverlässigkeit der Produktionsabläufe, des VCAP-Prozesses und der GMP-Berichterstattung des Kunden verändert. Die Lösung vereinfachte die IT-Infrastruktur drastisch und ermöglichte es dem OT-Team, die neue Infrastruktur ohne IT-Support vor Ort einzusetzen und zu warten. Der Schlüssel zum Erfolg von RoviSys war ein erfolgreicher Proof of Concept (PoC) und die Verwendung einer Lösung, die die FAT/SAT- und Validierungstests von Wochen auf Tage reduzierte. Mit dem Vertrauen, das durch diesen Erfolg aufgebaut wurde, hat RoviSys sein Engagement für Endbenutzer auf weitere Projekte ausgeweitet.

Infrastruktur-Lösung

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