Caso di studio

RoviSys

Edge Computing nel Farma e Life Science

Come RoviSys ha implementato  l'Edge Computing di Stratus per eliminare i tempi di inattività e la perdita di dati, far convergere OT/IT e ridurre il FAT/SAT da settimane a giorni per un'azienda del settore life sciences.

Sfide

  • Eliminare i tempi di inattività e la perdita di dati nella produzione in lotti per un'azienda del settore farma/life science
  • Garantire l'affidabilità dei dati per le normative FDA, GMP e VCAP.
  • Standardizzare le architetture di controllo per tre siti di un impianto multi-sito
  • Consentire al team delle operations impegnato nella produzione di mantenere e supportare l'infrastruttura informatica senza un supporto IT di alto livello.

Soluzione

  • Stratus ftServer® e Stratus ztC Edge™ per la tolleranza agli errori e la raccolta dei dati
  • Software PlantPAx® di Rockwell Automation per il controllo della produzione a livello di impianto

Vantaggi

  • Eliminazione dei tempi di inattività e consolidamento dei carichi di lavoro software grazie alla sostituzione di sei cluster di server iperconvergenti con l'Edge Computing di Stratus
  • Elaborazione standardizzata e scalabile tra diverse strutture e casi d'uso nel settore farmaceutico/life science
  • Riduzione del processo FAT/SAT da settimane a ore; completamento della convalida completa in una settimana.
  • Riduzione del costo totale di proprietà (TCO) del 15-20% e ciclo di vita previsto di 15 anni per le piattaforme di calcolo.

Affidabilità della produzione in lotti nel settore farma/life science

Un'azienda leader nel settore farma/life science, con un portafoglio che spazia dalla biologia cellulare all'analisi di DNA, RNA e proteine, dallo sviluppo di farmaci all'identificazione umana e alla diagnostica molecolare, aveva bisogno di eliminare i tempi di inattività e la perdita di dati nelle sue operazioni di produzione, scegliendo un'infrastruttura di calcolo più affidabile e facile da mantenere per la produzione di lotti. L'azienda si affidava a cluster di server iperconvergenti e alla tolleranza ai guasti basata su software per gestire l'automazione dei processi e i dati richiesti dalla normativa FDA.

Consultandosi con RoviSys®, un integratore di sistemi globale specializzato nell'automazione, l'azienda ha standardizzato il software PlantPAx® di Rockwell Automation in esecuzione sulle piattaforme di Edge Computing Stratus® per tre siti produttivi nell'impianto dell'azienda. RoviSys ha implementato piattaforme di Edge Computing fault-tolerant per l'automazione dei processi, semplificamdo notevolmente l'infrastruttura IT dell'azienda. Utilizzando le piattaforme Stratus, RoviSys ha implementato l'architettura di controllo in una settimana, dai test di accettazione in fabbrica (FAT) ai test di accettazione sul sito (SAT) e alla convalida, riducendo il TCO del 15-20% rispetto alla soluzione cluster precedente. A seguito dell'implementazione di Stratus l'azienda non ha riscontrato tempi di inattività ed è in grado di gestire le piattaforme di calcolo senza un supporto IT dedicato.

I cluster di server sono insufficienti per la produzione farma/life science

L'azienda si affidava a cluster di server per l'elaborazione e la raccolta di dati per i processi produttivi critici. Il team ha dovuto affrontare una serie di problemi costosi, dai guasti ai componenti alle interruzioni non pianificate del sistema, che hanno causato la perdita di dati o i tempi di inattività. Questo si ripercuoteva sulla capacità di superare gli audit della FDA e le relazioni GMP, causando interruzioni della produzione e sprechi di prodotto. In caso di guasto di un server cluster, il team spesso non disponeva del supporto immediato e delle conoscenze necessarie per ricostruire il nodo, richiedendo tempi di ripristino supplementari. Inoltre, il team doveva essere in grado di tracciare il processo VCAP (version change, audit control) per mappare le modifiche del sistema a lotti specifici e viceversa.

Inizialmente, RoviSys aveva preso in considerazione un cluster iperconvergente basato su Cisco® HyperFlex collocato in un data center aziendale e sarebbe stato gestito dal team dell'utente finale. Tuttavia, questa scelta comportava diversi ostacoli. La soluzione richiedeva una SAN virtuale con una rete a 10 gig in tutto l'impianto del cliente, quindi  molta esperienza IT e molta larghezza di banda. Inoltre, la natura altamente personalizzata e complessa della soluzione non solo richiedeva costi di licenza elevati, ma anche un team di persone altamente qualificate. Da un punto di vista pratico, ciò lasciava un margine di errore eccessivo nella configurazione e nella gestione del sistema cluster.

 L'Edge Computing semplice, protetto, autonomo progettato per l'OT

Per fornire una soluzione di disponibilità più semplice e facilmente manutenibile, RoviSys ha consigliato le piattaforme ftServer e ztC Edge di Stratus. A differenza del più complesso cluster iperconvergente, che richiedeva un notevole lavoro di integrazione, le piattaforme Stratus sono pronte per essere installate rapidamente. La semplicità operativa è stata un fattore chiave che ha reso le piattaforme Stratus una soluzione utilizzabile dal team OT senza bisogno di competenze informatiche specializzate. L'installazione e la formazione dell'utente finale hanno richiesto circa due ore, rispetto ai due giorni stimati per la soluzione HyperFlex. Il team ha inoltre calcolato che il costo totale di proprietà (TCO) dell'utente finale è inferiore del 15-20% con Stratus.

Le piattaforme Stratus hanno fornito un livello eccezionale di protezione dei dati con una disponibilità del 99,999% e nessun rischio di costosi tempi di inattività, consentendo al contempo una maggiore sicurezza informatica. Grazie alla tolleranza ai guasti basata sull'hardware, non si sono verificati ritardi nel failover o perdite di dati. In caso di guasto di un componente, il team operativo del cliente può facilmente sostituire i componenti plug-and-play senza alcun impatto sull'applicazione batch, interruzione del processo o perdita di dati. Grazie al funzionamento ininterrotto delle applicazioni e delle macchine virtuali in esecuzione sul sistema, i test di convalida possono essere completati rapidamente, con un notevole risparmio di tempo e risorse.

Nel caso di un guasto a un nodo del cluster, invece, il team avrebbe dovuto affrontare diverse fasi per sostituire e convalidare un nuovo nodo, dalla sostituzione fisica alla convalida fisica e logica, fino alla conferma del funzionamento di tutte le macchine virtuali su tutti i nodi. L'intero processo per un sito di produzione di questo tipo potrebbe richiedere fino a dieci persone nel team di convalida di un cliente, più due o tre risorse di consulenza per eseguire i test, che durano da giorni a settimane.

Architettura di controllo della produzione con Rockwell Automation e Stratus

Per il controllo della produzione, RoviSys ha utilizzato le soluzioni Rockwell Automation e Stratus per tre impianti: un sito di produzione di proteine su larga scala, un sito di produzione di reagenti per DNA e RNA e un sito di piccole molecole che alimenta altri processi di produzione. Per i due siti più grandi, il team ha abbinato PlantPAx di Rockwell Automation, compresi HMI, storico, batch, Asset Centre, Vantage Point, Thin Manager, Engineering Workstation e SQL, in esecuzione rispettivamente su Stratus ftServer 6910 e 2900. Il sito di piccole molecole non richiedeva un'affidabilità superiore ai 5 nove (99,999%) ed esegue, quindi,  la suite PlantPAx su una piattaforma ztC Edge 110i di Stratus. Per la sicurezza della rete, le piattaforme sono state segmentate in base alle pratiche di cybersecurity raccomandate da Rockwell Automation.

Il team ha configurato sette macchine virtuali per ogni linea di produzione per consolidare i carichi di lavoro del software. L'efficienza si è tradotta anche in un risparmio significativo sulle licenze software, ad esempio il costo di VMware per ftServer è stato di soli 600 dollari rispetto alle migliaia di dollari per nodo di una soluzione cluster. Allo stesso modo, il team è stato in grado di realizzare risparmi sui costi delle licenze Microsoft data center .

Cicli FAT/SAT più brevi e convalida rapida

Per l'implementazione con le piattaforme Stratus , RoviSys ha portato a termine i processi cruciali di test e convalida FAT/SAT in poche ore rispetto alle settimane necessarie per una soluzione cluster. Il team è stato in grado di collegare e scollegare i nodi e di verificare immediatamente il failover senza alcuna interruzione, anche eseguendo una libreria di routine Linux per verificare che vari componenti e software di basso livello fossero aggiornati come parte del processo FAT/SAT.

Il design montabile su rack, la tolleranza ai guasti e l'auto-riparazione delle piattaforme Stratus ne consentono l'impiego in produzione per un lungo periodo di tempo. Il team ha previsto un ciclo di funzionamento di 15 anni per le piattaforme e ha concluso che, grazie alla longevità, alla durata e alla verifica FAT/SAT semplificata di Stratus, l'azienda  disporrà di una soluzione ad alte prestazioni e alta disponibilità per il lungo periodo.

Convergenza OT/IT,  riduzione dei cicli FAT/SAT e fault-tolerance.

Lavorando con l'utente finale RoviSys ha rapidamente implementato e trasformato l'affidabilità delle operazioni di produzione, del processo VCAP e dei report GMP del cliente. L' Edge Computing di Stratus  ha trasformato l'affidabilità delle operazioni di produzione, del processo VCAP e della reportistica GMP del cliente. La soluzione ha semplificato notevolmente l'infrastruttura IT e ha permesso al team OT di implementare e mantenere la nuova infrastruttura senza supporto IT in loco. La chiave del successo di RoviSys è stata l'esecuzione di un proof of concept (PoC) di successo e l'utilizzo di una soluzione che ha ridotto i test FAT/SAT e di convalida da settimane a giorni. Grazie alla riuscita di questo progetto, RoviSys ha ampliato il suo impegno con gli utenti finali per altri progetti.

Soluzione infrastrutturale

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