案例研究

边缘 药品生产中的计算

Stratus 边缘 计算是 Chemi 制药厂现代化的范式转变

面临的挑战

  • 确保业务连续性，同时升级 DCS 系统和 IT 基础设施
  • 确保数据完整性和验证
  • 为所有设施采用标准和高性能技术
  • 确保业务部门的业务自主权
  • 实施适合未来扩展的系统

解决方案

  • 采用罗克韦尔自动化的 PlantPAx DCS
  • 适合 ThinManager 的环境
  • ftServer 4910 与 VMware 虚拟化

带来的优势

  • 所有设施的标准化容错 DCS 基础设施
  • 生产线的灵活利用和最佳性能
  • 从旧系统过渡到新系统仅需三天时间
  • 新应用程序的即时可用性

Chemi SpA 是 Italfarmaco 集团的子公司，是一家著名的制药公司，在意大利和全球拥有多家工厂。该公司专门生产和销售活性药物成分和伦理医药产品，同时也为第三方客户生产这些产品。

Chemi 位于意大利弗罗西诺内的 Patrica 工厂最近对其生产控制系统进行了升级，作为现代化项目的一部分。现有的分布式控制系统（DCS）多年来经历了多次流程实施，已经变得有限和过时。Chemi 选择用下一代架构取代这一过时的系统，该架构可提高性能，符合良好生产规范 (GMP) 指南，并符合现代智能工厂的要求。

该项目由位于意大利中部的 STB SYS Automation 公司负责管理，该公司在工业自动化设备和系统的开发、集成、安装和维护方面拥有丰富的专业知识。该公司主要服务于意大利中部地区，拥有扎实的专业知识，能够根据每个项目的应用和规格选择最合适的架构。

基于多样化 IT 基础设施的更新

该项目的最初目的是提高现有设备的技术和性能。Stratus ftServer 平台被证明是理想的选择。

"STB SYS Automation 首席执行官 Francesco Cecconi 解释说："在发现Stratus 后，我们对其解决方案的技术能力留下了深刻印象，这些解决方案专门用于确保关键应用程序的业务连续性。"虽然我们之前依赖于服务器集群上配置的虚拟机，但一旦我们了解了Stratus' 技术，我们很快就决定在 Chemi 项目中采用它。"在 STB SYS
Automation 开展的计划升级活动中，工厂内的大部分自动化硬件得以保留。项目的主要重点是重写控制程序，同时保留现有逻辑的功能。

不过，IT 基础设施也进行了全面改造，利用了Stratus ftServer 的功能。ftServer 是一个完全集成、持续可用的容错边缘 计算平台，即使在组件出现故障时，也能保证关键软件应用程序的不间断执行，而且没有数据丢失的风险。

更新与创新

该项目于 2022 年初启动，路线图分为三个阶段，每个阶段的重点是帕特里卡工厂的三个合成部。这三个部门具有很强的适应性，可以自由配置，以处理各种类型的生产。生产环境的灵活性使 14 个多功能反应器能够处理不同物质的批次。

在顺利完成第一阶段的工厂工程后，由于 Chemi 公司决定建造两座新工厂，项目进度出现了意想不到的变化。

因此，Chemi 决定为新设施配备额外的 DCS 控制系统。这导致二期项目推迟，目前预计将于 2023 年底完工。

从 Unix 到ftServer ，真正的范式转变

"展望未来，我们与Stratus 的合作为我们带来了令人兴奋的新可能性。毫无疑问，我们知道今后在类似项目中应选择哪种建筑风格"。

Francesco Cecconi，
首席执行官，
STB SYS Automation

Chemi 工厂以前使用现场控制器与基于 Unix 平台的监控系统进行通信。IT 架构由三个服务器集群和几个 Unix 终端支持，操作员在不同的工厂区域使用，以客户服务器模式运行。随着时间的推移，这一架构遇到了明显的技术挑战，如高延迟和系统性能逐年下降。此外，难以找到合适的备件进行维护也使问题更加复杂。

Stratus ftServer 新技术基础设施的实施带来了革命性的模式转变。这一强大的架构建立在标准的运行环境之上，提供了模块化的可扩展性和未来集成的潜力。

据 Cecconi 介绍，在 Windows Server 2019 上运行的新管理环境完全托管在Stratus ftServer 上，由 12 台虚拟机组成，全部以容错模式运行。其中包括 SCADA、终端客户端、Historian、报告和 SQL Server 专用机。此外，还有用于监控所有系统活动、工程、开发和各种工具的 Audit Trail：所有应用程序都托管在冗余成对的虚拟机上，包括域控制器和服务器管理模块。

系统切换：从 3 周到 3 天

从旧架构到新架构的过渡没有对 Chemi 的运营产生任何不利影响。
"我们的体验非常积极"，Cecconi 指出，"多亏了ftServer的功能，我们调试新基础设施的时间大大缩短。最初预算需要三周的安装和最终调试时间仅用了三天就完成了--考虑到所实施的客户服务器架构的复杂性和关键性，这是一个惊人的成就"。

ftServer 平台大部分已预先配置好，有助于快速安装。新的终端客户机安装在使用 VLAN 配置的公司网络内。这些客户机配备了 27 英寸的屏幕，使用户能够以远程桌面模式连接到应用程序，每个应用程序都有专用的 Windows 许可。这种以传统 PC 模式运行的用户友好型环境确保了所有类型用户的即时可用性和可访问性。

事实证明，冗余与使用标准操作环境的结合是Stratus'ftServer 的一个显著优势，它允许创新和大幅提高性能，同时仍能在网络上保留旧的 DCS，以满足特定要求。

完全冗余和高可用性

新系统的性能显著提高，具有一系列宝贵的功能，包括简单性、安全性和自主性，以及易于安装和管理，因此获得了高度积极的反响。这确保了软件的持续可用性和高度自动化，使每个人都能使用现代化的智能工厂。

"公司的 IT 人员对其稳健性、可靠性和标准化尤为赞赏。Cecconi 补充说："此外，OT 人员也非常欢迎在工作中使用新的完全安全的访问方式，同时性能也得到了提高。

Chemi 很快就完全掌控了系统，顺利通过了验证阶段，以保持完整的操作可追溯性。Stratus'ftServer 被配置为具有出色性能和可用性的中央节点，配备了冗余电源和两个独立的 UPS，通过位于数据中心的光纤环网连接。

投资和全面支持的益处

在技术层面，利用Stratus'ftServer 这样的开放式创新技术具有众多优势。

对于 Chemi 来说，利用容错边缘 计算平台保护虚拟化提供了灵活性、生命周期管理和安全性。此外，只需添加 ThinManager，新架构就能为每台 PC、瘦客户机、移动设备和用户提供安全、集中的应用程序和内容配置与部署。

对于系统集成商 STB SYS Automation 来说，采用Stratus 解决方案提高了资源分配效率，使他们能够减少处理 IT 系统问题的时间，转而专注于满足客户需求。

"Cecconi 指出："与以前的系统相比，即使是具备基本 IT 知识的个人，现在也可以独立地进行细微调整和执行某些维护任务，而无需开发人员的参与。

虚拟化在促进创新和加快发展方面发挥了至关重要的作用，促使 Chemi 甚至在两个新建工厂也尽早采用了新系统。

在整个过程中，Stratus 支持发挥了至关重要的作用。"Cecconi 强调说："从最初的硬件选型到部署阶段（包括ftServer 的配置和设置），再到运行阶段，Stratus 的专家支持一直至关重要，他们迅速而熟练地解决了我们的支持问题。

多重优势与稳固未来

展望未来，我们与Stratus 的合作为我们带来了令人兴奋的新可能性。Cecconi 强调说，毫无疑问，我们知道今后在类似项目中应选择哪种架构。他最后说，事实证明，Stratus 解决方案是一项巨大的投资。

ftServer 边缘 计算平台有效地满足了许多要求和考虑因素。对于 Chemi 来说，它提供了一个高性能、可扩展、高可用的验证和标准化基础设施。STB SYS Automation 受益于先进、灵活、敏捷和可快速部署的解决方案，而运营商则享受到了用户友好和安全的体验。

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