生命科学中的边缘计算:提供可靠性

4 - 1月- 2023

RoviSys如何为生命科学公司部署Stratus边缘计算以消除停机时间和数据丢失,融合OT/IT,并将FAT/SAT时间从几周缩短到几天

生命科学中的边缘计算:提供可靠性

一家领先的生命科学公司,产品组合涵盖细胞生物学、DNA、RNA和蛋白质分析,以及药物开发、人体识别和分子诊断,需要为其批量制造操作选择更可靠、更易于维护的计算基础设施,以消除制造操作中的停机时间和数据丢失。

该公司一直依靠超融合服务器集群和基于软件的容错来管理流程自动化和美国FDA法规所需的数据。

通过与RoviSys(一家专注于自动化的全球系统集成商)的咨询,该公司对罗克韦尔自动化的PlantPAx软件进行了标准化,该软件运行在Stratus边缘计算上,用于公司园区的三个制造基地。

RoviSys为过程自动化部署了容错边缘计算平台,极大地简化了生命科学公司的IT基础设施。使用Stratus平台,RoviSys在一周内部署了控制架构——从工厂验收测试(FAT)到现场验收测试(SAT)和验证,同时将TCO降低了15-20%(与之前的集群解决方案相比)。

自从部署了Stratus以来,生命科学公司没有经历过停机时间,并且能够在没有专用IT支持的情况下为计算平台提供服务。

服务器集群不足以用于生命科学制造业
该公司一直依赖服务器集群为其关键的制造流程提供计算和数据收集。该团队面临着许多代价高昂的挑战,从组件故障到计划外的系统停机,导致数据丢失或停机。

这影响了他们通过FDA审核和GMP报告的能力,并导致严重的生产中断和产品浪费。如果集群服务器发生故障,团队通常没有立即的支持和知识来重新构建需要额外恢复时间的节点。

此外,团队需要能够跟踪他们的VCAP(版本变更,审计控制)过程,将系统变更映射到特定的批,反之亦然。

最初,RoviSys考虑建立一个基于Cisco HyperFlex的超融合集群,该集群将驻留在企业数据中心,并由最终用户的团队管理。然而,这一选择有几个障碍。该解决方案需要一个跨客户园区的10gb网络的虚拟SAN,这需要大量的专业知识和带宽。

此外,高度定制和复杂的解决方案不仅需要大量的许可成本,而且还需要一支训练有素的团队。

从实际的角度来看,这在集群系统的设置和管理中允许了太多的错误。

为OT构建了简单、受保护、自主的边缘计算
为了提供更简单和易于服务的可用性解决方案,RoviSys推荐Stratus ftServer和Stratus ztC Edge计算平台。与需要大量集成工作的更复杂的超融合集群相比,Stratus平台是现成的,可以快速安装。

操作简单是使Stratus平台成为OT团队无需专业IT技能即可使用的解决方案的关键因素。安装和最终用户培训只需约2小时,而HyperFlex解决方案至少需要2天。该团队还计算出,使用Stratus后,最终用户的总拥有成本(TCO)降低了15-20%。

生命科学中的边缘计算:提供可靠性

Stratus平台提供了卓越的数据保护水平,99.999%的可用性,没有昂贵的停机风险,同时实现了更强的网络安全。由于基于硬件的容错,没有故障转移延迟或数据丢失。

在组件故障的情况下,客户的运营团队可以轻松地更换即插即用组件,而不会对批处理应用程序、流程中断或数据丢失造成影响。系统中运行的应用程序和虚拟机不间断运行,可以快速完成验证测试,节省大量时间和资源。

相比之下,对于集群节点故障,团队将面临替换和验证新节点的多个步骤——从物理替换和物理/逻辑验证,到确认所有节点上的所有虚拟机都在运行。

一个生产现场的整个过程可能需要客户验证团队中多达10人,再加上两到三个咨询资源来运行测试,耗时几天或几周。

Rockwell Automation和Stratus Technologies的生产控制架构
在生产控制方面,RoviSys为三个设施构建了罗克韦尔自动化和Stratus解决方案——一个大型蛋白质制造基地,一个生产DNA和RNA试剂的基地,以及一个为其他制造过程提供原料的小分子基地。

对于两个较大的站点,团队匹配了罗克韦尔自动化的PlantPAx,包括HMI、历史记录、批处理、资产中心、Vantage Point、Thin管理器、工程工作站和SQL,分别运行在Stratus ftServer 6910和2900上。

小分子站点不需要5 - 9 +可靠性,并在Stratus ztC Edge 110i平台上运行PlantPAx套件。

在网络安全方面,这些平台根据罗克韦尔自动化推荐的网络安全实践进行了细分。

团队为每条生产线设置了7个vm,以整合软件工作负载。效率也转化为软件许可的显著节省,例如,VMware的ftServer仅花费600美元,而集群解决方案中每个节点花费数千美元。同样,该团队通过微软数据中心许可证实现了成本节约。

缩短FAT/SAT周期,快速验证
对于与Stratus平台的部署,RoviSys在数小时内完成了关键的FAT/SAT测试和验证过程,而使用集群解决方案只需数周。团队能够在不中断的情况下插拔节点并立即验证故障转移,包括运行一个Linux例程库来测试各种组件和低级软件是否是最新的,这是FAT/SAT过程的一部分。

Stratus平台的机架式、容错和自修复设计使其能够长时间部署在生产环境中。该团队预测该平台的工作周期为15年,并得出结论,凭借Stratus的长寿、耐用性和精简的FAT/SAT验证,该生命科学公司将拥有长期的高性能高可用性解决方案。

OT/IT融合,缩短FAT/SAT周期和容错在生命科学领域取得了胜利
与生命科学终端用户合作,RoviSys迅速部署了Stratus边缘计算,并改变了客户制造操作、VCAP流程和GMP报告的可靠性。该解决方案极大地简化了IT基础设施,使OT团队能够在没有现场IT支持的情况下部署和维护新的基础设施。

重要的是,RoviSys成功的关键在于进行了成功的概念验证(PoC),并使用了将FAT/SAT和验证测试从数周减少到数天的解决方案。凭借这一成功所建立的信任,RoviSys已经扩大了其终端用户参与其他项目。

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