導讀
從科學的角度講，飛機是最安全的交通工具。據(jù)統(tǒng)計，其造成的傷亡事故率約為三百萬分之一，遠低于汽車、火車、輪船等。如果有人每天坐一次飛機，要經(jīng)歷3223年才可能遇上一次飛行事故，發(fā)生幾率很小?？紤]到飛機由幾百萬個零部件組成，可靠性又如此之高，除驚嘆于工程師的智慧，更讓人癡迷這是如何做到的？
為保障人們財產(chǎn)和生命安全，降低事故率，人類在打造產(chǎn)品和工具時一直都將安全性放在第一位。特別是隨著智能工業(yè)的發(fā)展，高度自動化的工業(yè)系統(tǒng)不允許任何非計劃停機事故出現(xiàn)，這不僅關(guān)乎人員生命安全，也直接決定了工業(yè)生產(chǎn)成本。因此工業(yè)企業(yè)對系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求極高。今天我們要談的這款產(chǎn)品，其可用性和可靠性比飛機還高，出現(xiàn)故障的概率低于千萬分之一。這是什么概念？雙色球一等獎中獎概率就是1700萬分之一，請問您親眼見過有人中千萬大獎嗎？
TITTLE 1 見證傳統(tǒng)工業(yè)服務(wù)器全面換裝
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)以及人工智能等新興技術(shù)快速融入到各行各業(yè)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)和運營模式正在發(fā)生根本性變化。一方面工業(yè)的全面數(shù)字化和智能化不僅帶來的數(shù)據(jù)量的急速增長，自動化水平的提升也對工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性帶來的極高要求。另一方面經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展也驅(qū)動綠色工業(yè)變革，必須充分考慮節(jié)能環(huán)保等需求。為增強系統(tǒng)的安全性，實現(xiàn)更高效的能耗利用，在電力、冶金、化工、制藥、燃氣等行業(yè)，企業(yè)開始重構(gòu)從硬件、軟件到通信鏈路等IT平臺體系。
例如，在新余鋼鐵集團，面對市場對長材軋鋼的產(chǎn)品質(zhì)量要求日益提升，傳統(tǒng)的管理控制模式已經(jīng)無法滿足當前的生產(chǎn)工藝要求。根據(jù)軋鋼生產(chǎn)工藝智能化發(fā)展的趨勢，提升高速棒材生產(chǎn)線的智能水平已成為企業(yè)迫切的需求。
為實現(xiàn)高棒線的高效運行，新鋼將在現(xiàn)場導入MES系統(tǒng)。系統(tǒng)向下與自動化設(shè)備對接實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)交互，向上與企業(yè)ERP管理系統(tǒng)對接，及時獲取生產(chǎn)的計劃和變動信息。但由于MES需要持續(xù)從生產(chǎn)線的PLC獲取實時數(shù)據(jù)，并進行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理，因此對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器提出了非?？量痰囊?，絕不允許出現(xiàn)短時間的故障，否則將造成生產(chǎn)過程中的損失。而傳統(tǒng)的雙機熱備架構(gòu)，由于切換過程中存在空窗期，已經(jīng)不能滿足當前的不停機數(shù)據(jù)采集需求。
為此，企業(yè)最終采用了基于ztC的邊緣計算方案。Stratus ztC邊緣技術(shù)容錯服務(wù)器具有零秒切換冗余能力，通過基于Micro checkpoint的容錯同步技術(shù)，ztC提供了超過99.99999%的可用性，從而為用戶的應(yīng)用提供了FT容錯級別的冗余保護。當ztC邊緣計算服務(wù)器的硬件出現(xiàn)故障，服務(wù)器將自動完成故障的檢測、隔離和切換，同時用戶的應(yīng)用不會停機，最大程度保證了用戶控制系統(tǒng)運行的可靠性，確保了系統(tǒng)的可靠運行。
在生物制藥行業(yè)，生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)的全過程可追溯是最基本要求，這使得企業(yè)對產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)的標準要求極高，如果僅依靠人工記錄和維護，對實驗室、生產(chǎn)車間、倉庫關(guān)鍵設(shè)備及物質(zhì)的實施監(jiān)控管理，不但工作量大，還存在數(shù)據(jù)不完整性風險。
全球性醫(yī)藥公司TEVA在位于立陶宛的分公司，原來通過引進了KAYE無線實時環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)LabWatch EMS，實現(xiàn)對產(chǎn)品生命周期管理。近年來，隨著業(yè)務(wù)需求的飛速增長，KAYE LabWatch EMS開始面臨諸多新挑戰(zhàn)，比如隨著無線監(jiān)控點的擴充,系統(tǒng)性能逐漸趨于其臨界點。
具體表現(xiàn)在：軟件架構(gòu)無法支持更多無線基站。硬件方面，OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器分體架構(gòu)、PC級別主應(yīng)用、數(shù)據(jù)服務(wù)器的使用也使系統(tǒng)可靠性面臨諸多系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)完整性方面的不確定性。除此之外，公司還得面向零下40度低溫冷庫搭建有線監(jiān)控方案，并與原有無線方案實現(xiàn)無縫集成。
在TEVA公司IT部門主導和協(xié)助下，通過引入Stratus和洋米信息科技的外部技術(shù)力量，TEVA公司成功解決了問題。Stratus ztC Edge由單一系統(tǒng)的兩個緊湊堅固的冗余節(jié)點組成，由于兩個節(jié)點分別運行一個虛擬機，并且它根據(jù)一根心跳線監(jiān)控兩臺服務(wù)器的健康狀況，如果一個節(jié)點出現(xiàn)問題，那么它會啟動另一個節(jié)點的虛擬機。它可以確保沒有業(yè)務(wù)中斷或者運行中數(shù)據(jù)的丟失，提供集成的災(zāi)難恢復功能。專為惡劣工業(yè)環(huán)境條件設(shè)計的 ztC Edge節(jié)點可部署在控制室、控制臺或車間中，能夠保持Windows和Linux應(yīng)用程序持續(xù)運行，確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的完整性并獲得類似大型機的可用性。
TITTLE 2 全新高可用的冗余架構(gòu)設(shè)計
在傳統(tǒng)工業(yè)中，為保證工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，盡可能降低因軟硬件故障造成的非計劃停機事故，企業(yè)通常采用雙機熱備來提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所謂雙機熱備就是使用兩臺服務(wù)器互相備份，當一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，另一臺服務(wù)器承擔服務(wù)任務(wù)，從而在不需要人工干預的情況下，自動保證系統(tǒng)能持續(xù)提供服務(wù)。雙機熱備由備用的服務(wù)器解決了在主服務(wù)器故障時服務(wù)不中斷的問題。
雙機熱備的部署過程不僅復雜，且成本較高。實際情況是，雙機熱備切換是有個過程的，這個切換過程可能是一分鐘左右。在切換過程中服務(wù)是有可能短時間中斷的。因此，雙機熱備不是無縫、不中斷的，對于一些完全不允許停機的重要工業(yè)場景，雙機熱備是仍然無法滿足需求。
在前面的行業(yè)案例中講過，Stratus ztc Edge邊緣服務(wù)器是由單一系統(tǒng)的兩個緊湊堅固的冗余節(jié)點組成，兩個節(jié)點分別運行一個虛擬機，并且它根據(jù)一根心跳線監(jiān)控兩臺服務(wù)器的健康狀況，如果一個節(jié)點出現(xiàn)問題，那么它會啟動另一個節(jié)點的虛擬機。這種架構(gòu)與傳統(tǒng)雙機熱備架構(gòu)的最大不同是，可以確保沒有業(yè)務(wù)中斷或者運行中數(shù)據(jù)的丟失，提供集成的災(zāi)難恢復功能，真正的做到了業(yè)務(wù)不中斷和無縫銜接。
ztc Edge不僅能做到系統(tǒng)級故障的快速切換，利用虛擬化、高可用容錯軟件提供節(jié)點系統(tǒng)化容錯能力，即便是系統(tǒng)硬件模塊設(shè)備發(fā)生故障時，依然可以保證用戶數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)的可持續(xù)運行。同時用戶可以在產(chǎn)線邊緣節(jié)點上就地處理和分析數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實時性和可靠性，完美替代傳統(tǒng)工控機，可保證無人值守，降低了用戶的TCO總體擁有成本。
在功能上，ztC Edge支持通用的OT和IT協(xié)議，更容易集成到現(xiàn)有的工業(yè)自動化環(huán)境中。在新余鋼鐵集團，MES需要持續(xù)從生產(chǎn)線的PLC獲取實時數(shù)據(jù)，并進行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理，就是通過ztC Edge實現(xiàn)對現(xiàn)場大量數(shù)據(jù)的采集與分析，真正做到了數(shù)據(jù)的實時更新，流轉(zhuǎn)有序，也大大減少了操作工的工作壓力和工作強度，實現(xiàn)了全流程的無紙化、自動化、智能化。
目前，面對如火如荼的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè)智能化升級進程，為支撐工業(yè)智能化場景的落地，保證工業(yè)智能應(yīng)用場景的穩(wěn)定性和可靠性，一方面Stratus與合作伙伴一起，針對不同制造企業(yè)的應(yīng)用需求聯(lián)合構(gòu)建高效低成本的平臺方案，實現(xiàn)對傳統(tǒng)工業(yè)服務(wù)器的替換。另一方面也通過強化與合作伙伴的合作，針對成熟的工業(yè)應(yīng)用場景構(gòu)建通用化的平臺解決方案，將OT和IT最佳實踐結(jié)合在一起，發(fā)揮數(shù)字化轉(zhuǎn)型的潛力，最終實現(xiàn)所有目標。
