根據生產過程不同,我們通常將制造企業劃分為“離散型”或“流程型”。所謂離散型,就是生產過程基本上沒有發生物質改變,只是物料的形狀和組合發生改變,即最終產品是由各種物料裝配而成。
而流程型是通過一系列的加工裝置使原材料進行規定的化學反應或物理變化,最終得到滿意的產品。由于生產過程是24小時連續不斷的,人們也稱此類生產為過程型或連續型。
由此可判斷,流程型制造企業的信息化和自動化水平要普遍要高于離散型制造企業,原因就在于流程型制造企業生產過程是連續不間斷的,對生產過程自動化控制能力要求較高。
流程型制造企業工廠的投建也需要配套的工藝設備和自動化控制系統,在投產后,從工藝到生產很難再做出大的改變,這要求IT系統必須持久可用及安全牢靠。
01 某石化油氣工廠IT應用現狀
作為數字化項目實施人員,最近我跟隨公司團隊承擔了華東某石化油氣工廠智能化改造項目,這家工廠投產已有10多年,期間做過較小范圍的系統改造。
由于系統長時間運行,加上車間復雜的生產環境,隨著服務器和各操作電腦老化等原因,生產系統時常出現卡頓、頻繁死機和服務器不能順利切換等故障。
此外,有些新電腦無法與老的操作系統以及應用軟件匹配現象,下位機中的DCS等控制系統自身又無法滿足軟件升級的需求。
在系統安全方面,由于IT系統采用的是雙機冗余模式,本質上是通過軟件進行控制的,軟件控制的可靠性低于硬件。
當系統因故障或其他原因需要切換的時候,存在切換慢和無法順利切換的問題,特別是當系統長時間運行后,依靠軟件管理來進行的冗余系統,很難滿足冗余機器之間的同步一致。
車間系統負責人告訴我們,運行3年以上的雙機冗余服務器最近多次出現不能順利故障切換,導致油氣生產平臺被迫關停,給現場設施造成較大損失,如此故障發生在氣田群,將造成更為嚴重的生產損失。
針對當下工廠存在的一系列現狀和問題,客戶高層決定對油氣平臺中央控制系統進行升級改造,徹底排除因故障帶來的業務中斷風險。
02 中控系統IT服務器改造實踐
針對工廠服務器老化帶來的系統不穩定性問題,經實施團隊討論,決定圍繞兩大核心問題入手:
● 一是利用虛擬技術將老電腦虛擬化,然后在各虛擬機上布置老的操作系統和應用軟件,這樣就避免了操作系統和軟硬件不匹配的問題,既節約成本,又縮短升級改造時間;
● 二是擺脫傳統的雙機冗余模式,利用容錯技術產品對控制系統進行替換升級,徹底杜絕系統故障帶來的業務中斷。以此為方向,團隊對市場主流產品功能和性能進行充分評估,最終選擇了Stratus ftServer硬容錯服務器作為核心的升級單元。
Stratus是全球容錯服務器的領導廠商,推出的ftServer系列容錯服務器是一種可靠性達到99.9999%的高性能服務器。
Stratus ftServer系列服務器是依靠硬容錯來實現的,通過獨特的硬容錯技術設計,可以在單一系統內實現CPU、內存、芯片組、磁盤、I/O部件的冗余,加上DMR Lockstep(鎖步)技術、故障自動切換機制、故障部件熱插拔替換等,可以做到零切換時間,防止宕機的發生。
此外,ftServer容錯服務器支持虛擬化技術,在虛擬化架構下性能可以得到充分利用,以Stratus ftServer 2810為例,單臺服務器可以部署10個RA標準鏡像文件,幾乎可以容納工業現場的常規服務器,操作員站,工程師站,甚至可以部署Historian服務器。
而且虛擬化架構使傳統的工程師站和操作員站變成了客戶端,系統核心應用托管于硬容錯服務器,使得應用更加安全。
總結來說,相對于傳統的服務器,Stratus ftServer具有以下優勢:
(1)自監控硬件不斷檢查關鍵參數;
(2)自診斷系統不斷評估其健康;
(3)自修復服務器會自動將子系統離線和在線;
(4)自動警報讓用戶不斷地了解問題;
(5)在服務器正常工作時可以熱插拔所有硬件,不會出現宕機現象;
(6)服務器出現硬件故障,故障組件會自動脫機而不會出現性能降級和宕機,完全可以實現零時間停機;
(7)客戶可更換單元自動檢測,數據在更換后自動同步;
(8)后期維護成本非常低。
目前,Stratus容錯服務器因其高可靠性,可實現硬件級別的服務器容錯,是實現業務連續性保障的理想硬件平臺。
基于這些優點,越來越多的流程型企業在關鍵核心系統部署上選擇Stratus ftServer容錯服務器,并在石化、電力、鋼鐵、能源以及生物制藥等重要流程行業得到廣泛應用,大幅減少了系統故障率,降低了采購和維護成本,極大地保障了業務連續性和生產安全。