Современный завод создает не только огромное количество продукции. Предприятие с помощью устройств генерирует данные, которые можно трансформировать в умные решения для повышения производительности.

Чтобы эффективно обрабатывать большие данные, оптимизировать бизнес-процессы и повысить их управляемость, к нам за помощью обратились представители крупного промышленного предприятия.

Заказчик в течение года расширял производство: открывал новые линии, внедрял современные системы, автоматизировал процессы. Эти меры увеличили нагрузку на сеть. Требовалось повысить скорость передачи данных в 10 раз и добиться отказоустойчивости в режиме 24/7.

Проблемы и задачи непрерывного бизнеса

По оценкам McKinsey & Company, в области производства создается больше данных, чем в любой другой сфере. За счет использования больших объемов информации компании могут повышать качество продукции и безаварийность на производстве, сохраняя экономическую эффективность.

Многие процессы на фабрике нашего заказчика уже автоматизированы. Несколько лет назад компания полностью перевела 15 приложений на виртуальную инфраструктуру #CloudMTS. Бизнес получал очевидное конкурентное преимущество, но добавлял сложную ИТ-задачу — обеспечивать непрерывность всех процессов.

На работу фабрики влияет множество бизнес-критичных приложений: телеметрия производственного оборудования, конвейеров и энергоснабжения, система управления производством (Manufacturing execution system, MES), система управления складом и другие.

Если из-за сбоя на производственную линию не поступит задание или откажет телеметрия, то конвейер встанет. По оценке финансового департамента час простоя будет стоить более 5 млн рублей.

На предприятии поддерживается запас, которого хватит для долгого простоя. Казалось бы, если конвейер встанет на день или даже на неделю, потери окажутся небольшими. Но если фабрика в это время получит задание произвести новый продукт, то остановка приведет к масштабным убыткам.

Такие бизнес-критичные приложения, как MES, развернуты в серверных, объединенных в кластер. Заказчик поставил задачу увеличить скорость обмена данными между серверами в 10 раз (до 10 Гбит/сек), чтобы обеспечить синхронизацию и моментальное переключение между симметрично и параллельно работающими системами. Высокоскоростная конфигурация нужна в том числе для синхронизации системы хранения данных (СХД).

Аудит инфраструктуры

На фабрике круглосуточно работают две серверные комнаты (12 физических и 60 виртуальных серверов). Они соединены несколькими сотнями метров задублированных каналов магистральной связи.

Также в каждой серверной стоят по два скоростных коммутатора: если один из них не работает — автоматически идет переключение на второй, и наоборот.

Команда #CloudMTS провела комплексный ИТ-аудит и рекомендовала масштабные изменения: перестроить сетевую топологию, убрать узкие места, сделать резервные каналы связи.

Мы также предложили поменять телеком-оборудование — ядро сетевой инфраструктуры — на более современное, поскольку часть его уже устарела и не покрывалась контрактами.

Модульный подход к оптимизации оборудования

Чтобы оптимизировать инфраструктуру и составить правильную сетевую топологию, команда #CloudMTS использовала модульный подход.

Начали с core-инфраструктуры: поменяли основные коммутаторы, которые составляли ядро технологий, и соединили их 10-гигабитными каналами волоконно-оптической связи.

Теперь, если активный сервер отключится, пассивный сервер примет активную роль и получит данные с минимальной задержкой. Переключение проходит без потерь и деградации бизнес-процессов.

Затем мы изменили архитектуру коммутационных шкафов на фабрике: совместно с подрядчиком оптимизировали топологию сети передачи данных, обновили источники бесперебойного питания, убрали некоторые узлы, сделали стеки в рамках резервации.

HaaS vs. оn-premise: сравнение моделей для производства

На следующем этапе модернизации клиент перешел на новые системы хранения данных по модели Hardware-as-a-Service (HaaS).

При выборе модели использования оборудования заказчик руководствовался следующими принципами:

● Высокая отказоустойчивость. Хранение данных само по себе не влияет на бизнес-процессы, но за ним стоят критичные для работы фабрики технологии и приложения.
● Гибкая инфраструктура. Необходимо, чтобы все можно было легко менять и масштабировать.
● Защищенность и соответствие международным стандартам безопасности.
● Увеличение производительности бизнеса, оптимизация стоимости владения, сокращение расходов.

Клиент самостоятельно сравнил HaaS и покупку железа в собственность.

По модели «оборудование в аренду» снижается риск ограничений в росте: решение масштабируется в зависимости от задач, в том числе можно уменьшать количество железа.

По модели HaaS поставщик берет на себя все вопросы обеспечения качества сервиса и соответствия государственным стандартам. Внешний подрядчик занимается запчастями и технической поддержкой в режиме 24/7.

При самостоятельной закупке и настройке железа заказчик несет как капитальные, так и операционные затраты — на сопровождение нового оборудования и продление поддержки старого. Количество данных постоянно растет, объем хранения увеличивается.

Финансовый анализ показал, что за счет перехода на HaaS и модернизацию оборудования за 5 лет клиент экономит примерно 50 млн рублей. Ответственность за работоспособность решения по договору несет #CloudMTS.

«Хардварная» трансформация

Наша команда разработала архитектуру решения на базе оборудования Huawei OceanStor Dorado 6000 V6 All-Flash с использованием технологии HyperMetro. Инженеры построили геораспределенную систему в пределах фабрики, фактически работающую как дисковый массив RAID1. На базе решения создали отказоустойчивую схему HyperMetro Cluster: если «упадет» одна серверная — ИТ-системы автоматически запустятся из другой.

Две СХД емкостью до 60 ТБ каждая расположены в разных серверных помещениях и реплицируются в реальном времени по оптоволоконным линиям. Решение защищает от потери данных в случае аварийной ситуации. В распределенной среде виртуализации система почти мгновенно восстанавливает данные — показатели Recovery point objective (RTO) близки к нулевым.

СХД Dorado оснащена дисками NVMe, которых с запасом хватит на будущие потребности клиента в быстродействии дисковых подсистем. При реализации проекта инженеры #CloudMTS демонтировали устаревшее оборудование NetApp и настроили новые СХД, перенесли данные из старой системы.

Все этапы выполнили без остановки производства.

Администрирование клиентской инфраструктуры

Заказчик поменял модель управления ИТ-инфраструктурой на стратегическую операционную вместо низкоуровневой технической.

#CloudMTS сохранил непрерывность бизнес-процессов фабрики за счет стратегического ИТ-консалтинга: поддерживаем работу оборудования, бизнес-приложений и сетей связи в круглосуточном режиме.

Выделенная команда сопровождения состоит из ведущего архитектора, нескольких ведущих инженеров (по виртуализации и сетевой инфраструктуре), а также technical solution менеджера.

Наши специалисты контролируют работу локального ИТ-оборудования и оказывают техническую поддержку на уровнях виртуальной инфраструктуры и операционной системы (business critical services).

Планы

В будущем каждый коммутационный шкаф на фабрике станет вместо 1-гигабитного — 10-гигабитным. Каждый узел связи будет подключен по каналу 10 Гбит/сек.

В 2023 году клиент планирует установить коммутаторы российского разработчика телекоммуникационного оборудования. Конфигурированием, монтажом и обслуживанием локальной сети будут заниматься специалисты #CloudMTS.

Также в следующем году запланирован переход на продвинутую технологию беспроводных сетей Wi-Fi 6. Эти высокоскоростные сети станут основой для технической синхронизации HaaS — СХД Huawei между серверными.