L’edge computing per la produzione farmaceutica

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Parte del gruppo Italfarmaco, primaria realtà farmaceutica che dispone di numerosi impianti in Italia e nel mondo, Chemi SpA è specializzata nella produzione e commercializzazione di principi attivi farmaceutici e di prodotti farmaceutici etici, che produce anche conto terzi.

Recentemente il sito Chemi di Patrica (FR) è stato oggetto di un rinnovamento tecnologico che ha riguardato il sistema di controllo della produzione, un DCS che negli anni aveva subito successive implementazioni e che da tempo aveva iniziato a mostrare limiti dovuti all’obsolescenza. Chemi ha deciso di sostituirlo con un’architettura di ultima generazione, capace di garantire migliori performance, conformemente alle direttive GMP ed in linea con le tipiche esigenze della moderna smart factory.

Il progetto è stato seguito da STB SYS Automation, società di Sabaudia (LT), che vanta una consolidata esperienza in ambito di sviluppo, integrazione, installazione e manutenzione di impianti e sistemi di automazione industriale. L’azienda, che opera soprattutto nel centro Italia, dispone di un solido know-how che, in base alle esigenze di ciascuna applicazione, le permette di scegliere le architetture più adatte in funzione delle specifiche di progetto.

L’idea di modernizzazione basata su una diversa infrastruttura IT

Il progetto nasce dall’idea di dare agli impianti esistenti un boost in termini operativi e di innovazione tecnologica. Ed è qui che la piattaforma ftServer di Stratus si è rivelata la scelta vincente.

“Abbiamo conosciuto Stratus e apprezzato fin da subito le caratteristiche tecniche delle sue soluzioni, dedicate a garantire la business continuity nelle applicazioni critiche”, afferma Francesco Cecconi, CEO di STB SYS Automation. “In precedenza fornivamo soluzioni basate su macchine virtuali configurate su cluster di server, ma quando abbiamo avuto modo di apprezzare la tecnologia sviluppata da Stratus, abbiamo deciso di adottarla senza indugio nel progetto Chemi”.

Le attività di revamping pianificate da STB SYS Automation hanno preservato buona parte dell’hardware di automazione già presente lungo gli impianti: l’intervento ha  principalmente riguardato la riscrittura del programma di controllo, salvaguardando la funzionalità delle logiche esistenti.

L’infrastruttura IT, invece, è stata completamente rivista e modellata sfruttando le caratteristiche dell’architettura ftServer di Stratus, una piattaforma di Edge Computing fault tolerant, completamente integrata e continuamente disponibile, che garantisce l’esecuzione ininterrotta delle applicazioni software critiche anche in caso di eventuali guasti dei componenti, senza  alcuna perdita di dati.

Revamping e innovazione

La piattaforma di Edge Computing ftServer ha soddisfatto differenti bisogni e sensibilità

Il progetto, avviato all’inizio del 2022, prevedeva inizialmente una roadmap suddivisa in tre fasi, ciascuna dedicata agli interventi da effettuare sui tre reparti di sintesi dello stabilimento di Patrica. Tutti e tre i reparti possono essere gestiti in flessibilità, essendo liberamente configurabili per effettuare più tipi di produzione. L’agilità dell’ambiente di produzione permette ai 14 reattori
polifunzionali di lavorare batch di principi diversi.

Completata la prima fase di intervento sugli impianti, lo scheduling del progetto ha subito una revisione inaspettata, in quanto Chemi ha deciso di realizzare due nuovi impianti per far fronte ad
alcune necessità che, nel frattempo, erano diventate prioritarie.

Chemi ha deciso di dotare da subito i nuovi impianti di un sistema di controllo DCS, posticipando la seconda fase del progetto con una previsione di completamento entro la fine del 2023.

Da Unix a ftServer, un vero e proprio cambio di paradigma I precedenti controllori di campo, che si trovavano installati presso lo stabilimento Chemi, comunicavano con sistemi di supervisione basati su piattaforma Unix. L’architettura IT si appoggiava a un cluster di tre server e a numerosi terminali Unix, sui quali gli operatori accedevano, in diverse parti dello stabilimento, in modalità client-like; questa architettura aveva cominciato a mostrare evidenti difficoltà tecniche, dovute ad una elevata latenza e, in generale, a prestazioni di sistema che complessivamente si erano andate degradando negli anni, oltre alla difficoltà sempre maggiore di reperire le idonee parti di ricambio.

Il progetto della nuova infrastruttura tecnologica ha introdotto un cambiamento di paradigma radicale, grazie all’adozione della piattaforma di Edge Computing ftServer Stratus, un’architettura robusta, basata su ambienti operativi standard, modularmente scalabile e aperta alle future integrazioni.

Il nuovo ambiente di supervisione, installato su Windows Server 2019, è interamente eseguito su ftServer Stratus, spiega Cecconi.

Sull’hardware si trovano 12 macchine virtuali che, grazie alla nuova architettura di sistema, risultano tutte protette in modalità fault tolerant. Ve ne sono di dedicate a Scada, Terminal Client, Historian, Report, SQL Server. E poi ancora all’Audit Trail, che traccia tutte le attività di sistema, all’ingegneria, allo sviluppo, ai vari tool: tutte le applicazioni sono ospitate su virtual machine ridondate, tra le quali vi sono anche un Domain Controller e il modulo di amministrazione del server.

Switch di sistema: da tre settimane a tre giorni

Il passaggio dalla vecchia alla nuova architettura non ha generato alcun impatto sulle attività di Chemi.

“L’esperienza è stata molto positiva”, commenta Cecconi “grazie alle caratteristiche di ftServer abbiamo messo in servizio la nuova infrastruttura con tempistiche notevolmente ridotte. Dalle tre settimane preventivate per l’installazione e definitiva messa in servizio siamo passati a tre sole giornate: un risultato davvero sorprendente, considerata la complessità e la criticità dell’architettura client-server implementata”.

La piattaforma ftServer, arrivata sostanzialmente già configurata, ha consentito un’installazione rapida. La rete aziendale nella quale sono stati inseriti i nuovi terminal client è stata configurata in tecnica VLAN. I client, dotati di schermo da 27”, consentono agli utenti di collegarsi alle applicazioni in modalità desktop remoto, con una licenza Windows dedicata per ogni client. Il tutto, dunque, utilizzando la classica modalità PC, in un ambiente user-friendly, di immediata fruizione e adatto a essere utilizzato da tutte le tipologie di utenza.

L’approccio alla ridondanza da un lato e l’utilizzo di ambienti operativi standard dall’altro hanno trovato in ftServer di Stratus un punto di forza notevole, che ha permesso di innovare e migliorare
enormemente le prestazioni, pur riuscendo a mantenere ancora attivo sulla rete il vecchio DCS, per alcune specifiche necessità.

Piena ridondanza e altissima disponibilità

Il nuovo ambiente di supervisione, installato su Windows Server 2019, è interamente eseguito su ftServer Stratus

Il nuovo sistema è stato accolto in maniera molto positiva, per il significativo incremento delle prestazioni e per le sue caratteristiche, ossia semplice, protetto e autonomo; semplicità nell’installazione e gestione, protezione per garantire l’esecuzione continua del software e autonomia per l’elevato grado di automazione, con una manutenzione alla portata di tutti.

“Robustezza, affidabilità e standardizzazione sono elementi che sono stati molto apprezzati dal personale IT dell’azienda mentre il personale OT ha apprezzato, oltre alle migliorate performance, le nuove funzionalità di accesso in totale sicurezza alle proprie sessioni lavorative”, aggiunge Cecconi.

Chemi ha acquisito subito e senza problemi il pieno controllo del sistema, superando rapidamente la fase di convalida necessaria a mantenere la completa tracciabilità operativa. Dotato di doppia alimentazione elettrica, di due UPS separati, collocato nel CED e raggiunto da una rete ad anello in fibra ottica, ftServer di Stratus è configurato come nodo centrale ad altissime prestazioni disponibilità dell’impianto.

I vantaggi dell’investimento e di un supporto completo

A livello tecnico sono molti i vantaggi offerti dall’utilizzo di una tecnologia aperta e innovativa come quella degli ftServer Stratus.

All’azienda Chemi, la protezione della virtualizzazione con una piattaforma di Edge Computing fault tolerant ha garantito flessibilità, gestione del ciclo di vita e sicurezza. Inoltre, la nuova architettura offre una configurazione e una distribuzione di applicazioni e contenuti sicure e centralizzate su ogni PC, thin client, dispositivo mobile e utente, semplicemente aggiungendo ThinManager. Per il System Integrator STB SYS Automation l’adozione della soluzione di Stratus ha significato un impiego più efficace delle proprie risorse, dedicandosi meno a problematiche di natura sistemistica IT per focalizzarsi a soddisfare le esigenze del cliente.

“Rispetto al precedente sistema, anche una persona con una preparazione IT di base può apportare autonomamente piccole modifiche e, addirittura, svolgere alcune attività di manutenzione senza coinvolgere necessariamente gli sviluppatori”, evidenzia Cecconi.

La virtualizzazione è stata cruciale nel portare innovazione e accelerare lo sviluppo, oltre a stimolare Chemi a fare ulteriori passi in avanti in corso d’opera, optando fin da subito per l’utilizzo del nuovo sistema anche per le due nuove parti d’impianto realizzate. In tutto ciò, il servizio offerto da Stratus ha giocato un ruolo molto importante.

“Il supporto qualificato di Stratus si è rivelato di fondamentale importanza: a livello preliminare nelle attività di sizing dell’hardware, in fase di deployment, con la configurazione e preparazione di ftServer, e in fase di esercizio con risposte puntuali e competenti alle nostre richieste di supporto”, sottolinea Cecconi.

Tanti benefici, un futuro certo

“Guardando al futuro, la collaborazione con Stratus ci ha aperto una serie di nuove prospettive: la prossima volta che ci troveremo ad affrontare un progetto analogo non avremo alcun dubbio sul tipo di architettura da adottare”, ribadisce Cecconi, che conclude: “la soluzione Stratus conviene davvero”.

La piattaforma di Edge Computing ftServer ha soddisfatto differenti bisogni e sensibilità: per il cliente Chemi la realizzazione di un’infrastruttura performante, scalabile, standard ad altissima disponibilità e validata, per STB SYS Automation l’adozione di una soluzione state-of-the-art, flessibile, agile e di rapido deployment, per gli operatori un’esperienza d’uso user-friendly e sicura.

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