ISA-95 アーキテクチャ 産業オートメーションでは、レベル3は 製造オペレーション管理 (MOM)このレベルのアプリケーション、例えば 製造実行システム（MES）) およびプロセス ヒストリアン (Aspen IP.21 など) は、リアルタイム制御システム (レベル 2) とエンタープライズ システム (ERP などのレベル 4) 間のブリッジとして機能します。
高可用性 (HA) レベル 3 アプリケーションは製造施設の継続的な運用に不可欠であるため、HA は非常に重要です。HA により、ハードウェア障害、ネットワーク問題、ソフトウェア障害が発生した場合でも、ダウンタイムを最小限に抑えて、またはダウンタイムなしでこれらのシステムにアクセスし、機能させることができます。
レベル 3 アプリケーションにとって高可用性が重要な理由
リアルタイムのプロセス監視と制御
Aspen MES などの MES システムは、生産プロセスをリアルタイムで監視します。これらのシステムのダウンタイムは、オペレーターが生産スループット、ダウンタイム、品質指標などの重要な KPI を把握できないことを意味します。問題の検出と解決が遅れると、非効率性、生産損失、さらには安全上のリスクにつながる可能性があります。
生産実行
MES システムは、原材料、労働力、設備の流れを調整して生産計画を実行するために使用されます。MES システムがダウンすると、生産スケジュールと実行が停止し、コストのかかるダウンタイムや運用の遅延が発生する可能性があります。
データの整合性とトレーサビリティ
製薬、食品・飲料、化学などの多くの業界では、規制基準への準拠のために MES に依存しています。HA は、トレーサビリティと監査に不可欠な生産データの継続的なログ記録を保証します。MES システムが利用できない場合、データの損失やデータ収集のギャップにより、業界の規制に準拠できなくなる可能性があります。
品質管理
MES システムはプロセス変数を監視し、生産全体にわたって品質基準が満たされていることを確認します。システムに障害が発生すると、基準を満たしていない製品や欠陥のある製品が生産されていることに気付かず、コストのかかるやり直しや製品リコールにつながる可能性があります。
ダウンタイムと生産損失
MES システムの予期しない停止は、生産時間の損失につながり、収益の損失につながります。石油・ガスや化学処理などの継続的な運用が必要な業界では、短時間の中断でも大きな経済的影響が生じる可能性があります。
ユースケース: Aspen MES の高可用性
シナリオ: 化学製造工場における Aspen MES
大規模な化学製造工場では、 アスペン MES 生産ラインからのリアルタイムのデータ収集を管理し、作業指示書、原材料、完成品を追跡します。工場は 24 時間 7 日稼働しており、MES システムに障害が発生すると、深刻な業務遅延が発生する可能性があります。
課題
Aspen MES システムは、製造品質の追跡、化学配合が正確な仕様を満たしていることの確認、ダウンタイムや機器の使用率などの KPI の監視を担当しています。この工場では、厳しく規制された化学物質を製造しており、規定のプロセスからの逸脱はすべて、コンプライアンスのために文書化する必要があります。規制当局は、製造されたすべてのバッチの完全なトレーサビリティも要求しています。
Aspen MES の高可用性設定がない場合:
- リアルタイム監視の喪失: オペレーターは生産指標を把握できなくなります。これにより、機械の故障や化学組成の逸脱など、生産現場で発生する問題への対応時間が遅れます。
- 規制違反: データ収集にギャップがあると、特定の製造バッチの記録が欠落し、監査中に正確な文書を提供できなくなる可能性があります。これにより、罰金や強制的な製造停止につながる可能性があります。
- 生産のダウンタイムMES がオフラインになると、生産ライン全体が停止する可能性があります。MES システムは作業指示を制御し、原材料と完成品の流れを管理するため、この中断により予定外のダウンタイムが発生し、会社に多大な損失をもたらす可能性があります。
ソリューション: Aspen MES の高可用性の実装
これらのリスクに対処するために、工場では Aspen MES の高可用性ソリューションを実装しています。
1. 冗長アプリケーションサーバー: 複数の Aspen MES サーバーがクラスター構成で展開されます。1 つのサーバーに障害が発生した場合、別のサーバーが自動的に引き継ぎ、システムへの継続的なアクセスを確保します。
2. データベースレプリケーション: MES システムのデータベースは、データの冗長性を確保するために、地理的に離れた場所間でリアルタイムのレプリケーションが設定されています。プライマリ データベースに障害が発生した場合、セカンダリ データベースがデータ損失なしで引き継ぎます。
3. フェイルオーバーメカニズム: アプリケーション サーバーとデータベース サーバーの両方にフェイルオーバー システムが実装されています。この設定により、ハードウェアまたはソフトウェアに障害が発生した場合でも、バックアップ サーバーが最小限の中断で即座に引き継ぐことができます。
4. ロードバランシング: ロード バランサーは、トラフィックを複数の MES サーバーに分散し、単一のサーバーが障害点にならないようにします。
5. 定期的なバックアップと監視: システムの健全性を継続的に監視し、バックアップを自動化することで、プラントは予期しない障害に備え、失われたデータを迅速に回復できるようになります。
アウトカム
高可用性が実現されたことで、プラントでは次のようなことが実現しました。
- 計画外のダウンタイムゼロ: サーバー障害やメンテナンス期間が発生した場合でも、生産プロセスは中断されずに継続されます。
- 十分な適応継続的なデータ収集と整合性により、工場は完全な規制遵守を維持し、監査中に詳細な記録を提供することができます。
- 生産効率の向上: オペレーターは常に生産プロセスをリアルタイムで把握できるため、問題が発生した場合に迅速に介入できます。
実世界への影響
ダウンタイムの 1 分ごとに数千ドルの収益損失につながる業界では、HA を実装することで Aspen MES システムが常に利用可能になり、工場の生産量と規制上の地位の両方が保護されます。
結論
レベル3アプリケーション向けの高可用性 アスペン MES 運用効率を維持し、規制要件への準拠を確保し、生産停止時間を最小限に抑えるためには、HA が不可欠です。HA ソリューションを導入することで、産業オペレーションでは、ビジネスの成功に不可欠な継続的な監視、データの整合性、生産実行を確保できます。
Relianoid ロードバランサー 高可用性を確保する上で重要な役割を果たします アスペン MES 複数のサーバーにトラフィックを分散することで、単一障害点を防止します。高可用性環境では、ロードバランサーは、ユーザーリクエストが最も健全で応答性の高いMESサーバーに動的にルーティングされることを保証します。この機能は、サーバー障害時や定期メンテナンス時に重要です。ロードバランサーは、利用可能なリソースにトラフィックを自動的に再ルーティングします。 混乱を防ぐ さらに、Relianoidロードバランサーはセッションの永続性をサポートしており、進行中のユーザーセッションが維持されることを保証します。 中断することなくトラフィックがリダイレクトされた場合でも、負荷を効率的に分散し、 継続的なアクセスの確保 MESアプリケーションでは、Relianoidロードバランサーが システムの回復力を強化する, ダウンタイムの削減, シームレスなパフォーマンスを保証これは、リアルタイム監視、品質管理、コンプライアンスのために Aspen MES に依存しているプロセス重視の業界にとって非常に重要です。
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