Výzvy a inovativní řešení pro výrobní podniky

Díky pečlivému naplánování a provedení projektu migrace dosáhla společnost bezproblémového přechodu do cloudu ještě před plánovaným termínem a stanovila tak nové měřítko pro průmyslové aplikace založené na cloudu. Pojďme se inspirovat…

Povýšení vize pro Průmysl 4.0: Zkušenosti s migrací systému pro plánování výroby do cloudu

Společnost Bosch je známá jako průkopník v oblasti inovací a technologií a jako globální lídr v celé řadě odvětví, mezi které patří mobilita, průmyslové technologie, spotřební zboží a energetické i stavební technologie. Srdcem digitální transformace v továrnách Bosch je interně vyvinuté modulární řešení pro plánování výroby ProCon, které je příkladem pokrokového přístupu společnosti k Průmyslu 4.0.

ProCon překlenuje mezeru mezi plánováním na vysoké úrovni v ERP systémech, jako je například SAP, a provozem v reálném čase ve výrobní hale, a zefektivňuje proces plánování výroby díky integraci systému SAP a výrobních systémů (Manufacturing Execution Systems, MES). To umožňuje sledování a úpravu výrobních plánů v reálném čase, stejně jako automatické doplňování, což zvyšuje efektivitu a umožňuje překonat tradiční metody, jako jsou manuální systémy Kanban. „ProCon se v současné době používá jako řešení pro plánování výroby pro více než 1 100 výrobních linek,“ upřesnil Richard Pohl, vedoucí architekt systému ProCon ve společnosti Bosch.

Více než 90 z 240 výrobních závodů společnosti Bosch po celém světě využívá systém ProCon, který ztělesňuje podstatu strategie společnosti pro Průmysl 4.0. „Čtvrtá průmyslová revoluce přináší digitalizaci a automatizaci do celého hodnotového řetězce,“ zdůraznil Joerg Kairies, senior systémový inženýr společnosti Bosch. Před rokem 2023 běžely aplikace ProCon na klastrech Docker Swarm v regionálních datových centrech. Tento model byl sice funkční, ale přinášel provozní problémy. Přechod na privátní cloud byl navržen tak, aby využíval výhod Kubernetes pro vyšší dostupnost, škálovatelnost, výkon a provozuschopnost. Bosch proto zahájil projekt migrace, který se zaměřil na ekonomickou proveditelnost a striktní časový harmonogram.

Nasazení vysoce automatizované aplikační platformy

Cílem migrace bylo přesunout ProCon do privátního cloudu společnosti Bosch (BPC) s využitím robustních možností Kubernetes OpenShift. BPC je založen na technologii Red Hat OpenShift, běží na platformě Red Hat OpenStack a poskytuje škálovatelné a spravovatelné cloudové prostředí. A právě synergie mezi vizionářskými cíli společnosti Bosch a špičkovou technologií Red Hat přispěla k bezproblémovému přechodu na dynamičtější a škálovatelnější cloudový ekosystém.

V průběhu jednoho roku proběhla migrace ve dvou šestiměsíčních fázích: po počáteční fázi plánování a vývoje následovala provozní migrace. „Přizpůsobit Red Hat OpenShift pro naše konkrétní využití bylo snadné. První klastry se nám podařilo zprovoznit velmi rychle a mohli jsme na nich provozovat aplikace ProCon,“ uvedl Pohl. Všech 93 výrobních závodů bylo migrováno za 5 měsíců, tedy výrazně dříve oproti původnímu napnutému harmonogramu.

Pozoruhodné je, že tým pro systém ProCon pokračoval i během migrace ve spuštění pěti nových závodů i v zavádění nových funkcí. Pro zajištění souběžného vývoje a migrace bylo klíčové vytvoření specializovaného migračního projektového týmu, který fungoval napříč funkcemi jako tým DevOps – s inženýry specializovanými na vývoj a provoz.

S návrhem architektury, konfigurací systému a migrací systému ProCon pak pomohl expertní tým Red Hat Consulting. Významně se zde uplatnily osvědčené postupy, zejména při optimalizaci přístupu a šablon GitOps pro rychlou a bezproblémovou migraci. „Specialisté společnosti Red Hat nám pomohli s diagramy a šablonami GitOps. Pomohli nám šablony navrhnout tak, abychom mohli rychle vyjmout a přesunout kontejnery z Dockeru do Red Hat OpenShift a zároveň zajistit konzistentní nasazení. Pomoc týmu Red Hat Consulting byla pro náš úspěch klíčová,“ řekl Iliyan Iliev, senior softwarový architekt ve společnosti Bosch. Tento poznatek podtrhuje klíčovou roli podpory společnosti Red Hat při řešení technických složitostí migrace. Specialisté společnosti Red Hat také zrealizovali workshop o GitOps, ze kterého týmy čerpají dodnes. „Red Hat Consulting poskytuje skutečně dobrý poměr ceny a výkonu,“ potvrdil Kairies.

Kolosální migrace vyžadovala pečlivé plánování a důkladnou znalost architektury nativně cloudových aplikací. Tým prokázal pozoruhodnou přizpůsobivost a kreativitu při překonávání výzev - například migrace stovek databází MySQL byla řešena tak, že databáze byly dočasně umístěny na orchestrátor kontejnerů Docker Swarm, aby se zjednodušil přechod a dodržel časový harmonogram projektu. Další zásadní výzvou byl přechod mechanismu zjišťování služeb, který zajišťuje bezproblémovou komunikaci mezi různými částmi cloudového systému ProCon. Přechodem ze služby Consul na Kubernetes tým výrazně zvýšil škálovatelnost a odolnost pro nasazení bez nutnosti odstávek. Inovativní strategie inženýrů společnosti Bosch důmyslně využila služby Kubernetes pro bezproblémové vyhledávání služeb, aniž by došlo k úpravě stávající kódové základny systému ProCon.

Přínosy po migraci

Úspěšná migrace není jen o překonání technických překážek, ale také o reálných přínosech po přechodu na nové řešení. Klíčovým výsledkem bylo zvýšení odolnosti. „V případě incidentu lze ProCon obnovit do půl hodiny, přičemž náš provozní tým nemusí dělat nic, protože obnovení je zcela automatizované. Technologie Red Hat nám dává velkou jistotu a šetří mnoho úsilí v kritických okamžicích,“ zdůraznil Pohl.

Migrace významně zefektivnila i procesy zavádění aplikací a zkrátila dobu instalace aktualizací z 50 hodin na přibližně 1,5 hodiny, čímž se společnost přiblížila k nulovým odstávkám. Toto zvýšení efektivity výrazně minimalizuje narušení provozu výrobních závodů. Do budoucna plánuje Bosch rozšířit tyto postupy bez odstávek také na hlavní aktualizace verzí systému ProCon.

Platforma Red Hat OpenShift navíc nabízí množství praktických nástrojů a funkcí, které podporují provozní a vývojové týmy systému ProCon. Po dokončení migrace Red Hat OpenShift nadále podporuje vývojáře systému ProCon poskytováním statistik, metrik a dalších údajů. „Uživatelské rozhraní Red Hat OpenShift je opravdu intuitivní a hojně ho používáme. Umožňuje nám dokonce otevřít terminály k portům a procházet je, abychom se podívali na pravidla pro vstup a výstup ze sítě. To je velmi užitečné,“ řekl Iliev. Bosch navíc díky optimalizovanému přístupu GitOps dosáhl i lepší operativnosti.

Představa budoucnosti s privátním cloudem

Popsaná migrace systému plánování výroby do privátního cloudu je důkazem harmonické kombinace technické zdatnosti a strategické prozíravosti. Zlepšila se odolnost aplikací a zefektivnilo se i jejich zavádění, což umožňuje nulové odstávky a rychlou reakci na měnící se požadavky na provoz výrobního závodu. Zavedení funkcí, jako automatické škálování a GitOps pro verzování konfigurací aplikací, výrazně zlepšuje škálovatelnost a provozuschopnost systému.

Po úspěšné migraci systému ProCon na Red Hat OpenShift se tým nyní soustředí na další úkoly. „Migrace na BPC je významným krokem směrem ke standardizovaným, efektivním a škálovatelným cloudovým službám,“ dodal Pohl a zdůraznil přechod od současného přístupu založeného na vlastním hostingu ke standardizovaným infrastrukturním službám. Mezi další plánovaná vylepšení patří zavedení větší automatizace pro urychlení nasazení hlavních verzí a plné nastavení postupů GitOps ve všech vývojových týmech, což zefektivní procesy a podpoří kulturu neustálých inovací a efektivity.

Inspirace pro průmyslové provozy

Přechod na privátní cloud je příkladem výhod a složitostí zavádění cloudu v průmyslových podnicích a zdůrazňuje cestu k inovacím i strategickou výhodu získanou díky cloudovým řešením Red Hat. Promyšlený přístup k překonávání technických výzev spolu se strategickou vizí, kterou se uvedená migrace řídila, představuje inspirativní precedens pro digitální transformaci průmyslových provozů.