【案例】大冢制藥采用清虹NTS授時(shí)方案
時(shí)間：2025-06-17 訪問量：10
一、項(xiàng)目背景
隨著大冢制藥在中國及全球業(yè)務(wù)的擴(kuò)張，藥品制造、研發(fā)、質(zhì)量追蹤、系統(tǒng)日志與審計(jì)流程對(duì)“統(tǒng)一、準(zhǔn)確、可追溯的時(shí)間基準(zhǔn)”提出更高要求，尤其是在：
GMP生產(chǎn)線系統(tǒng)（如MES、SCADA）需要精確記錄每個(gè)批次操作時(shí)間；
企業(yè)審計(jì)/合規(guī)監(jiān)管（如CSV、FDA 21 CFR Part 11）要求系統(tǒng)日志具有統(tǒng)一可信的時(shí)間戳；
多園區(qū)、多數(shù)據(jù)中心協(xié)同，對(duì)時(shí)鐘漂移與跨系統(tǒng)時(shí)間差非常敏感；
為此，大冢制藥啟動(dòng)了基于GPS/北斗硬件授時(shí)+分層NTP架構(gòu)的企業(yè)級(jí)時(shí)間同步系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目。
二、項(xiàng)目目標(biāo)
| 目標(biāo) | 說明 |
|---|
| ? 精確 | 實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)內(nèi)主機(jī)時(shí)間統(tǒng)一，偏差控制在 ±1ms 內(nèi)，關(guān)鍵設(shè)備 ±100μs |
| ? 合規(guī) | 滿足 GMP、GSP、FDA、CSV 等相關(guān)法規(guī)對(duì)時(shí)間記錄與日志合規(guī)要求 |
| ? 安全 | NTP服務(wù)進(jìn)行分區(qū)隔離，防范內(nèi)部誤同步或外部攻擊 |
| ? 高可用 | 采用主備架構(gòu)與區(qū)域冗余部署，保障7×24持續(xù)運(yùn)行 |
| ? 信創(chuàng)適配 | 對(duì)國產(chǎn)化軟硬件平臺(tái)具備良好兼容性，支持 UOS / 麒麟 / 龍芯 等國產(chǎn)系統(tǒng) |
三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
1. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（示意）
css復(fù)制編輯 [ 北斗/GPS 授時(shí)設(shè)備 ]
│
┌────────────┬────────────┐
▼ ▼ [主NTP服務(wù)器A - 時(shí)鐘源1] [主NTP服務(wù)器B - 時(shí)鐘源2]
（精度±1μs） （熱備節(jié)點(diǎn)）
│
┌──────┴──────┐
▼ ▼ [區(qū)域NTP中繼服務(wù)器1] [區(qū)域NTP中繼服務(wù)器2]
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┌────┴────┐ ┌────┴────┐
▼ ▼ ▼ ▼
MES系統(tǒng) 生產(chǎn)PLC 審計(jì)網(wǎng)關(guān) 辦公網(wǎng)系統(tǒng)等
四、系統(tǒng)部署方案
1. 一級(jí)NTP服務(wù)器配置（Stratum 1）
設(shè)備選型：
工業(yè)級(jí)國產(chǎn)化服務(wù)器（支持海光CPU / Intel平臺(tái)）
2×國產(chǎn)SSD，組建 RAID 1 提高數(shù)據(jù)可靠性
安裝高精度 GPS/北斗雙模接收器（支持 PPS + NMEA）
系統(tǒng)與服務(wù)：
操作系統(tǒng)：銀河麒麟 / Ubuntu LTS / Red Hat
授時(shí)服務(wù)：Chrony（支持PPS內(nèi)核鎖定）
防護(hù)配置：僅對(duì)允許的客戶端網(wǎng)段開放123端口
2. 區(qū)域NTP服務(wù)器配置（Stratum 2）
每個(gè)數(shù)據(jù)中心、工廠或車間部署1臺(tái)中繼服務(wù)器
同步主NTP服務(wù)器，避免大并發(fā)直接打滿主節(jié)點(diǎn)
關(guān)鍵子系統(tǒng)（如MES）配置本地優(yōu)先接入
3. 客戶端配置策略
| 類型 | 同步頻率 | 工具 |
|---|
| Linux服務(wù)器 | 每30秒 | chrony / ntpd |
| Windows系統(tǒng) | 每60秒 | w32time / Meinberg NTP |
| PLC設(shè)備 | 固件自帶或NTP Proxy | 控制網(wǎng)專用NTP接入 |
| MES、DCS | 配合中繼服務(wù)器，優(yōu)先局域同步 |
|
五、功能與性能指標(biāo)
| 指標(biāo)項(xiàng) | 值 |
|---|
| 時(shí)間同步精度 | ±1毫秒以內(nèi)（一般設(shè)備） |
| PPS精度控制 | ±1微秒（高端授時(shí)服務(wù)器） |
| 客戶端規(guī)模 | ≥1000臺(tái)（每個(gè)站點(diǎn)） |
| 網(wǎng)絡(luò)壓力 | 單節(jié)點(diǎn)最大承載3萬NTP請(qǐng)求/秒 |
| 服務(wù)可用性 | 7×24小時(shí)，具備主備切換機(jī)制 |
| 支持協(xié)議 | NTP v3/v4，Chrony，SNTP，PPS |
| 日志記錄 | 完整記錄所有客戶端同步狀態(tài)，便于審計(jì)追蹤 |
六、安全與審計(jì)保障
訪問控制：通過防火墻或 chrony.conf 的 allow 指令限制網(wǎng)段
客戶端認(rèn)證：支持 NTP Key 校驗(yàn)，防止偽造服務(wù)器
時(shí)間偏差告警：接入 Prometheus+Grafana 或 Zabbix 實(shí)時(shí)監(jiān)控偏差
日志合規(guī)性：對(duì)接日志審計(jì)平臺(tái)，滿足 FDA 電子記錄不可否認(rèn)性要求
分區(qū)隔離：生產(chǎn)網(wǎng)、辦公網(wǎng)、審計(jì)網(wǎng)NTP服務(wù)互相獨(dú)立
七、上線效果與預(yù)期收益
| 維度 | 效果 |
|---|
| 系統(tǒng)穩(wěn)定性 | 全局時(shí)間統(tǒng)一，避免跨系統(tǒng)時(shí)間不一致問題 |
| 審計(jì)合規(guī)性 | 支持 GMP/GSP/FDA/CSV 審計(jì)要求 |
| 管理效率 | 所有客戶端集中監(jiān)控，統(tǒng)一策略配置 |
| 安全性 | 局域網(wǎng)封閉NTP同步路徑，外部無法注入惡意時(shí)鐘 |
| 性能 | 單節(jié)點(diǎn)最大可支持超3萬QPS，保障高并發(fā)環(huán)境下穩(wěn)定同步 |
| 成本 | 基于開源Chrony+國產(chǎn)化硬件，無需昂貴商業(yè)授時(shí)系統(tǒng) |
八、方案擴(kuò)展能力
支持接入雙網(wǎng)冗余（主授時(shí)鏈+備份鏈）
支持 PTP（IEEE 1588）時(shí)間協(xié)議拓展，應(yīng)用于PLC/機(jī)器人系統(tǒng)
可對(duì)接外部時(shí)鐘源（如實(shí)驗(yàn)室銫鐘、原子鐘）
可升級(jí)為時(shí)間加密認(rèn)證（NTS協(xié)議）
