華廣生技容器化應用程式快速上雲,善用AWS雲端服務解決部署痛點

透過容器化原本醫學中心用的院內血糖系統,華廣生技能快速地將血糖系統搬遷上AWS雲端,獲得像是自動化規模擴展與部署等好用功能

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華廣生技

臺中大慶是華廣生技開始發展全球血糖事業版圖的基地,從臺灣出發,現在華廣生技子公司已經遍及歐美亞非四大洲,經銷網路更是擴展至全球100餘國,華廣生技成功以瑞特RIGHTEST品牌建立了「瑞特精準健康照護圈」,提供準確的血糖測量以及個人血糖管理服務,翻轉傳統血糖管理,延伸出更多可能性。

華廣生技致力於發展血糖管理系統,從個人用居家血糖儀起家,並成立IOT軟體部門開發醫學中心使用的POCT定點照護連線型血糖監測系統,並串接醫院醫療資訊系統,整合各醫院的血糖量測儀,有效地提升醫護工作效率。過去病患在量完血糖後,需要抄寫在紙上,由醫護人員輸入到病歷系統中,而這個過程充滿可能發生錯誤的機會,包括病患可能錯誤抄寫機器上顯示的數據,又或是醫護人員因為忙碌,有機會在將病患血糖資料輸入到系統時出錯。

數位化血糖管理減少人為錯誤發生

院內數位血糖管理系統,不僅可整合醫院內部IT系統,透過掃描院內病患手環顯示資訊,提供護理人員確認病患身分 ,且系統可客製化符合各醫院流程要求,數據也直接透過系統整合,直接回傳到醫院內部系統,整個流程數位化,不用紙本抄寫。

隨著市場的擴展,華廣生技開始提供個人級產品,讓病患在家量測血糖,並以數位化的方式記錄,之後他們也將原本醫學中心用的院內血糖系統移上雲端,修改成適合基層醫療單位,如診所、衛教中心、長照中心等使用的血糖管理系統。

血糖機

從2017年開始,華廣生技開始走向雲端,由於研發新產品藍牙血糖儀,系統上雲成了必要,藍牙血糖儀透過行動裝置和App,將血糖量測結果送上雲端,以數位化的方式協助使用者管理血糖,在病患回診時,可快速分享給醫護人員,這不只提高資料分享的方便性,也減少抄寫數據可能產生的錯誤。

而後華廣生技也將原本封閉式的院內血糖系統,修改成為雲端版本,連線型血糖儀只要設定好網路連線,就可以把病患在診所內量測的血糖數值,將資料統一併上傳至血糖管理網頁服務,以結構化且系統化的方式,供醫護人員簡單管理病患的血糖。重視用戶隱私的華廣生技,先後取得ISO 27001、ISO27701、HIPPA Compliance等法規認證,能在符合法規的情況下,妥善將用戶的資訊整合到醫院系統中,並透過專業分析,提供精準且無紙化的血糖管理方法,增加醫療品質。

華廣生技現在仰賴雲端運作的產品,分別有瑞特血糖守護寶(個人用App),還有瑞特糖尿病管理系統,而該系統包括專業端血糖管理App、連線型專業用血糖儀、專業人員血糖管理網頁服務與內部管理後臺。

舊有程式打包成容器快速上雲

IOT技術處協理葉智隆提到,華廣生技初期透過將院內系統伺服器端程式,直接部署到AWS EC2運算服務器上,達到快速上雲的目的,並且利用AWS工具快速部署多臺EC2執行個體,來擴展應用程式服務的規模,也讓華廣生技的產品得以快速擴展至其他國家。

華廣生技在各大洲成立子公司,使用AWS在新加坡、東京、中國寧夏和法蘭克福地區的服務,目前主要的市場,分別是臺灣、中國、馬來西亞和美國,葉智隆表示,由於透過容器部署的方式,華廣生技可以很容易地在各個國家拓展服務,像是現在於馬來西亞運作的系統,就只是稍微修改臺灣的系統,直接移植過去。

不過,華廣生技在搬遷上雲的過程,也不是完全一帆風順,他們邊做邊改邊學,在改進現有系統的同時,奠定了開發下一代產品的技術基礎。葉智隆提到,由於當初這個院內系統架構,並非為雲端架構設計,因此即便他們可以快速將系統搬上雲端,但是擴展能力仍受到限制。

解構應用程式提升擴展彈性

因原本系統是基於醫學中心用的院內血糖管理系統改良,僅仰賴單一資料庫,因此即便系統上雲,在EC2上執行的應用程式可以大規模橫向擴展,但是最終都還是要存取同一個RDS資料庫執行個體,當流量突然飆高造成資料庫負載過大時,就可能使得整體平臺服務異常,因此整體服務規模仍然受到限制。

葉智隆表示,因為要修改舊有程式的架構成本過高,他們目前選擇維護單一大型RDS資料庫執行個體,來應付高峰資料連線需求。但流量並非總是在高峰狀態,因此華廣生技開始嘗試各種方法,減少不必要的資源浪費,包括修改架構,盡可能分散資料庫執行個體的負擔。

另外,他們也著手測試AWS新的無伺服器資料庫服務RDS Serverless,這是一個可以根據應用程式需要,自動啟動、關閉、擴展和縮減容量的資料庫服務,葉智隆表示,這個服務完全打中他們的需求,可以根據需要縮放資料庫,就能有效節省成本。不過,因為目前RDS Serverless V1版本對他們來說稍嫌不夠力,他們正敲碗等待更加適合的V2版本正式在AWS 東京地區上線。

而在新的產品中,華廣生技採用現代應用程式設計方法,從應用程式架構下手,徹底解決這個問題,葉智隆提到,在新的產品中,他們拆解原本單體式的應用程式,將應用程式微服務化,使得應用程式架構能夠真正具有可大規模擴展的彈性。
 

採用Elastic Beanstalk解決EC2部署痛點

華廣生技在使用雲端服務,遇到的另一個困難,則是應用程式部署的複雜性,由於要擴展服務,需要設定各區的雲端基礎架構,以及創建多臺EC2執行個體,除了創建映像檔,可能還要手動設定執行個體環境與雲端基礎架構,並且管理每臺EC2執行個體的應用程式版本,整體來說部署的程序非常麻煩,且容易出錯。

而他們透過使用AWS應用程式部署服務Elastic Beanstalk,完全解決EC2部署痛點,Elastic Beanstalk能夠自動處理部署的所有工作,包括容量布建、負載平衡、規模縮放,和應用程式狀態監控等工作,有效減少管理人員的工作負擔。另外,他們也逐漸開始改用AWS託管Kubernetes服務EKS,搭配藍綠部署、金絲雀部署(Canary Deployment )功能,來免除進退版本對服務造成的衝擊。

在監控系統上,華廣生技除了使用AWS監控服務CloudWatch,來即時監控系統的重要指標外,也額外在EKS上部署Prometheus和Grafana,以監控像是HTTP狀態碼、機器CPU容量、網路流量等更細緻的指標,全面掌握平臺服務狀態。

這些使用雲端系統的經驗,幫助華廣生技建構下一代產品—連續式血糖儀(CGM)的雲端服務,該產品需要在病患皮膚裝上一個皮下生物感測器,該感測器會以固定時間區間測量病患的血糖,再透過行動裝置將血糖資料送上雲端,葉智隆提到,連續式血糖儀所產生的資料量,跟傳統血糖儀是完全不同的量級。由於華廣生技累積了雲端開發的經驗,設計出足以支撐數千倍資料量的雲端架構,將糖尿病的自我血糖監測推向下一個階段。

之所以華廣生技當初選擇將系統全部放在AWS雲端上,葉智隆提到,他們考量非常多的因素,在2017年開始將系統搬上雲端時,AWS是當時最成熟的服務,在網路上的資源很多,遇到問題容易找到答案,而且提供的服務種類很多,服務改善和最佳化的速度也很快,新推出的服務,也能有效解決他們的痛點,像是RDS Serverless能完美解決服務縮放的問題,而Elastic Beanstalk則能省去應用程式部署的麻煩。
 

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