原標(biāo)題:SAP HANA+傲騰,解“電池大佬”燃眉之急
「寧德時(shí)代」
為國內(nèi)外眾多汽車品牌提供動(dòng)力電池
是名副其實(shí)的新能源“大佬”
這幾年新能源車?yán)?/strong>
隨之
寧德時(shí)代的全球銷量強(qiáng)勁上揚(yáng)
他們面臨一個(gè)又喜又憂的挑戰(zhàn)
需要在短時(shí)期內(nèi),在原有的產(chǎn)線基礎(chǔ)上
將工廠產(chǎn)能提升 50%
才能滿足市場需求
↓
「產(chǎn)能提升 50%」
涉及到一系列復(fù)雜、系統(tǒng)性的工程改造
其中有一塊很的核心內(nèi)容,那就是
IT系統(tǒng)改造
↓
IT系統(tǒng)面臨巨大挑戰(zhàn)
那么寧德時(shí)代的IT系統(tǒng)
具體要改造啥?
↓
咱們先從造一個(gè)汽車電池說起
汽車電池的靈魂組件是
電芯
每一臺(tái)汽車?yán)锏亩加幸粋€(gè)“電池包”
電芯是電池包的最小單元
N個(gè)電芯組成一個(gè)電池包
所以
電芯生產(chǎn)線,是靈魂生產(chǎn)線
如此重要的生產(chǎn)線
寧德時(shí)代自然不遺余力去打造
目前這條電芯生產(chǎn)線
已經(jīng)是一條全球領(lǐng)先的智能制造生產(chǎn)線
①全自動(dòng)化 ②全數(shù)字化
↓
↓
在這條核心生產(chǎn)線背后
有一套高效縝密的IT系統(tǒng)
這條系統(tǒng)自上而下,包括
?ERP→?MES→?過程控制管理平臺(tái)→?電芯生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)
↓
寧德時(shí)代電芯智能制造生產(chǎn)線
架構(gòu)圖
這其中,MES最為關(guān)鍵
(MES:制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng))
↓
管理著整條產(chǎn)線
生產(chǎn)管理、批次管理、質(zhì)量管理、追溯管理、工藝管理、配組管理...
所以想要提升產(chǎn)能
提升MES性能,成了最難啃的骨頭
↓
改造前提是
面對實(shí)時(shí)海量的數(shù)據(jù)
MES必須追求極致的
高性能+低時(shí)延+高可靠
如何理解海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)?
MES每日計(jì)算量超過百億條
每日單表,新增數(shù)據(jù)1 億—2 億條記錄
每日所有表,新增條目超過10 億條
如何理解高性能?
在海量數(shù)據(jù)壓力下
MES必須強(qiáng)大的「實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)」處理能力
①快速精準(zhǔn)采集產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
②快速進(jìn)行分析、管理和干預(yù)
舉一個(gè)例子
一個(gè)電芯涉及數(shù)十個(gè)工藝流程
有著高達(dá)3000+個(gè)質(zhì)檢點(diǎn)
MES必須實(shí)施關(guān)照到,并作出判斷動(dòng)作
如何理解低延時(shí)?
比如,產(chǎn)品質(zhì)量判別 、產(chǎn)線流向判斷等
這樣一個(gè)全套標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作
要求MES在3秒內(nèi)完成
3秒是全流程,看起來似乎很長
但留給后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的操作時(shí)間
不能超過100毫秒
如何理解高可靠?
說白了,瞬間會(huì)有海量數(shù)據(jù)互相對比參照
需要大容量計(jì)算的系統(tǒng)支撐
高性能、低時(shí)延、高可靠
變成了一種嚴(yán)苛“挑戰(zhàn)”
寧德時(shí)代的MES系統(tǒng)
采用了SAP HANA作為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)
本身已經(jīng)很“能打”了
但是面對如此高的生產(chǎn)管理要求
好馬也要配好鞍
SAP HANA的硬件支撐平臺(tái)必須“配套”
才能面對這些挑戰(zhàn)
寧德時(shí)代選擇英特爾組合拳
怎么破?
最終,寧德時(shí)代攜手英特爾
這件事就變得容易多了
給出的方案,簡單而強(qiáng)大
簡單在于
↓
在計(jì)算方面,選擇了
第二代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器
↓
在存儲(chǔ)方面,選擇了
英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
↓
強(qiáng)大在于
↓
這兩大“神器”完美搭配
如同給MES裝上“動(dòng)力引擎”
所有的挑戰(zhàn)都迎刃而解
三大系統(tǒng)瓶頸全擺平
我們來看一下是如何實(shí)現(xiàn)的?
1、加快“落盤”速度
提升系統(tǒng)整體性能
SAP HANA在支撐MES生產(chǎn)環(huán)境時(shí)
內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與磁盤數(shù)據(jù)庫之間
需要頻繁執(zhí)行各類交互操作
一種典型的交互操作是
Data Merge 操作
內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,以列式存儲(chǔ)方式,來存臨時(shí)數(shù)據(jù)
硬盤數(shù)據(jù)庫,用行式存儲(chǔ)方式,來分析數(shù)據(jù)
當(dāng)數(shù)據(jù)流動(dòng)時(shí)、交互時(shí)
兩個(gè)數(shù)據(jù)庫之間存在列、行轉(zhuǎn)換操作
還有,日志數(shù)據(jù)同步等操作
問題來了
兩者在執(zhí)行交互操作時(shí)
必須保持“HOLD”暫停狀態(tài)
暫停狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間就是“落盤時(shí)間”
落盤時(shí)間越短,系統(tǒng)性能就越高
還有一種典型的交互操作是
Save Point 操作
為了避免因斷電等帶來數(shù)據(jù)丟失
MES 還會(huì)每五分鐘使用 Save Point 功能
將內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的全量數(shù)據(jù)
寫入到磁盤數(shù)據(jù)庫中
更難辦的是
↓
該系統(tǒng)在執(zhí)行 Data Merge 時(shí)
Save Point就需要進(jìn)入等待隊(duì)列
造成系統(tǒng)整體性能難以提升
要減少這一狀況
最好的方法就是加快系統(tǒng)的“落盤”速度
如何加快呢?
換成性能更牛X硬件
↓
原來
內(nèi)存數(shù)據(jù)庫→存在DRAM上
磁盤數(shù)據(jù)庫→存在高速固態(tài)盤上
固態(tài)盤存儲(chǔ)時(shí)延往往是DRAM的上千倍
當(dāng)數(shù)據(jù)在內(nèi)存和固態(tài)盤之間交互時(shí)
固態(tài)盤的讀寫瓶頸
就限制了 MES 性能的進(jìn)一步提升
所以
寧德時(shí)代用英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
替換原有的SAS高速固態(tài)盤
我們看看
英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
在江湖中的段位
↓
英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
采用了獨(dú)特的介質(zhì)技術(shù)3D XPoint?
速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng) NAND 介質(zhì)固態(tài)盤
加上先進(jìn)的系統(tǒng)內(nèi)存控制器、
接口硬件和軟件技術(shù)的加持
使它在低延遲、高 I/O 以及高穩(wěn)定性
都有著優(yōu)異表現(xiàn)
大幅縮短“落盤”的耗時(shí)
采用英特爾?傲騰? 持久內(nèi)存后
以 Data Merge測試為例
↓
比采用傳統(tǒng) SAS 高速固態(tài)盤的方案
在性能上提升高達(dá) 6.20 倍
2、縮短 MES 重啟時(shí)間
MES 每次進(jìn)行升級更新前
都需要先將
內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的TB 量級數(shù)據(jù)存入到磁盤中
升級更新完成后
再把這些數(shù)據(jù)從磁盤讀回內(nèi)存
以前
這一流程往往需要耗時(shí)幾十分鐘之久
生產(chǎn)線就要“停工”
現(xiàn)在
通過英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
這一時(shí)長已縮短至 5-10 分鐘
工人換班的間隙
就能快速把這事搞定了,而不需要停產(chǎn)
3、縮短 MES 主備機(jī)切換時(shí)間
為提升系統(tǒng)的可靠性
MES 還構(gòu)建了完備的主備機(jī)機(jī)制
來防止因斷電、宕機(jī)等
意外情況造成生產(chǎn)中斷
此前,主備切換
需要數(shù)十分鐘才能完成
現(xiàn)在
通過英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
并將其配置為內(nèi)存模式
然后用作備機(jī) (Standby Host) 的擴(kuò)展內(nèi)存
大大加快切換速度
.
.
.
最終,好馬配好鞍
英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存
+
第二代英特爾? 至強(qiáng)? 可擴(kuò)展處理器
完美適配SAP HANA內(nèi)存計(jì)算平臺(tái)
扛起MES的苛刻需求
推動(dòng)寧德時(shí)代智能制造一路打怪升級
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