SAP HANA+傲騰，解“電池大佬”燃眉之急

原標題：SAP HANA+傲騰，解“電池大佬”燃眉之急

「寧德時代」

為國內(nèi)外眾多汽車品牌提供動力電池

是名副其實的新能源“大佬”

這幾年新能源車利好

隨之

寧德時代的全球銷量強勁上揚

他們面臨一個又喜又憂的挑戰(zhàn)

需要在短時期內(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)

那么寧德時代的IT系統(tǒng)

具體要改造啥？

↓

咱們先從造一個汽車電池說起

汽車電池的靈魂組件是

電芯

每一臺汽車里的都有一個“電池包”

電芯是電池包的最小單元

N個電芯組成一個電池包

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→?電芯生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)

↓

寧德時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

面對實時海量的數(shù)據(jù)

MES必須追求極致的

高性能+低時延+高可靠

如何理解海量實時數(shù)據(jù)？

MES每日計算量超過百億條

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必須強大的「實時數(shù)據(jù)」處理能力

①快速精準采集產(chǎn)線的實時數(shù)據(jù)

②快速進行分析、管理和干預(yù)

舉一個例子

一個電芯涉及數(shù)十個工藝流程

有著高達3000+個質(zhì)檢點

MES必須實施關(guān)照到，并作出判斷動作

如何理解低延時？

比如，產(chǎn)品質(zhì)量判別 、產(chǎn)線流向判斷等

這樣一個全套標準動作

要求MES在3秒內(nèi)完成

3秒是全流程，看起來似乎很長

但留給后臺數(shù)據(jù)庫的操作時間

不能超過100毫秒

如何理解高可靠？

說白了，瞬間會有海量數(shù)據(jù)互相對比參照

需要大容量計算的系統(tǒng)支撐

高性能、低時延、高可靠

變成了一種嚴苛“挑戰(zhàn)”

寧德時代的MES系統(tǒng)

采用了SAP HANA作為數(shù)據(jù)庫平臺

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的硬件支撐平臺必須“配套”

才能面對這些挑戰(zhàn)

寧德時代選擇英特爾組合拳

怎么破？

最終，寧德時代攜手英特爾

這件事就變得容易多了

給出的方案，簡單而強大

簡單在于

↓

在計算方面，選擇了

第二代英特爾? 至強? 可擴展處理器

↓

在存儲方面，選擇了

英特爾? 傲騰? 持久內(nèi)存

↓

強大在于

↓

這兩大“神器”完美搭配

如同給MES裝上“動力引擎”

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

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，以列式存儲方式，來存臨時數(shù)據(jù)

硬盤數(shù)據(jù)庫，用行式存儲方式，來分析數(shù)據(jù)

當數(shù)據(jù)流動時、交互時

兩個數(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

必須保持“HOLD”暫停狀態(tài)

暫停狀態(tài)持續(xù)的時間就是“落盤時間”

落盤時間越短，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

Save Point就需要進入等待隊列

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)盤存儲時延往往是DRAM的上千倍

當數(shù)據(jù)在內(nèi)存和固態(tài)盤之間交互時

固態(tài)盤的讀寫瓶頸

就限制了 MES 性能的進一步提升

所以

寧德時代用英特爾? 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

采用了獨特的介質(zhì)技術(shù)3D XPoint?

速度遠超傳統(tǒng) NAND 介質(zhì)固態(tài)盤

加上先進的系統(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

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 6.20 倍

2、縮短 MES 重啟時間

MES 每次進行升級更新前

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 主備機切換時間

為提升系統(tǒng)的可靠性

MES 還構(gòu)建了完備的主備機機制

來防止因斷電、宕機等

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 (Standby Host) 的擴展內(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? 可擴展處理器

完美適配SAP HANA內(nèi)存計算平臺

扛起MES的苛刻需求

推動寧德時代智能制造一路打怪升級

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