SAP HANA+傲騰，解“電池大佬”燃眉之急

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(chǎng)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(duì)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(zhǎng)

但留給后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(kù)平臺(tái)

本身已經(jīng)很“能打”了

但是面對(duì)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(duì)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(jiǎn)單而強(qiáng)大

簡(jiǎn)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(kù)與磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)，以列式存儲(chǔ)方式，來存臨時(shí)數(shù)據(jù)

硬盤數(shù)據(jù)庫(kù)，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(kù)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(kù)中的全量數(shù)據(jù)

寫入到磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)→存在DRAM上

磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)→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(cè)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(jí)更新前

都需要先將

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中的TB 量級(jí)數(shù)據(jù)存入到磁盤中

升級(jí)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(zhǎng)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(jí)

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