智能工厂基础架构解决方案

1、智能工厂基础架构解决方案云边协同，技术创新，变革未来议题智能制造国家战略智能工厂基础架构方案问题与讨论工业转型升级，对企业实现智能制造提出了全新的需求第三次工业革命用电子和IT技术实现制造流程的进一步自动化第四次工业革命以互联网、物联网和工业智能化等技术，推动工业全要素生产率提升以规模、成本、效益为竞争核心供应链模式以企业生产为中心、推动市场表现为线性、闭环等形态以多品种选择、客制化体验、创新型交付为竞争核心以用户为中心、拉动生产的企业生产过程变现为阶跃式、颠覆式德国 2011工业4.0战略美国 2012先进制造国家战略中国 2015中国制造2025互联网+ 先进制造业快速相应市场变化的柔性生

2、产成为企业的新竞争力，数字化转型和智能制造成为企业发展的重点智能制造为制造大国的重要战略制造大国的规划战略德国：工业4.0美国：工业互联网中国：中国制造2025中国制造2025中国制造2025五项方针:创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。三步走战略:第一步,力争用十年时间,迈入制造强国行列。第二步,到2035年,我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。第三步,新中国成立一百年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。十大重点突破领域：新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材

3、料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备。五项重点工程：制造业创新中心建设、智能制造工程、工业强基工程、绿色制造、质量品牌建设。主要内容目标：到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%；到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。智能制造工程制造业创新中心目标：推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向；发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化

4、水平；推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间。工厂发展趋势和阶段数字化工厂核心：系统的集成数据采集数据集成系统整合决策支持智能工厂核心：数据智能物联网技术虚拟现实与智能制造结合少量人工干预自主采集、分析、判断自我学习、自行维护人机交互智能工厂的组成智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台智能化管理系统包括ERP、CRM、SCM、BI等企业经营管理类的系统，基于数据智能能力，提升经营管理智能化决策水平智能化生产系统包括生产工艺优化、生产过程管理、生产设备管理、仓储、物流、全面质量管理、虚拟仿真、能源管理等。智能化HSE采用物联网、地理信息、视频技术、三维可视化技

5、术、人工智能技术、移动应用等多种技术，强化企业的HSE管理，提高企业的应急指挥能力和风险防范能力；智能化基础平台智能基础架构：承接企业战略层需求，在业务和技术的双向驱动下，兼顾“稳态”与“敏态”，为企业制定合理的双态IT架构，解决IT支撑在系统稳定性与灵活性的矛盾；利用5G网络特点实现设备实时在线，借助边缘计算平台生产算力下沉贴近生产现场；数据智能：整合企业生产管理系统和经营管理系统的数据，构建企业全价值链大数据工业物联网平台，打造企业的数据智能体系，为企业数字化转型赋能。智能工厂建设目标：横纵集成，应用新技术，实现全生产要素生产率提升系统级别层：实现纵向信息传递生命周期和价值流层：打通横向业

6、务环节现场层(人/设备)控制层(产线控制)管理层(生产管理)企业层(企业经营)设计计划生产销售服务贴片机回流焊JOTCFC人/设备BE人/设备SPIAOIAGV智能生产排程优化资源调配实时过程监控在线质量跟踪预测设备维护精细成本核算物料自动调配设备自动控制人机协同操作产线自动生产过程实时响应设备故障报警生产过程管控（可模拟、可管控）产品质量控制（可分析、可追溯）生产资源优化（可仿真、可优化）生产保障创新（可评估、可预测）数字化运营（及时、透明、协同、预测）感知 透明 优化 敏捷 智慧设备物联及管理（实时、可视、可管理）智能工厂参考架构稳态IT敏态ITWIFI、5G、光纤感知接入、边缘计算、算法

7、模型SmartIoT设备、工业设备、移动设备感知层边缘侧网络层资源层平台层应用层场景应用运营体系安全体系数据智能平台智能化设备智能化控制系统智能化生产系统智能化管理系统数字孪生系统PLCPLMMESDCS/SCADA物流仓储虚拟仿真ERPCRMSCMAR/VR/MR全生命周期的数据分析和产品管理议题智能制造国家战略智能工厂基础架构方案问题与讨论智能基础架构的演进11智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台第一平台(1970)应用架构：大型机+终端应用负载：计算型负载技术架构：大型机+专用网络Mainframe -Terminal封闭架构第二平台(1990)应用架构：C/S & 早

8、期B/S应用负载： 百万级交互型+计算型负载技术架构：IOE+IP网C/S、B/S开放架构第三平台(2005)应用架构1：BS三层架构+SOA应用架构2：互联网架构应用负载：亿级交互型负载技术架构：云架构+互联网+物联网Cloud、Mobility、Big Data、Social混合架构第四平台(2017)应用架构：微服务架构应用负载：亿级交互型负载+实时分析型/决策性负载技术架构：云-网-边智能协同云+边+端协同、 AI、 5G智能基础架构IDC三代基础架构演进智能基础架构协同框架 - 端、边、云、网协同12智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台智能传感&智能设备端前端计算边

9、缘计算端边协同端采集数据传送到边，由边进行数据与处理敏态计算稳态计算后端计算高性能计算数据中心云公有云多云管理科学计算智能计算边云协同边预处理数据传到后端进行进一步处理、分析云将训练好的AI模型推送到边实现实时推理分析云将应用调度到边，赋能边实现定位、检测等功能边5G 智能互联网边网协同网为边提供高速、稳定、低延迟的网络接入能力智能基础架构参考架构13智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台网u数据中台AI 技术中台区块链技术中台微服务技术中台物联网技术中台传统 IOE 环境虚拟化环境分布式环境IT 资源层运维中台IT基础设施层自动化云资源调度容器管理平台云管平台传统机房环境模块

10、化机房IT 中台层边缘层边缘管理平台边缘环境中心云环境边缘环境业务层业务中台业务应用1业务应用2业务应用3智能基础架构AR/VR中台DevOps 中台弹性供给化多架构并存新技术能力中台化云边计算协同化管理敏捷化智能化5G智能互联层5G基站NFV云定制化硬件IT基础设施： 智能基础架构参考架构14智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台u数据中台AI 技术中台区块链技术中台微服务技术中台物联网技术中台传统 IOE 环境虚拟化环境分布式环境IT 资源层运维中台IT基础设施层自动化云资源调度容器管理平台云管平台传统机房环境模块化机房IT 中台层边缘层边缘管理平台边缘环境中心云环境边缘环

11、境业务层业务中台业务应用1业务应用2业务应用3智能基础架构AR/VR中台DevOps 中台弹性供给化多架构并存Fintech中台化云边计算协同化管理敏捷化智能化5G智能互联层5G基站NFV云定制化硬件 Think Cloud 云计算平台IT基础设施层：模块化数据中心(MDC) 方案15智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台LDC1000LDC3000LDC5000模块化数据中心解决方案（MDC）123单柜一体化解决方案，目标微型数据中心容量：8台服务器以内，1个机柜目标客户：普教学校、医院、路网终端系统、传统及新兴媒体视频系统、金融网点及零售业等单排机柜一体化解决方案，目标中小

12、型数据中心容量：64台服务器以内，2-8个机柜 目标客户：高教及职教学校、政府分支机构、互联网分支机构和交通分支机构，邮政系统等 双排机柜一体化解决方案，目标中大型数据中心容量：单套支持600台服务器，7-48个机柜，可扩展多套目标客户：航空航天、军工、高教及中科院核心系统、制造及能源行业总部，金融中心系统等中小型项目（多站融合主流）中大型项目IT资源层：云计算平台解决方案16智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台采用SR650两路服务器+DE6000存储，满足传统稳态业务的需求传统计算型服务器区域人工智能GPU型服务器区域采用SR670四卡服务器+Lico AI软件，满足AI

13、业务需求超融合区域采用HX系列软件定义SDI，满足敏态业务的需求分布式存储区域采用DF系列软件定义存储，满足大容量、高带宽的业务需求ThinkCloud云平台云管理服务云主机管理网络管理镜像管理硬件管理存储 QoS策略管理存储管理网络QoS主机/虚机HA监控/计量/计费资源计量硬件监控网络监控存储监控虚拟监控服务监控计费在线支付云运维工单系统升级管理升级管理日志管理事件管理IT中台层：人工智能技术中台智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台Bare MetalCross-cluster AuthenticationResource ManagementCPUGPUMemorySt

14、orageApplication OrchestrationCycloneDevOpsIntelligent OperationFaceRecognitionObject DetectionOCRSmartFactoryApp StoreCross-cluster AuthenticationFrameworkAI SolutionBackendClever AdminE-BusinessRetailingFactoryAutomaticallyScalingLoad BalancerSecurityEnergyEmotionDetectionKubeflow AdminData Manage

15、rSDKAI中台应用层平台层资源层IT中台层：区块链技术中台18智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台安全容器化云平台管理框架PaaS工具集CC智能合约全生命周期管理容器云管理DLT浏览器性能增强Hipo Consensus/Gossip/Storage系统平台行业增强供应链财务生产制造场景部署+修改配置+升级快易省异构+渐进隐私保护安全框架ID身份交易数据智能合约执行状态支持审计密码矩阵国密算法IT中台层：物联网技术中台19智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台前台中台后台能力开放平台CMP个人客户门户/企业客户门户/平台运营门户客户端APP（PC,PAD,M

16、IFI）DMPVAMPeSIM联通/移动/电信（MNO）Jasper/DCPG&D/Gemalto外围第三方合作伙伴跨网集成能力通信运营能力设备管理能力大数据运营能力1、多：直连全球运营商最多 2、快：敏捷开发最快 AEP3、好：用户体验及服务质量好 4、省：流量运营5、安全：全流程全生命周期安全机制6、端到端：设备端到端管理IT中台层： AR/VR 技术中台20智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台IT中台层：微服务管理技术中台21智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台构建敏态的 IT 流程，架构与平台业务系统运维支持应用开发服务器超融合 ThinkCloud

17、SystemXThinkServerHCIHCIOpenStackVMware容器容器容器容器容器容器容器容器容器容器容器容器DCE应用云平台开发测试集成发布部署运维业务系统运维支持应用开发IT中台层： Leap 数据中台22智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台基础设施大数据平台数据分析平台数据采集平台数据管理平台数据湖数据服务集中数据开放能力管理 (API/ODBC/JDBC)数据资产管理元数据数据目录数据治理数据质量管理主数据数据规则数据标准数据模型标准数据开发指导IT运维服务高可用管理运维监控数据集成层数据存储层数据加工层知识库虚拟化分布式流程运维流程数据开放服务数据应

18、用商业洞察分析数据产品数据科学与机器学习数据提取 (流式, 批处理)业务系统数据设备及应用互联网数据IOT运维洞察IT中台层：运维中台23智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台采控平台数据平台服务平台本地/远程采控体系分布式跨地域采集三方数据集成框架数据存储服务介质文件服务数据模型服务流程引擎服务规则引擎服务组织架构管理统一登录服务权限控制服务操作审计服务加解密服务统一通知服务运维应用网络管理统一告警平台用户体验管理数据队列服务数据缓存服务大数据处理引擎配置可视化资产管理配置发现裸机安装管理运维自动化基础软件部署应用持续发布运行值班管理知识管理运维流程管理报表分析管理运维可视化

19、应用全景管理运维即时协同IT配置管理服务目录管理监控管理域资源管理域自动化管理域流程管理域分析&协作域运维门户运维管理门户客户服务站点移动运维APP系统监控管理开发平台开发指引应用管理构建发布运行监控应用模板开发工具前端组件库服务API库通用能力下沉、场景应用分类IT中台层： DevOps 技术中台24智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台开发环境统一应用运行平台测试环境数据负载均衡测试环境生产环境标准应用标准应用标准应用负载均衡标准应用标准应用标准应用负载均衡标准应用标准应用标准应用开发环境测试环境生产环境应用镜像应用镜像镜像仓库代码仓库开发流程自动构建测试环境数据生产环境数

20、据权限控制发布规则构建规则边缘层：边缘计算框架25智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台MEC 边缘云平台4G/5G边缘机房中心云计算机视觉3D机器视觉采集检测数据人员/资产定位 AR巡检边缘机房资源管理GPU资源调度数据预处理和转化AI 算法推送 & 推理SE350 边缘服务器Leez 智能边缘计算网关IntelARMEc-IaaSEc-PaaSEdge App MEC 边缘云平台AI算法云平台边缘层：边缘 MEC 平台26智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台PaaSIaaS应用层VM 编排Edge AIVideo Conference容器 编排服务器网络存

21、储网络资源Hyperconverged Light-Weight HypervisorHardware计算资源存储资源Indoor LocationVideo Surveillance资源调度扩缩Edge HA监控应用部署API & 数据 集成云边协同整合镜像管理微服务管理基础架构APP. 上架管理服务编排API 路由负载均衡安全 MEC Open Network API/SDKOperator Charging数据分析运营&运维管理Local ServiceThird party Ops设备流控服务网关QoS边缘层：微云模式实现轻量级平台部署27智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化

22、基础平台最小可部署在一个服务器节点占用资源小，更多硬件资源留给业务轻量级微云平台应用场景最适用于各种边缘侧和接入侧云应用场景，可根据业务动态扩展/缩减微云规模，合理投资，节约用户成本多种组网连接方式，易于部署随业务需求可扩展业务节点BIOS与UEFI服务器固件支持边缘层：边缘计算产品：ThinkSystem SE350 边缘服务器28智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台4-16 个至强 D 内核，内存高达 256 GBPCIe 插槽用于 GPU 或额外NIC网卡各种有线和无线连接超过 16TB 的 SSD 存储 增强了安全性、篡改检测和加密能力小巧灵活，可安装到任何位置耐用设

23、计，适应 0-55C 的温度、防尘、防振可壁挂、在支架上组成堆栈、安装在机架中可用快递包装箱包装；易于部署和修复 量身定制的 IoT/边缘服务器 随时提供所需的计算能力Lenovo ThinkSystem SE350体积小巧易于部署到任何位置 多达 16 个服务器级 CPU 内核ECC 内存容量高达 256-525GB数 TB 的企业级存储 完全带外管理 超过 4 个 10G 和 1G 网络端口高度可配置低功率耐用选件全面支持虚拟化堆栈 与全尺寸机架式或塔式服务器相比提供更多有限配置提高耐用性和密度需支付少量额外费用5G智能互联层： 5G的三种典型业务场景，催生更多细分应用29智能化HSE智能

24、化生产系统智能化管理系统智能化基础平台增强移动宽带eMBB海量机器通信mMTC超高可靠低时延通信URLLCGB/秒移动通信3D/超高清视频高清语音云游戏VR/AR智能家居智慧城市工业自动化自动驾驶高可靠应用M2M云办公移动医疗智能交通5G智能互联层：5G无线 - 虚（NFV）实（一体化）并进30智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台AMFSMFCloud OSUDM电信云平台PCFAUSFAFURFvMMEvIMS宏站InternetBSS/OSSCloud OS电信云平台分布式数据面电信云平台MEC能力开放vGW-C电信云平台小站网关支持室内型、室外型小微站及宏站，满足多种条

25、件的布放需求支持虚拟化基站，立足开放和开源，积极参加O-RAN相关验证，并在2019 MWC进行演示与MEC解决方案联动，满足运营商和企业的差异化需求基于能力开放，开放用户位置等信息给第三方，开启新的商业模式，与政府、企业等实现多赢企业网络网管系统BBU一体化微基站云化基站5G智能互联层：5G和边缘云31智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台移动边缘计算（Mobile Edge Computing，简称 MEC）是指在距离用户或数据源较近的网络边缘侧，部署 IT 服务环境和计算能力，并面向用户提供底层通信服务的调用接口，其设计初衷是为了满足特定低时延场景（如 VR、高清视频）下

26、的业务体验需求。O-RAN电信网络中边缘云的位置5G智能互联层：云边协同网络架构32智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台计算节点-1计算节点-2vBBUMECAPP5G/4G StackDPDK全方位软硬件解耦方案开放参考设计硬件支持4G/5G双模基于AI的智能无线优化方案支持边缘计算共平台部署OVS2018.22018.6MWC2018 C-RAN演示2019.2WG6联席主席2019.1苏州外场实验局MWC2019演示2018.92018上海MWC硬件加速演示服务器交换机存储加速硬件开放参考设计RRU多场景边缘计算服务器支持扩展FPGA、NP、ASIC等加速硬件电信级虚拟

27、化平台高性能、高实时、高可靠支持OVS数据面加速统一开源的北向API编程接口，加速硬件与应用软件解耦SDSThinkCloud云平台增强型Linux实时内核 & 虚拟化层高性能虚拟交换机电信级OpenStack硬件加速抽象层vBBU5G/4G StackDPDKOVSMECAPP5G智能互联层：创新性加速器硬件抽象层，实现软硬件解耦33智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台虚拟机虚拟机加速资源云平台统一调配AAL后端框架插件式管理加速硬件AAL前端对应用软件提供统一北向接口库VNF应用可无缝适配多样化加速硬件加速硬件和应用软件充分解耦VNF 应用北向统一接口库加速器资源池统一管理加速器后端统一框架Hypervisor4G/5G基站北向统一接口库MEC 应用北向统一接口库AAL: 加速器抽象层FPGA 芯片ASIC 芯片其它加速器ASIC组件FPGA 组件其它组件AAL: Accelerator Abstraction Layer 加速硬件抽象层5G智能互联层：5G与智能制造34智能化HSE智能化生产系统智能化管理系统智能化基础平台数字化改造工厂传感器设备升级原料