制造業(yè)的數字化轉型

截至2022年二季度，全國工業(yè)企業(yè)關鍵工序數控化率已達到55.7%；相比10年前，這一數字增加了31.1%。這當然是一項巨大的成就；但我們也不禁要問，為何還有將近一半的企業(yè)沒有完成關鍵工序的數控化？涵蓋全流程、全要素、全生命周期的數字化、智能化轉型何時才能迸發(fā)？

數據是千行百業(yè)數字化轉型的主軸，制造業(yè)亦不例外。有了數據，企業(yè)便能掌握產線上的大事小情，能以宏觀與微觀兼顧的視角來審視流程，能響應瞬息萬變的市場和需求。但要從復雜生產流程和海量終端中汲取數據并以此為指導驅動生產卻不是件容易的事，更遑論理想狀態(tài)下的全量、全要素數據收集。其中遇到的問題和挑戰(zhàn)可謂比比皆是，而作為海量數據通路和連接各類業(yè)務的網絡基礎設施卻是解決這些問題和挑戰(zhàn)的關鍵。

本文是華為制造云網系列解讀文章的第一篇，旨在幫助制造業(yè)企業(yè)梳理制造業(yè)數字化轉型升級過程中，諸多網絡相關困局的形成原因及解決辦法。而作為系列第一篇，本文將聚焦制造業(yè)網絡如何快速的完成數據交互。

制造業(yè)想要的“網絡快”
可不單指網速

一張極速網絡是制造業(yè)數字化轉型的充要條件。并且，制造業(yè)所追求的極速并不單指高速率，更需體現在0丟包和組網效率方面。

數據中心里的網絡丟包

對于絕大多數數據中心均會采用的以太網來說，一旦網絡壓力增大，丟包問題幾乎不可避免。當某一網絡端口的數據轉發(fā)需求超過交換機性能上限，控制器便會自動丟棄來不及轉發(fā)的數據包，這便是丟包。并且，交換機連接的節(jié)點越多，發(fā)生丟包的概率也就越大。

據統(tǒng)計，0.1%的丟包率將導致HPC系統(tǒng)50%的算力損失。對于大量使用HPC集群來進行模擬仿真的高端制造業(yè)來說，丟包無疑會帶來巨大的成本浪費。

拖累柔性制造的組網問題

柔性制造是行業(yè)發(fā)展的主流趨勢，但傳統(tǒng)的“有線+無線”組網模式中的有線部分很難適應產線的各種變化，需要大量時間來重新布線；而即便采用全無線的聯(lián)接方式，產線變化所產生終端漫游、參數配置也需要大量時間來調整。

以某電子企業(yè)為例，其產線每3個月就需要進行一次調整，每次調整都需要網絡部門花費3天時間來重新組網和調試，而每年的各類網絡小型整改費用更是達到千萬級別。

本應成為制造業(yè)數字化轉型基座的網絡卻因各種問題變成轉型的掣肘，這顯然是制造業(yè)不愿看到的。

華為制造云網
為制造業(yè)帶來極速新體驗

華為制造云網解決方案所強調的極速特性是全方位的，既體現在數據中心網絡的0丟包方面，也體現在產線網絡的連續(xù)組網能力上。

真無損以太網

在數據中心領域，華為通過擁塞控制和流量控制兩大技術組合，在不更改以太網整體運行機制的前提下一舉解決了困擾行業(yè)數十年的網絡丟包問題，實現了真正的無損以太網。華為將這項獨創(chuàng)技術命名為iLossless。

在擁塞控制層面，華為在RDMA技術的基礎上提供了對ECN（精確擁塞控制）的支持。一旦檢測到網絡擁塞情況發(fā)生，接收端網卡會自動發(fā)送報文給數據發(fā)送端，發(fā)送端便會自主降低報文發(fā)送頻率，以減緩擁塞；而當擁塞解除，雙方則會恢復正常的報文發(fā)送速率。同時，為解決ECN參數設置過于復雜、控制回路延遲大、效果不明顯等一系列問題，華為不僅在核心交換機內預制了海量的流量模型和多種ECN控制算法，更引入了AI技術，讓系統(tǒng)能夠自動且動態(tài)的實現參數配置，讓網絡總體運行更加平穩(wěn)、擁塞預防效果更佳。由此，擁塞控制技術的適用性、易用性和整體抗擁塞效果都得到了極大加強。

而在流量控制層面，華為則引入了PFC技術。允許用戶為各類業(yè)務設置優(yōu)先級，從而在網絡擁塞不可避免的情況下優(yōu)先保障關鍵業(yè)務的網絡流量不受丟包影響，將損失降至最低。

多管齊下，華為便能在網絡規(guī)格和規(guī)模不變的前提下，有效解決丟包頑疾，真正實現以太網的數據無損傳輸。

Wi-Fi 6+連續(xù)組網+實時智控

針對傳統(tǒng)網絡方案體驗不聯(lián)系續(xù)、無法適應變化的問題，華為制造云網方案中所包含的AirEngineWi-Fi 6系列AP則能發(fā)揮效用。

AirEngine系列AP產品所采用的Wi-Fi 6標準不僅能夠提供單機最高10.75Gbps的超高帶寬，更支持網絡切片功能；可以在連接更多終端設備的同時保證每個設備均能獲得更低時延。經測試，AirEngine Wi-Fi 6系列AP能夠將99.999%的網絡傳輸時延控制在10ms以內。

同時，AirEngine Wi-Fi6系列AP還具備強大的智能感知能力。通過實時感知終端設備的數量和方位，AP可以動態(tài)調整射頻信號角度、功率和信道等參數；而借助獨有的無損漫游功能，AGV等設備在不同AP間穿行時的網絡切換時間可縮短至10ms，數據傳輸也不會有任何中斷。此外，在強大的管理工具加持下，網絡設備的固件、參數調整也變得簡單、智能、自動化，能夠大幅節(jié)省產線調整所帶來的網絡變更周期極成本。

經過實際測試，包含AirEngine Wi-Fi 6系列AP的制造云網方案能將產線網絡變更周期從過去的3天降至30分鐘，而產線調整及網絡改造的成本則能降低90%。由此，柔性制造便不再被網絡所累，制造企業(yè)也能更全面的釋放數字生產力。

華為制造云網
通向未來制造的高速公路

華為制造云網方案架構

華為制造云網并不是獨立的交換機或網絡技術創(chuàng)新，而是一套面向制造業(yè)的端到端網絡解決方案，能夠為用戶提供極速、穩(wěn)定和智能的網絡應用體驗。網絡是制造業(yè)轉型升級的底座，更是云、邊、端全面聯(lián)接的關鍵通路。華為制造云網解決方案能夠以端到端的方式解決制造業(yè)在轉型升級過程中遇到的組網困難、可靠性差、安全無法保障、運維效率低等一系列問題；打破“數據上不來、工業(yè)機理模型固化在工控系統(tǒng)里”的傳統(tǒng)模式，實現數據生產要素與工控系統(tǒng)的全面解耦，為制造業(yè)的數字化轉型升級鋪平網絡之路。

以制造云網為核心的網絡革新思路并不只是單純的新技術組合，更是以華為在車輛裝備、半導體電子、煙草、制藥、鋼鐵等制造業(yè)中海量實踐經驗積累之后的產物，是解決痛點、實踐轉型的“精準配方”。

審核編輯：郭婷