AI时代,所有的行业都值得被重新做一遍。制造业也面临着被AI重塑的过程。
一方面,客户的需求越来越个性化、多元化,传统的“大规模、标准化”制造模式难以满足用户需求;另一方面,5G、云计算、物联网等技术越来越成熟,使得打造更具创新、更加敏捷、柔性的云边协同智能成为可能。
服务器的生产制造涉及上万个元器件,从研发、供应、生产、服务全流程实现智能化,需要一个漫长的蜕变过程。“2013年我们就开始智能工厂建设工作,从一开始就定下了自研的思路。”浪潮信息生产部总经理鲁键透露,经过多年的探索与创新,浪潮信息的智能制造已经走到了行业最前列。
10月26日,国家工信部公布2023年智能制造示范单位名单,浪潮信息凭借优秀的数智化研发设计与生产制造场景,获得高端服务器智能制造示范工厂称号。显然,浪潮信息已经成为智能化转型的示范标杆。
JDM破解不可能三角
带来更多可能性
网约车、外卖、购物……我们生活中的衣食住行处处都离不开互联网应用。2012年之后,中国移动互联网快速发展,创新应用也不断涌现。与此同时,千行百业数字化应用场景也在加速落地。
每一个应用、每一个场景的背后,实际上都是算力在支撑。用户对算力的需求快速膨胀,更重要的是对算力的需求也越来越多元化。
从2013年开始,浪潮信息感受到来自客户需求方面的巨大变化,各种个性化的大订单一个接一个,每家客户的需求都不同,供应链常年处于应急状态。这些互联网客户的业务创新快、升级快,他们对服务器的要求也更高——不仅要个性化、定制化,还要有“过程管理”,保证按时按量地高质量交付。
除了互联网大厂的需求变化,创新创业大潮也带来更多的个性化小订单需求。以浪潮信息去年的统计来看:个性化订单占比超过80%,每年5台以下的小生产订单超过了1万个。
浪潮信息遇到的情况,是制造业普遍现状,客户对制造业的需求是个性化、低成本、短周期,还要高质量。因此,传统的大规模、标准化生产已经难以满足客户需求。这种趋势对于制造业的挑战,已经不是简单地升级改造,而是要通过数字化、智能化对全流程进行重构。
身处服务器制造行业核心的浪潮信息,挑战更加巨大。在全球高度工业化的今天,仅一台服务器最多就要拥有10000颗以上的元器件、50余种模块、800余种线缆,以及三万多项参数。高度复杂的高科技产品,要去适应客户极度个性化的需求,这就是浪潮从2013年开始智能化探索的目的。
这原本是一个不可能三角,因为要同时满足复杂性、敏捷性和低成本需求。如果按照传统制造能力来看,这是不可能实现的。但面对的客户就是“成年人不做选择,既要也要还要”。
经过不断地探索实践,浪潮信息形成了全新的独具特色的JDM商业模式(Joint Design Manufacture,联合设计制造模式),不仅可以为头部用户提供定制化的产品和服务,同时也具备领先的产品规划布局能力,能够第一时间将创新应用产品化,向更多用户推广。
在懂懂看来,JDM模式有两大价值:
第一,通过数智化破解了不可能三角,满足客户不同应用场景个性化、定制化的需求;
第二,与客户联合创新,不仅可以更好地帮助客户成长,与客户一起打开新的价值空间,还可以更加密切地把握产业变迁方向,抓住未来应用发展的更大机遇。
也就是说,柔性生产线的建立,提升了浪潮信息的企业韧性,外界的一切变化都可以从容应对。
也正是因此,过去十年间浪潮信息抓住了云计算变革以来的每一次产业创新机遇,实现了跨越式发展。根据相关机构统计:目前,浪潮信息服务器销量全球第二、中国第一;公有云服务器、人工智能服务器全球第一;存储装机容量全球前三。
我们知道,去年ChatGPT的爆发,又点燃了生成式AI的新一轮增长。在智能制造业已经处于领先地位的浪潮信息,也获得了更多AI时代的红利。
“变形金刚”是如何练成的
当年,在浪潮信息开始探索升级的时候,服务器生产线的智能化还处于无人区。在制造业内,没有样板可以参考,外界客户的需求又在快速变化。所以,这注定不是简单地生产线升级,而是一场复杂的、涉及多个系统、多个环节的体系性重构。
近日,懂懂参观了浪潮信息的高端服务器智能制造基地,这是我国服务器领域首个高端装备智能生产基地,每年有超过30万台各种不同配置的产品,从这里流向千行百业。
“我们经常调侃自己的产品跟变形金刚一样,通过前端的模块、后端的模块不断组合以后,就会形成一个新的产品形态。” 主管研发智能化工作的浪潮信息硬件研发一部副总经理王武军用“变形金刚”来比喻产品的个性化、定制化再恰当不过。浪潮共有近200款产品,涉及11.5万个配置,面向不同应用场景需要不同的配置组合,会有无数个“变形”的衍生产品,通过这些柔性生产线被制造出来。这其中,要经过研发、供应、生产、客服等所有业务流程,难度可想而知。
在懂懂看来,升级并不是简单地数字化,而是以数字化的思维去思考业务逻辑。
在研发环节,以前是以产品、项目为核心,现在则是以客户需求为核心,并且要将供应、制造等环节一体化地考虑进来。新的模式是“模块化+平台化”,这种模式可以把所有的产品变成CBB(Common Building Block)的组合,由此降低产品研发的工程量,同时在前端产品多样化的同时,还可以把供应链的复杂度降下来,并且将数据顺利地延伸到制造环节。
其实,想到“变形金刚”,也就非常容易理解“模块化+平台化”的组合,强大的平台与灵活的模块,让产品可以随意百变,满足个性化需求的同时,又具备了强大的实力。
浪潮信息研发的敏捷度已经处于全球领先水平,每年可完成新配置、新产品评审30000多个,产品设计变更达9000余次。自从实施数字化、智能化转型以来,浪潮信息新品研发周期压缩了50%,产品上市时间缩短了50%,电子料管理效率提升了87%,配置验证评审效率提升了54%。一款新品的研发周期,已经从1.5年压缩到了9个月,客户提出的需求最快可以3个月交付样机。
在供应环节,据浪潮信息计划与供应管理部高级经理赵鲁宁介绍:浪潮信息已经形成了整个数字化系统为双核心并行体系,在以ERP为运营大脑、供应链计划和决策系统为供应链指挥大脑,以MES、TMS、WMS为高效执行系统的基础上,实现了数字化生产计划平台稳定运行,统一平台、统一调度、柔性供应。
这个供应系统的核心优势有两点:
一是生态协同。与客户、供应商的数据打通,快速、精确的完成与供应商的信息互通,可以第一时间把供应计划反馈给客户手中,从而达到效率最高的同时,做到成本最优。
二是智能决策。个性化、定制化带来了供应链的高复杂度、灵活性和成本的挑战,浪潮信息形成了以供应链计划大脑为智算引擎、智能商业分析平台为决策辅助大脑、智能商务作业平台为执行管理底座的智慧供应链体系。这三部分构成了一个具备决策能力的超强大脑,提高了全球供需资源整合和协作能力。
接下来再说说制造业的核心环节——生产。懂懂参观的高端服务器生产线,据浪潮信息生产部总经理鲁键介绍,智能制造优先采取了人机协同的装配方式,这是现阶段最经济的一种模式。智能化主要体现在系统+装备上,数字化工艺系统会自动解析开发订单,形成作业指导书,实时指导作业。一张柔性生产线的前端只需要3位工人,后续很多精密组装、检测等环节,都是通过一个个智能装备来完成,实现了无人化替代。
“软件可以自己开发,智能化的工具也能自己开发”。鲁键强调的自研,是因为浪潮信息是这个领域的开路者,智能工厂背后有100多人的开发团队,由机械、电气、机器人、视觉等各个领域的工程师组成,经过不断设计各类智能化工具,最终形成了一套完整的服务器智能化产线。
举个例子:每块主板包含14588个针脚,一个针脚出现问题都可能影响整体产品品质,以前依靠检测人员肉眼检测,效率低、难度大、误差高。浪潮开发了弯针检测设备,依托AI生产系统的智能算法,再结合大数据,通过对数千张图片进行深度学习,可在30秒内完成自动检测。
“我们的整个装配环节,通过人机协同单点自动化的方式去逐个击破这些难点。这几年导入了100多种智能化设备。”正如鲁键所说,懂懂在生产线上看到了物联网机械臂装配、信源弯针自动检测设备,AI视觉质检、云上工厂实时数据交互,以及内存按压机器人、智能锁附机器人、智能装配机器人等等。
(内存按压机器人)
再举个例子,一台服务器生产出来,后期要经过多种测试环节,人工更难以胜任。目前在高端服务器生产线已经完全实现了无人老化测试,每一台服务器都会经过10小时到上百小时不等的压力测试,智能巡检机器人的身上装有4k高清摄像头,以及温湿度、噪音等传感设备,可将测试数据回传到分析平台上,把工程师从嘈杂的环境中解放出来,还可以实现24小时不间断监控。
数字化、智能化彻底解决了服务器小批量定制化的难题。相比于传统生产方式,浪潮信息智能制造人员配备减少75%,而生产效率提升了30%、产能提升了4倍。与2018年相比,生产的机型由115种增加到了近200种,增幅近60%;订单配置由5万个增加到11.5万个,但是浪潮的产品交付周期,却从18天缩短到了5~7天,产品库存也大幅度降低。
当然,产品的定制化,给后期的服务也来带更大挑战。对此浪潮信息开发了InService智控平台,这个平台拥有融合了“源”大模型的智能客服大脑,已经落地智能诊断、智能预测、智能机器人等功能模块,实现了主动服务、智能服务。客户的设备在接入InService平台后可以大幅提高日常运维效率:设备故障处置时效提升了50%以上,运维资源节省90%以上。
智能客服大脑具备了两大优势:第一是快速诊断,一台服务器的诊断及问题定位过程仅需30秒,整体准确率已达85%以上,其中硬盘、内存等主要部件准确率可达90%以上;第二是预测未病,浪潮信息采用AI技术,建立了针对硬盘、内存、CPU等主要部件的失效预测模型,在故障预测方面远高于业界水平。目前系统已实现HDD故障预测、SSD寿命预测,能够提前14天预测风险盘,故障预测准确率超过90%,误报率小于1%。
我们知道,电影中的“变形金刚”之所以强大,核心在于可以变换形态,以不同形态的优势来对付对手。并且,变换形态的过程很流畅,在进行战斗的时候也可以尽情地展现灵活性。今天,客户对算力的需求,就是需要“变形金刚”这样的产品。柔性生产线可以高效、低成本帮助客户打造出不同的“变形金刚”,去完成不同的任务——这正是智能制造的产业价值所在。
持续进化,云工厂加速衍变
如果说研发、供应、生产、服务是纵向链条的智能化,还有一个智能化的切面则是横向的。
浪潮信息目前在全球共有14个工厂,分布在全球的14个制造基地,实现了基于云的全球化生产,所有设备都连接到车间云,整个流程都实现了云管理。诊断云、设备云、工艺云、质量云、交付云,这些云互联互通,融合构成了浪潮信息的“云上工厂”。
产品是个性化的,但是云工厂却是标准化的。云上工厂统一下发指令给设备和工人,保证全球无论哪一座工厂,都能执行相同的管理工艺以及品质标准,实现了全球一致的高品质制造和交付工厂系统。
这背后,就是数据驱动的全新发展模式。
所谓云工厂,是由部署在上面的ERP、MES、WMS、PLM、CRM、SRM等数十个信息系统组成,所有的设备数据、生产数据、管理数据等多类数据都跑在云上,所有的生产、制造都可以通过云去统一管控。这也可以理解为,在实体的工厂之上,镜像着一个数字虚拟工厂,数字工厂指导着实体工厂的运行。
据悉,浪潮信息目前还在持续升级数字系统,将产品设计、制造、装配、使用、维护、服务直至产品回收再利用等全生命周期的数据进行采集,汇集到数字样机逻辑模型中,这样数字样机不仅可以取代或精简物理样机,还能够实现研发与测试验证、生产及营销环节数据链路的打通,通过对产品生命周期的数据分析,可以为产品规划和升级、供应链改造等提供科学的数据支持。
(数字样机仿真设计)
云工厂还有一大好处,就是可以快速扩张,响应用户需求。“以前我们建一个新的工厂非常费劲,现在就非常简单了,硬件有模块化的流水线,软件系统已经在云端部署。建一个工厂只需要在当地拿到许可证,就可以快速建厂。”鲁键表示,新增一批设备过去,然后连接上云,云上工厂就可以自动把系统、工艺文件分发下去,工厂很快就能投入生产。
当然,智能化改造还远未走到终点。智能化升级是一个渐进的过程,浪潮信息在未来的发展中将继续不断探索、创新,快速迭代,用自己的实践为产业趟出一条路来。
五年前服务器测试老化还做不到完全无人,时常需要人工干预一下,如今测试室内再也不需要有人进入,全部由机器人替代;五年前安装硬盘还需要用电动螺丝刀,现在则完全是机械手来替代。随着数据中心的发展,对机柜的需求增大,如果靠人力来组装不现实,如今有了智能装配机器人,再也不需要人力进行搬运。
“我们实现了云计算、物联网、大数据、移动互联等最新的IT技术,从服务器、整机制造到深度融合,已经走过人机结合的初级阶段,正在向无人化全自动化转变。”当谈及未来的方向时鲁键强调。
【结束语】
作为制造业大国,向高端化、智能化、绿色化的升级是中国产业升级、高质量发展的必经之路。
智能制造不是单一项目,而是一场利用数字化与智能化技术、持续优化的探索之旅。浪潮智能工厂给制造业升级带来了三大价值:第一是探索出了可复制的模式,拿来可用;第二是探索出全新的模式,打开了产业新的发展空间;第三是思维模式、思考方式的变化,面向未来不仅要重构工厂,更重要的是重构思维。