制造業(yè)探索：青云云原生助力智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)

1、制造業(yè)探索：青云云原生助力智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)智能制造背景下的行業(yè)現(xiàn)狀非標(biāo)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐12目錄制造行業(yè)探索：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)2019 年中國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)接入設(shè)備 數(shù)量與價(jià)值占比情況來(lái)源 : 艾瑞咨詢工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)起步階段制造業(yè)企業(yè)具有業(yè)務(wù)傳統(tǒng)、設(shè)備眾多、作業(yè)環(huán)節(jié)多、工廠規(guī)模大等特點(diǎn)，因此生 產(chǎn)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)步伐較為緩慢，目前中小型生產(chǎn)企業(yè)主要集中在從 0 到 1 的 跨越階段，即部署物聯(lián)終端，進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)直采。頭部工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化程度較 高，帶動(dòng)更多企業(yè)上云，打通上下游數(shù)據(jù)鏈。工業(yè)側(cè)重?cái)?shù)據(jù)處理與分析青云沒(méi)有硬件經(jīng)驗(yàn)、沒(méi)有業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)、唯有軟件平臺(tái)本身，結(jié)合云計(jì)算的技術(shù)領(lǐng)先 優(yōu)勢(shì)，抽取物聯(lián)網(wǎng)云

2、平臺(tái)上的通用功能模塊打造物聯(lián)網(wǎng) PaaS 能力輸出，在某一 領(lǐng)域做探索，平臺(tái)能力更為下沉，聯(lián)合我司其他產(chǎn)品，繼續(xù)做厚 IoT 平臺(tái)。工業(yè)設(shè)備上云占比少根據(jù)工信安全 2021 年 7 月工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用數(shù)據(jù)地圖披露的調(diào)研數(shù)據(jù)， 我國(guó)平臺(tái)應(yīng)用普及率僅為14.67%，工業(yè)設(shè)備上云率總體為13.1% 。生產(chǎn)領(lǐng)域、設(shè)備碎片化小、側(cè)重應(yīng)用價(jià)值如何快速響應(yīng)用戶需求產(chǎn)能有限，如何承接更多訂單響應(yīng)國(guó)家政策，如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)如何實(shí)現(xiàn)行業(yè)供需對(duì)接制 造 行 業(yè)對(duì)內(nèi)對(duì)外上下游協(xié)同難系統(tǒng)多、數(shù)據(jù)孤島， 數(shù)據(jù)價(jià)值難以變現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新周期長(zhǎng)業(yè)務(wù)并行、變更多制造業(yè)用戶：如何保證其市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位創(chuàng)新能力、供需對(duì)接、生態(tài)共享制造業(yè)供

3、應(yīng)商：如何更好服務(wù)用戶應(yīng)用場(chǎng)景碎片化、制約創(chuàng)企規(guī)?；涞匦袠I(yè)發(fā)展碎片化問(wèn)題工業(yè)應(yīng)用深度不足商業(yè)模式的局限性定制化需求難以形成規(guī)?；壳拔锫?lián)網(wǎng)初創(chuàng)企業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新不足且成熟度較 低，往往以客戶需求為導(dǎo)向，提供定制化服務(wù)打差 異化戰(zhàn)略，場(chǎng)景布局單點(diǎn)化。內(nèi)生需求不強(qiáng)已落地項(xiàng)目以示范項(xiàng)目和巨頭戰(zhàn)略布局為主， 真正由內(nèi)產(chǎn)生的需求驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用落地緩慢。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)碎片化常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)至少 10 種，感知標(biāo)準(zhǔn)至少14 種，網(wǎng)絡(luò)傳輸類標(biāo)準(zhǔn) 23 種平臺(tái)同質(zhì)化嚴(yán)重物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)層出不窮，大多只提供設(shè)備連接和 數(shù)據(jù)服務(wù)，缺乏深度的流程整合、生產(chǎn)過(guò)程優(yōu) 化、服務(wù)運(yùn)營(yíng)能力。技術(shù)與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)整合不足技術(shù)提供方缺少行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，從

4、業(yè)者缺少技術(shù)經(jīng) 驗(yàn)，使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用集中在消費(fèi)領(lǐng)域，設(shè)備領(lǐng)域 和通用型場(chǎng)景，缺少生產(chǎn)領(lǐng)域的深度滲透。應(yīng)用需求碎片化用戶需求分散而多樣，缺乏成熟的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品/解 決方案，定制化需求占總需求的 80% 以上。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)碎片化不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求難以用相同標(biāo)準(zhǔn)滿足，不考 慮私有協(xié)議，應(yīng)用領(lǐng)域的演常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議就有上 百種場(chǎng)景復(fù)制局限性不同行業(yè)間存在割據(jù)問(wèn)題，案例間場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)路徑差 異較大，功能需求重疊率低，模式互不借鑒，難以 樹立行業(yè)標(biāo)桿案例，多場(chǎng)景覆蓋難度較大。AuthenticationAccess managementEncryptionintrusion detectionPrevention4Appl

5、icationsApplicationsApplications InfrastructureCompute, storage, networking, switches, HCI, components (e.g.,chips)Enterprise App1Enterprise App2North bound data ing. / egr.API management, IT brokers / middlewareMiddleware/PlatformsData AnalysisFaaS, business rules, ML, AI, alarms/ events, FaaS, str

6、eaming analyticsData Storage Time- series, data lakes, datawarehouses, SQL, FLP servers, historiansApp development IDES, low-code, digital twins, block chain, AR/VR, digital twinsSouth bound data ing. / egr.Data acquisition driver & interfaces, IoT hubsApp management APP marketplaces, monitoring, co

7、nfiguration, load balancing, deploymentDevice management Monitoring, configuration, deployment,FOTA updates, data consumption, profilesConnectivity (Telco)managemen tConnectivity orchestration, connectivity management， service provisioning, billing managementMiddleware Infrastructure Compute, storag

8、e,networking, switches,HCI, components(e.g.,c hips, memory )ConnectivityDevices / Edgeconnectivity routers, base statioinfrastructure ns, gatewaysSmart DeviceOperating SystemEdge AppSimple DeviceFirmwareEdge AppEdge infrastructure/ components Chips, sensors, other device components3Platforms2Connect

9、ivity1Devices/Edge= typical IoT data flow= typical management/ admin data flow5Security技術(shù)架構(gòu)：技術(shù)迭代、范圍擴(kuò)大快速 創(chuàng)新架構(gòu)：多套基礎(chǔ)架構(gòu)，虛擬化、云平臺(tái)、邊緣計(jì)算等協(xié)調(diào)：跨團(tuán)隊(duì)、跨系統(tǒng)，溝通協(xié)調(diào)成本越來(lái)越高開發(fā)：業(yè)務(wù)開發(fā)周期以年為單位， 如何快速響創(chuàng)新業(yè)務(wù)運(yùn)維：系統(tǒng)越來(lái)越多，不同供應(yīng)商， 運(yùn)維任務(wù)繁重制造企業(yè)如何圍繞業(yè)務(wù)快速創(chuàng)新、快速響應(yīng)非標(biāo)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐2CNC 機(jī)床、DNC、加工過(guò)程數(shù)字化機(jī)械加工產(chǎn)線痛點(diǎn)眾多：生產(chǎn)變化快編程調(diào)參難工藝復(fù)雜排產(chǎn)難刀具壽命管控難備刀不及時(shí)耗材量大異?？刂坡龣z測(cè)效率

10、低品質(zhì)追溯難設(shè)備維護(hù)難等等。其中生產(chǎn)變化快、工具消耗大、質(zhì)量難控 制和設(shè)備難維護(hù)是較核心的問(wèn)題。代表客戶：某非標(biāo)自動(dòng)化企業(yè)流程系統(tǒng)多、協(xié)同多、變更多、問(wèn)題多05變更頻繁、管理難04物料可復(fù)用性低06季節(jié)性強(qiáng)、交期短02產(chǎn)品復(fù)雜，每臺(tái)設(shè)備高達(dá) 10 萬(wàn)物料01多品種、小批量03項(xiàng)目定制非標(biāo)自動(dòng)化行業(yè)痛點(diǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)獲取項(xiàng)目真實(shí)狀態(tài)，超過(guò)60%項(xiàng)目都是delay，直至訂單交付前都會(huì)頻繁變更非標(biāo)企業(yè)系統(tǒng)痛點(diǎn)非標(biāo)自動(dòng)化企業(yè)流程系統(tǒng)多、變更多、問(wèn)題多、協(xié)同多010203系統(tǒng)多，數(shù)據(jù)孤島：內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)沒(méi)有完全打通，存在多個(gè)信息孤島，無(wú)法實(shí) 現(xiàn)從訂單到制造到交付的全業(yè)務(wù)閉環(huán)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)。對(duì)外：28 家外協(xié)供應(yīng)商生

11、產(chǎn)信息是黑盒子，下發(fā)的外協(xié)訂單狀態(tài)、供應(yīng)商生產(chǎn) 加工能力等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)上下游協(xié)同。業(yè)務(wù)并行，變更難：傳統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)法滿足非標(biāo)行業(yè)變更多，各業(yè)務(wù)并行開展，無(wú) 法快速響應(yīng)需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 數(shù)字化平臺(tái)3、制造精細(xì)化管理與決策 動(dòng)態(tài)需求全流程可追溯企業(yè)愿景：數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)目標(biāo)客戶需求、競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)政策、顛覆性技術(shù)5、業(yè)務(wù)創(chuàng)新上下游協(xié)同、服務(wù)型制造 C2B 用戶驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)4、客戶價(jià)值個(gè)性化用戶體檢 數(shù)字化產(chǎn)品追溯 新銷售渠道1、全面數(shù)字化統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu)架構(gòu)全面擁抱云原生的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) 統(tǒng)一數(shù)據(jù)資產(chǎn)智能制造技術(shù)平臺(tái)2、敏捷組織專門數(shù)字化團(tuán)隊(duì) 領(lǐng)導(dǎo)力與敏捷組織 數(shù)字化人才培養(yǎng)統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu)從云到邊，從 VM 到

12、容器，基于 KubeSphere，全棧自管理混合云和多云部署，打造全數(shù)字、全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)。重新基礎(chǔ)設(shè)施（降低物理成本）微服務(wù)（實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品靈活創(chuàng)新）敏捷（大幅提升產(chǎn)品交付效率）可觀測(cè)性（實(shí)現(xiàn)運(yùn)維轉(zhuǎn)型升級(jí)）以容器作為資源承載，統(tǒng)一架構(gòu)提供極致的彈性能力提高資源利用率統(tǒng)一架構(gòu)，降低運(yùn)維成本，專注創(chuàng)新微服務(wù)治理以數(shù)據(jù)作為運(yùn)維轉(zhuǎn)型升級(jí)的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維的數(shù)字化轉(zhuǎn)型打通開發(fā)、運(yùn)維、測(cè)試壁壘提高交付效率及質(zhì)量面向松耦合進(jìn)行開發(fā)集成測(cè)試讓應(yīng)用天然具有可控制性，可容錯(cuò)性實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品靈活創(chuàng)新私有云青云、華為云、阿里云.虛擬化平臺(tái)Vmware、深信服.外協(xié)廠1單臺(tái)服務(wù)器、工控機(jī)外協(xié)廠2邊緣網(wǎng)關(guān)、產(chǎn)線工業(yè)柜開源共建，青

13、云科技與英特爾強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)動(dòng)英特爾優(yōu)化版 KubeSphere 在“安全、網(wǎng)絡(luò)、性能”方面顯著提升：安全加固：可選 Kata更多網(wǎng)絡(luò)平面管理：集成 Multus更強(qiáng)的可觀測(cè)：集成 NFD性能優(yōu)化重磅預(yù)告青云科技&英特爾聯(lián)合打造 云原生容器平臺(tái)解決方案白皮書近期將正式發(fā)布敬請(qǐng)期待！網(wǎng)絡(luò) Calico/Flannel/QingC loud CNI/OpenELB等多集群納管 跨平臺(tái)多Kubenetes 集群納 管多租戶支持跨集群資源隔 離多級(jí)組織機(jī)構(gòu)管理邊緣節(jié)點(diǎn)管理支持邊緣節(jié)點(diǎn)添加 日志和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集存儲(chǔ) QingCloud- csi/ceph- csi/s3/NAS 等數(shù)據(jù)庫(kù)MySQLPostgreS

14、Q LCickHouseRedisMemcacheKubernetes網(wǎng)絡(luò), 存儲(chǔ), 容器 監(jiān)控 日志3統(tǒng)一平臺(tái)1基礎(chǔ)設(shè)施2統(tǒng)一架構(gòu)4業(yè)務(wù)創(chuàng)新私有云公有云虛擬機(jī)物理機(jī)邊緣KubeSphere Enterprise 平臺(tái)服務(wù)，管理工作負(fù)載可觀察性集群與應(yīng)用監(jiān)控 集群與應(yīng)用日志 告警通知審計(jì)日志 事件杳詢 計(jì)星計(jì)費(fèi)構(gòu)建云原生應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)微服務(wù) 服務(wù)治理 灰度發(fā)布 熔斷限流智能路由DevSecOps 鏡像倉(cāng)庫(kù)管理 鏡像訐移Source to Image 安全掃描流水線應(yīng)用管理 應(yīng)用發(fā)布 應(yīng)用部署 版本控制應(yīng)用倉(cāng)庫(kù)管理 應(yīng)用商店物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 設(shè)備管理 消息服務(wù) 規(guī)則引擎 時(shí)序存儲(chǔ)邊緣計(jì)算 設(shè)備網(wǎng)關(guān) 流

15、式計(jì)算 消息總線 應(yīng)用調(diào)度應(yīng)用開發(fā)應(yīng)用開發(fā) IDE 低代碼運(yùn)行時(shí)應(yīng)用服務(wù)集成管理 前端門戶集成工業(yè)大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)集成 數(shù)據(jù)開發(fā) 數(shù)據(jù)服務(wù) 指標(biāo)管理 實(shí)時(shí)計(jì)算安全用戶管理 角色管理 SSO第三方登錄認(rèn)證 密鑰管理訂單追溯外協(xié)管理云 MESCNC 大賽供應(yīng)商智能評(píng)價(jià)產(chǎn)能預(yù)測(cè)分析物流服務(wù)專家對(duì)接統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu)全面擁抱云原生，打造高效敏捷的數(shù)字化組織 ，開發(fā)運(yùn)維現(xiàn)代化，加速企業(yè)迭代效率敏捷組織成立工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型團(tuán)隊(duì)，打破壁壘單個(gè)平臺(tái)上管理虛擬機(jī)和容器，新老業(yè)務(wù)平滑改造擁抱云原生 ，有效提升集成/部署速度 ，提高效率，專注業(yè)務(wù)創(chuàng)新云原生基礎(chǔ)設(shè)施和 DevSecOps 方法，改變團(tuán)隊(duì)文化來(lái)源 :卓越制造體系以

16、生產(chǎn)制造為中心的轉(zhuǎn)型升級(jí)：以精益制造為基礎(chǔ)，通過(guò)打通工廠內(nèi)外數(shù)據(jù)、推行智能化應(yīng)用等路徑，優(yōu) 化核心生產(chǎn)系統(tǒng)與外延運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的提質(zhì)、降本、增效。強(qiáng)化生產(chǎn)制造縮短交期時(shí)間為外協(xié)單位構(gòu)建云加工生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解訂 單加工狀態(tài)，從被動(dòng)交期逐步調(diào)整為主動(dòng)交 期，提升訂單整體交貨時(shí)間1030%機(jī)臺(tái)程序設(shè)計(jì)成本1020%庫(kù)存持有成本35%整體生成力提高3040%CNC 設(shè)備總停機(jī)時(shí)間12345678245工廠精細(xì)管理建立設(shè)備層到工廠層的精益生產(chǎn)與管理體系， 使 得生產(chǎn)流程更精益和高效;通過(guò)設(shè)備物聯(lián)、電子看 板 等方式建立核心生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化基礎(chǔ)，打造 信息透明 的工廠，提升異常事件響應(yīng)速度1

17、367企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步客戶和供應(yīng)商基于項(xiàng)目視圖，全流程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí) 同步，打造全透明項(xiàng)目(從報(bào)價(jià)立項(xiàng)直至實(shí)施交 付，供應(yīng)商拆分任務(wù)給子供應(yīng)商，均能同步， 為生產(chǎn)加工過(guò)程提供 跨流程的優(yōu)化與運(yùn)營(yíng)決策 支撐38來(lái)源 : 卓越制造體系外協(xié)機(jī)床廠內(nèi)&廠外CNC 車間兄弟工業(yè) x4法蘭克 x6三菱 x8志敖雷京特格銳芬三菱 x13法蘭克 x1三菱 x15法蘭克 x10法蘭克 x3西門子x3( 未接 入 )三菱 x15優(yōu)宜好三菱 x17三馬法蘭克 x3CNC 車間升級(jí) DNC 能 力升級(jí) 5G 接入升級(jí)外協(xié)機(jī)柜 整體解決方案外協(xié)單位局域網(wǎng)1#網(wǎng)關(guān)兄弟工業(yè) x25歐立通子工廠2#網(wǎng)關(guān)兄弟工業(yè)x6法蘭克 x5

18、三菱 x63#網(wǎng)關(guān)三菱 x17數(shù)據(jù)采集 需求基于 KubeSphere 平臺(tái)的云、邊、端 KubeEdge 三層架構(gòu)Cloud：云上服務(wù) 可視化控制日志、監(jiān)控、告警管理Edge：邊緣節(jié)點(diǎn) - 提供能力簡(jiǎn)化應(yīng)用管理和設(shè)備管理Device：端側(cè)設(shè)備 - 連接感知強(qiáng)化生產(chǎn)制造2 4 5工廠精細(xì)管理建立設(shè)備層到工廠層的精益生產(chǎn)與管理體系， 使 得生產(chǎn)流程更精益和高效;通過(guò)設(shè)備物聯(lián)、電子看 板 等方式建立核心生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化基礎(chǔ)，打造 信息透明 的工廠，提升異常事件響應(yīng)速度ModBus、OPC-UA 等 80+PLC 協(xié)議工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)邊緣消息接入、 匯聚、緩存邊緣消息服務(wù)AI邊緣流式計(jì)算云端消息服務(wù)

19、流式數(shù)據(jù)庫(kù)KubeSphere 企業(yè)版云原生云邊協(xié)同能力集成協(xié)同KubeEdge強(qiáng)化生產(chǎn)制造機(jī)床程序遠(yuǎn)程部署DNC(Distributed Numerical Control)遠(yuǎn)程部署機(jī)臺(tái)程序邊緣網(wǎng)關(guān)機(jī)臺(tái)程序列表機(jī)床采集數(shù)據(jù)某非標(biāo)自動(dòng)化客戶廠內(nèi)&廠外維修數(shù)據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)主軸轉(zhuǎn)速、倍率、進(jìn)給 速度、伺服軸數(shù)、主軸 信息程序號(hào)、產(chǎn)量、加工時(shí)間、 切削時(shí)間報(bào)警數(shù)、告警信息、告警類型、 報(bào)警號(hào)碼、告警時(shí)間機(jī)床設(shè)備模型機(jī)床設(shè)備監(jiān)控機(jī)床設(shè)備采集數(shù)據(jù)通過(guò)與外部合作伙伴的廣泛連接，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、形成更廣域的數(shù)字制造生態(tài)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，上下游協(xié)同非標(biāo)行業(yè)“豬八戒”從產(chǎn)品設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)品采購(gòu)，定制件加 工，實(shí)施交付，專家資源，供應(yīng)鏈金 融等，均可在平臺(tái)找到資源對(duì)接13421非標(biāo)行業(yè)專家對(duì)接機(jī)加工機(jī)臺(tái)程序，企業(yè)統(tǒng)一出示圖 紙，由平臺(tái)鏈接機(jī)臺(tái)編程專家，擴(kuò)大 企業(yè)產(chǎn)能2連接更多代工企業(yè)加工能力有限，基于頭部影響 力，連接市面上的代工廠商，擴(kuò)大企 業(yè)產(chǎn)能3加速配送平臺(tái)與不同物流廠商合作，過(guò)往代工廠商交期經(jīng) 常延期，實(shí)現(xiàn)云加工后，針對(duì)訂