施耐德電氣“零碳工廠”
中國經濟導報、中國發展網訊 記者繆曉琴報道 坐落于上海市浦東新區康橋工業區內的施耐德電氣康橋工廠,不僅是施耐德電氣全球最大的空氣斷路器生產基地,更是一座融合數字化與自動化技術的“零碳工廠”標桿。
進入這座充滿未來感的智能制造基地,就能感受到“智能”與“綠色”兩大核心特質在這里完美融合。步入生產車間,智能制造的圖景徐徐展開:工作人員在崗位上各司其職,物流機器人在“打下手”,通過最優路徑算法協助員工減少無效能耗。更令人印象深刻的是其綠色理念的深度踐行——屋頂鋪設的太陽能電池板在陽光下熠熠生輝、吸收能量,滿足夜間部分供電的需求。
在這場全方位的數字化轉型中,工業云電腦創新應用極具突破性。由上海電信與施耐德電氣基于天翼云電腦共同打造的全國首個工業云電腦產線實踐,不僅填補了國內工業云電腦應用的空白,而且重新定義了數字化工作流程,為構建智能、互聯、可持續的工業生態系統提供了全新范式。
設備和能耗雙重“瘦身”
云電腦技術將計算、存儲等核心功能全部遷移至云端,用戶通過輕量化終端即可獲得高性能計算體驗以及管理、安全等服務水平的提升。
在施耐德電氣的“零碳藍圖”中,云電腦是一個關鍵支點,而這場變革源于現實痛點的存在。近年來,施耐德電氣產線電腦數量急劇增長,從2019年時的1400余臺激增至當前的3500余臺。
產線電腦數量大幅增長帶來不少深層次的挑戰,讓施耐德電氣上海康橋工廠數字化負責人呂亞捷感觸較深的主要在兩方面:其一是安全問題,由于電腦數量增多,產線窗口時間有限,如若不能及時安裝補丁或升級系統,產線電腦就面臨著安全風險。而且由于原先IPC(進程間通信)是獨立的終端,沒有冗余機制,加上數據備份的復雜性,放大了安全風險。其二是數據孤島問題,由于數據分散在各類終端,面臨提取成本高、提取效率低以及數據統一管理難度較大等挑戰。
為擺脫這些困境,施耐德電氣決議采用工業級虛擬化云桌面解決方案作為數字化轉型支點,通過構建基于超融合架構(HCI)的虛擬化資源池,實現算力資源彈性調度、工業應用集中化部署以及安全策略的動態編排。經過激烈角逐和多輪緊張測試后,上海電信脫穎而出,與施耐德電氣成功“牽手”。
“就像很多工業場景中使用的IT技術一樣,VDI技術(虛擬運用)無法適用于所有IPC(進程間通信)覆蓋的工業場景,我們必須有條件地進行場景的篩選,在硬件、軟件、員工體驗各方面都滿足要求的情況下進行部署。”呂亞捷表示,總體來說VDI可以適配60%左右的工業場景。
這場“革命”發生后,效果“立竿見影”。首先發生改變的就是操作臺“瘦身”了,以往占據龐大工位空間的工控機和笨重的電腦機箱消失了,取而代之的是一臺臺顯示屏大小的云電腦。一組數據直觀表明了這一方案的優勢——一臺傳統工控機,1小時耗能420W;一臺普通臺式機電腦,1小時耗能65W;而一臺天翼云電腦,1小時耗能只有12W。
可以清晰地看到,“瘦身”的不僅僅是設備,還有能耗,通過云電腦結合動態負載均衡技術,全部設備更新之后,上海康橋工廠較標準工業PC節能76%,較最高負載節能97%。
構建智能制造新生態
在生產線上,工人需要實時與MES(生產管理系統)交互,一方面獲取生產任務、工藝參數等信息,另一方面及時反饋生產進度、設備狀態等數據。在傳統模式下,本地電腦性能參差不齊,數據傳輸易受到干擾。基于此,施耐德電氣選用VDI方案中的工業瘦終端和工業一體機,在網絡上則采用5G網絡或有線網絡。通過這些終端,工人可快速且穩定地連接該系統。
新模式下,操作系統、應用工具、工業MES系統等應用軟件都運行于私有云服務器上,終端設備只需連接網絡即可訪問云端資源。這種中臺管理模式,將傳統分散式的IT管理轉變為集中化、平臺化的管理,不僅提升了管理效率,還為企業構建了面向未來的數字化管理架構。
“產線不能停”,制造業的命脈是“連續運轉”。以往當終端發生故障時,或者每個月系統升級打補丁時,每臺設備至少停機半小時,對生產線來說這是不小的損失。如今,云電腦遇到問題,只需更換新設備并接入網絡,無需重新安裝或配置軟件,大幅降低了運維復雜度。這種“即插即用”的特性,使生產線在設備更換或維護時幾乎無停機時間,顯著提升了生產效率。
“這是一場顛覆性的管理革命。”呂亞捷表示,通過云中臺的實時數據監控,有效避免了物料短缺或積壓問題,優化了生產資源配置。此外,成功將傳統離散制造場景中的被動響應模式,轉變為預測性維護與預防性調度的主動管控模式,推動企業生產資源利用率突破行業基準線,實現精益化運營。
令呂亞捷和整個項目組欣喜和自豪的是,此次實踐更引發了蝴蝶效應,已有行業內的其他龍頭企業正在了解和尋求類似的解決方案。早前,為推動工業云電腦的規范化應用,施耐德聯合上海電信和中國信息通信研究院發布了國內首個《工業云電腦場景技術規范》。這一規范為工業場景下的云桌面部署提供了標準化的技術框架,涵蓋網絡架構、安全設計和設備適配等關鍵環節,為其他企業復制該模式提供了可參考的藍本。
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