作为一家领先的国际化科技企业,中兴通讯已经不是第一次探索生产线的智能化升级了。在此之前,中兴通讯在QCell、AAU、RRU、BBU等产品的制造中,已经陆续实现智能化生产,并且完成了多轮技术迭代。
不过探索服务器智能化产线,中兴通讯倒是第一次。
这次的挑战不同以往,服务器及存储产品具有高度定制化的特点,基于不同的客户需求和业务负载,其配置、型号也有着显著差异,需要进行定制化生产。正是这个差异化,对生产过程提出了更高要求,既要实现全链条端到端的智能化,精密完成整条装配工艺,也要高效保质保量完成交付。
严苛的生产革新要求背后亦存在不少技术难点。一是内存的插拔,产线需用到六维力传感器,与双机器人同时协作;二是插拔工序上,例如硬盘、光模块、RAID卡的插拔,这些工序要求非常精细。更重要的是,这些技术点革新在行业内并无先例可循。
毫无疑问,对中兴通讯来说,这是一次摸着自己过河的挑战。
但归根结底,实现全链条智能化是一个系统工程,涉及硬件底层支撑和软件应用等多个方面。为了解决这个问题,中兴通讯联合了多家行业合作伙伴,在过往积累的经验基础上,针对难点发起了攻坚战。
第一步,就是打造智能工厂运行的技术底座——算力。为此,中兴通讯与英特尔携手,通过人工智能、5G、MEC等技术,搭建了一个高效的解决方案。
这是一个堪称豪华的配置:为了更好地支撑云端服务,工厂配备了MEC边缘计算平台,以及时地处理大量来自生产一线的数据。同时结合英特尔软件平台,还能实时控制和操作前端设备,并支持24路每秒30帧1080P的视频缩放、解码、分析等各项任务。
作为英特尔的最新一代CPU产品,第四代至强®处理器内置了多种针对特定应用的加速器,通用算力比上一代提高53%,存内分析性能提升高达3倍,面向深度学习推理及训练的性能提升高达10倍,能够为人工智能、数据分析、网络、存储和科学计算等广泛工作负载加速,并支持主流开源框架、库和工具,让开发人员能够随时随地开发和部署AI。
在软件层面,英特尔软件工程师还与各大软件提供商、云服务提供商的开发人员通力合作,共同优化了SAP HANA、 SQL 、、 Cloud 及Red Hat 等主流应用,让企业能够更充分利用至强处理器的各种出色特性。
在绿色可持续方面,第四代英特尔®至强®处理器还具有一系列管理功耗与性能的产品功能特性,其全新的加速引擎和软件优化方案,不仅能大幅提高CPU利用率,降低耗电量,提升投资回报率,还能有助于企业实现可持续发展与降低碳排放量的目标。这对工厂智能制造改革来说至关重要。
从硬件算力到软件优化,再到绿色可持续发展,英特尔的加入,无疑为工厂智能化、柔性化升级提供了强大的算力和软件支撑。坚实的基座完成后,余下的难题都将迎刃而解。
02、攻克服务器产线精密化难点
内存条的自动化装配,是服务器柔性智能产线最复杂的一个环节。
中兴通讯制造部副部长赵中军告诉36氪,传统的内存条组装产线是由人工来完成的,容易出现高低不平、倾斜等情况,产品的一致性很难保障。为了解决内存安装精密化的困扰,中兴通讯采用了智能机器人+六维力传感器的解决方案,能够对XYZ三个方向以及方向上的扭矩,进行6维实时监测和控制,保证内存条安装的又快又稳。
在这条忙碌的流水线上,除了内存条的装配,英特尔第四代至强可扩展处理器也在组装任务中。实际上,CPU装配作为服务器柔性产线的核心工序,对智能化也提出了更高要求。
这是一项精度要求极高的工作。在组装过程中,既要保护CPU的针脚不会受到外力损伤,并确保每个针脚都精确地插到主板上的槽位中。同时,散热是影响服务器性能的主要因素,通常给CPU涂刷的导热硅脂内含特殊的散热因子,所以必须要确保涂刷厚度的均匀性,才能更好地发挥其良好的热传导性能,保证CPU运行的稳定。
基于这些要求,中兴通讯采用了双机器人协作的方式,一台机械臂负责配料,另一台机械臂负责打螺钉,双机械臂的丝滑配合突破了人类双臂活动协调性的局限,大幅提升了生产效率。同时,机械臂还配备了双目相机,能够实时对产品进行精准定位和质检,不仅确保了CPU装配的效率,还显著提升了装配质量。
“通过3D机器视觉、人工智能及双机器人精密协同等技术,我们做到了比传统人工装配更加精准。”中兴通讯副总裁、中兴通讯服务器及存储产品线总经理郭树波谈道。例如在质检环节,可以达到漏检率为0、可追溯率提升100%的效果,真正实现了机器替代人工。
随着人工智能的发展,服务器及存储作为算力基础设施硬件产品,市场需求呈现持续上升的态势。而订单生产的灵活调配,正是产线革新的另一个挑战。
“服务器具有高度定制化的特点,由于生产线的流程是线性的,大部分都是流水作业。”中兴通讯制造部经理关健解释,按照传统服务器产线的生产方式,基本需要等上一个订单生产完后,再由人工调整设备的工艺参数,切换对应的生产程序,才能生产下一个订单。整个换线周期时间长、难度大,不可避免会带来效率问题。
“以柔克刚”,是中兴通讯解决这些问题的核心解法。通过人工智能和知识图谱技术,中兴通讯在云端搭建了一个智能管理平台,能够将订单需求分解成机器人可执行的动作指令,包括备料、上料等。
这就像是给工厂安装了一个智能“大脑”,可以对每个机器人的指令进行统筹调度,让它们拥有像人一样灵活应变的能力,从而解决不同合同订单、多机型混线生产的效率问题。
03、智能工厂的超强“脑力”
人工智能、5G、MEC等前沿技术掀起的新一轮工业制造革命,正在中兴通讯的服务器智能工厂里上演。
但与传统工厂运行一样,智能工厂的生产分工也是一个系统化的状态,产线的顺利运行离不开仓储和物流各个环节的支撑。
“在仓储和物流方面,我们采用了理货区、线边仓、工站配送三级供料模式。”赵中军提到,中兴通讯运用了5G云化AGV、CTU等自动化设备,并结合数字化智能调度系统,实现了全流程的JIT精准供料,在保障线体稳定运行的同时,备料效率提高40%、周转效率提高20%。
而智能供料系统需要对不同的订单进行解析,由此将产生庞大的数据,如何对数据库进行管理,高效地处理多流程、多业务等并发作业,同样离不开英特尔至强处理器的支持。
“至强®处理器内置的IAA、DSA DLB等多种加速模块,能有效提升整体性能。”英特尔销售应用工程师应晓冬说。依靠云边协同和人工智能调度,AGV物流小车得以井然有序地穿梭在工厂的各个角落,连接生产的每个环节。
从柔性产线到仓储物流智能化调度,中兴通讯携手英特尔在内的行业伙伴实现了跨越式创新,引领智能制造业革新浪潮。
实际上,制造业经过近百年的发展,一直都在围绕“人机料法环”五个要素进行创新升级,这是企业做好质量管理的着力点。在传统制造业迈向自动化、智能化时代下,这五个要素也对工厂的迭代提出了新的发展需求。
智能运营中心,正是体现智能工厂超强脑力的存在,也可将其称为“工业大脑”。
传感器可视为“工业大脑”的神经。在这座工厂里,中兴通讯安装了多达3000多套传感器,能够及时检测工业现场的所有生产要素信息,并传输到“大脑”中,并基于中兴通讯数字星云对数据进行分析。通过智能运营中心的统一监控大屏,工作人员能够实时观察生产车间的运行状态,包括设备利用率、物料消耗、订单完成、设备运行等多种情况,从而在后台对生产进行统一的控制和智能管理。
而智能化的运营中心,同样依赖数据中心大量的高性能服务器。英特尔®至强®处理器利用强大的处理能力、高效的内置加速模块,以及一体化的软硬件平台,为运营中心提供了澎湃的算力支撑,实现高效、高性能和绿色的解决方案。
自中兴通讯服务器智能工厂投入运营以来,服务器的产出相比传统产线提升了113%,交付周期缩短35.5%,实现了工厂提质、降本增效和降耗的目标。“服务器及存储智能工厂的投入运营,将为中兴通讯服务器及存储产品的高速发展打下坚实的基础,在产能、质量、效益等方面将全面提升,满足快速增长的算力需求,为实现数字强国的目标,中兴通讯将打造坚实的算力底座。”郭树波说。
在这个过程中,英特尔亦为智能工厂的构建筑造了坚实的技术底座。应晓冬谈到,“英特尔会持续提供更加优秀的产品和服务,助力制造业高质量发展,落实产业基础再造,推动制造业向高端化、智能化更进一步。”
不可否认,中兴通讯服务器智能产线的落地运营,为国内智能制造行业的发展塑造了一个可借鉴的创新样本。与英特尔的强强合作,亦再次证明了在行业革新浪潮下,只有并肩作战、相互赋能才有机会攻破发展瓶颈,冲上新时代的顶峰。
那个被称为智能化的未来,早已来到人们面前。