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“百變金剛”背后的智能工廠

百變金剛,背后是一家企業(yè)在智能制造上的十年生長記。

文|趙艷秋

編|任曉漁

這里生產(chǎn)的產(chǎn)品被人們稱為“百變金剛”。在智能化對研、產(chǎn)、供、銷、服的重塑下,浪潮信息成為首家實現(xiàn)大規(guī)模個性化、定制化的服務(wù)器企業(yè)。

01

黑燈工廠征途中的技術(shù)PK

一只高大的橘色機械手臂正在一臺黑色服務(wù)器前進行精巧操作——擰螺絲,手臂前端是密密麻麻的零部件和線纜,這讓手臂的操作達到一根發(fā)絲的精度。130顆螺絲8分鐘內(nèi)就可以按標準完成,是工人作業(yè)效率的2倍多。

另一邊,一只帶有兩個攝像頭的白色機械臂在高亮的燈管下,對著打開的服務(wù)器機箱,前后左右拍照,它的任務(wù)之一是找到服務(wù)器中內(nèi)存、硬盤或網(wǎng)卡的“虛插”,而虛插可能就發(fā)生在少插了不到1毫米的情況下。這些照片的清晰度為2000萬像素,再配合AI算法,讓檢測精度達到0.02毫米,準確率達到98%。

遠處一個兩人高的巨大手臂,正抓起一臺幾十公斤的服務(wù)器,對準一個黑色整機柜一點點插放。這種整機柜可以嚴絲合縫地集成十幾臺到數(shù)十臺服務(wù)器,重量超過半噸。如果人工來做,工人每天的勞動強度可想而知。在機械手臂不遠處,一臺AGV小車正馱著一個剛剛做好的整機柜,跑向“黑燈”的測試車間。

這是位于濟南高新區(qū)的浪潮信息高端服務(wù)器生產(chǎn)基地,它是浪潮信息全球14座生產(chǎn)工廠之一。這里被國家各部委授予了多個認證:智能制造試點示范、5G智慧園區(qū)示范基地、全國供應(yīng)鏈試點示范企業(yè),以及“數(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)......

“如果沒有全球領(lǐng)先的智能制造技術(shù),我們的業(yè)務(wù)是做不到全球領(lǐng)先的。”走在機械臂旁,浪潮信息生產(chǎn)部總經(jīng)理魯鍵告訴數(shù)智前線,智能化轉(zhuǎn)型已成為浪潮信息三大戰(zhàn)略之一,公司專門成立了智能化轉(zhuǎn)型部,這是一個一級部門,而員工的KPI考核中,近幾年都要考察相關(guān)的工作突破。

現(xiàn)在,工廠前段的裝配并不是真正意義的“黑燈工廠”。“服務(wù)器制造的工藝非常復(fù)雜,完全無人化還非常不經(jīng)濟。”魯鍵說,有時人機協(xié)同方式效率更高。但這幾年工廠持續(xù)自研,根據(jù)工藝,導入100多種自動化設(shè)備。通過單點的自動化方式,逐個去擊破智能裝配難點。

但當服務(wù)器進入后段的測試環(huán)節(jié),就完全無人化了。在這里,偌大的車間沒有一個人,白色巡檢機器人在各房間中穿梭。這也被魯鍵稱為“服務(wù)器大廠PK的核心地帶”。

所有服務(wù)器在出廠前都要在老化室進行壓力測試。舉例來說,CPU平時可能只用到3%或4%,但在這里,要讓它跑到99%~100%,來剔除其中“體質(zhì)較弱”的,從而消除潛在的質(zhì)量隱患。還有溫度、電壓等其他物理測試.....

“各家測試能力高低,決定了服務(wù)器的質(zhì)量。”魯鍵告訴數(shù)智前線。這套測試系統(tǒng)是自研的,含金量極高,魯鍵稱背后團隊為“老中醫(yī)”,有著平均30多年的工作經(jīng)驗,僅專利就有200多項。由于每臺服務(wù)器配置都不一樣,測試也是“千人千面”的,這些測試包來自云端。

在廠房上方掛著一塊大屏,實時顯示著浪潮信息全球工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。全球14個工廠在云的統(tǒng)一管理下,確保統(tǒng)一的工藝和品質(zhì)。測試包就來自云端分發(fā)。

為了實現(xiàn)測試車間的無人化,過去三四年,團隊做了數(shù)百項工作。比如巡檢機器人,在快速的行進中,它的“眼耳鼻”一直在高效運轉(zhuǎn),從幾千臺服務(wù)器中,找到兩三臺有異常的反饋給工程師。這比起工程師一臺一臺去查看,效率不知要高出多少倍。工程師也從這種重復(fù)性工作中解放出來,轉(zhuǎn)向技術(shù)性工作。

實現(xiàn)全自動智能化測試后,效率提升了10倍。現(xiàn)在整座工人的人數(shù)減少了過半,效率卻是之前的4倍。

在這個過程中,一些“不搭噶”的技術(shù)也被巧妙引入。比如,原來在測試車間數(shù)千臺服務(wù)器中確認每一臺的位置要靠掃碼,團隊后來想到了交換機中的一種技術(shù),來連接、確認服務(wù)器,掃碼的人機交互動作隨即消失。

魯鍵稱,未來要實現(xiàn)從裝配環(huán)節(jié)到測試環(huán)節(jié)真真正正的黑燈工廠。“從頭到尾,就像沒有一個人參與一樣。”

02

變局與起點

從2013年開始,浪潮信息開啟了智能工廠的建設(shè)。當時,中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)蓬勃發(fā)展,各家都在建設(shè)自己的超級數(shù)據(jù)中心。

在這一業(yè)務(wù)大潮下,浪潮信息發(fā)明了JDM(Joint Development Manufacturer) 商業(yè)模式,就是與客戶共同研發(fā)。它要求浪潮信息的研發(fā)、供應(yīng)鏈、制造、服務(wù)能與客戶形成高效對接,才能把客戶需求和自身能力協(xié)同起來。

在很多人印象中,服務(wù)器是一種標準化產(chǎn)品。實際上,因為互聯(lián)網(wǎng)大廠主業(yè)迥異,數(shù)據(jù)中心的設(shè)計也千差萬別,對服務(wù)器的需求,早已從標準化走向定制化和個性化。

現(xiàn)在浪潮信息每年生產(chǎn)的130萬臺服務(wù)器中,同一時間、同一批次生產(chǎn)的80%以上都是5臺以下,小批量個性化定制的訂單占比很大,包含200多款產(chǎn)品,11.5萬種配置。通過前后端模塊組合,就形成了一個個新產(chǎn)品形態(tài),浪潮信息硬件研發(fā)一部副總經(jīng)理王武軍說,這就像“變形金剛” 一樣。

而外人也很難想象,在這樣復(fù)雜的需求下,服務(wù)器巨頭間比拼的激烈程度,甚至比“雙11”的消費品還高。從2018年到2021年,浪潮信息交付效率提升40%,業(yè)務(wù)及時率提升50%,97%訂單24小時內(nèi)交期答復(fù)。交付周期能從10天縮短至6天。

要做到這樣的高效,有品質(zhì)保障,還能控制住成本,是一件需要全產(chǎn)業(yè)鏈精密配合、多種高精尖技術(shù)一起上陣的事。數(shù)字化和智能化提上了議事日程。2013年服務(wù)器行業(yè)中還沒有先例,浪潮信息決定自研。

在這個鏈條上,研發(fā)是業(yè)務(wù)的起點。

服務(wù)器研發(fā)非常繁復(fù)。外人可能想象不到,一臺服務(wù)器最多有1萬多顆零件,線纜有800多種,先后要經(jīng)過23個設(shè)計環(huán)節(jié)、7個測試環(huán)節(jié)。很多互聯(lián)網(wǎng)大廠、電信運營商定制一款產(chǎn)品,都需要1年以上。

這期間,多崗位要并行交錯進行,但他們之間的溝通協(xié)作,傳統(tǒng)上非常困難。比如,硬件開發(fā)涉及幾十種專業(yè)工具,它們之間的數(shù)據(jù)并不貫通,做不同環(huán)節(jié)設(shè)計的工程師要想交流,只能靠線下。再如,智能制造廠中,機械臂安裝一個部件時,需要3D位置數(shù)據(jù),這個數(shù)據(jù)在研發(fā)系統(tǒng)中有,但怎么讓設(shè)計的3D體系與制造的3D體系,形成有效的統(tǒng)一?

針對這些問題,浪潮信息決定引入數(shù)字樣機、數(shù)字工藝及數(shù)字孿生。“核心的想法是,沿著客戶需求的主線,將產(chǎn)品研發(fā)、仿真、測試以及生產(chǎn)的數(shù)據(jù),串聯(lián)起來。”王武軍說。

當各種作業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貫通后,前一個環(huán)節(jié)的變化,會及時反饋到后一個環(huán)節(jié)。所有人都在一個數(shù)字鏈條上“添磚加瓦”,不同地域、不同人員的信息協(xié)同起來,實現(xiàn)了邊設(shè)計、邊仿真、邊測試。到了制造環(huán)節(jié),工人可在智能終端上查看數(shù)字平臺的三維“數(shù)字化圖紙”,機械臂可根據(jù)指令操作,制造更高效、更規(guī)范。

更多的重復(fù)性工作消失了。各類設(shè)計都積累在平臺上,客戶有相似需求,可以調(diào)用類似設(shè)計來做調(diào)整;仿真平臺上匯集了各種已通過驗證的仿真模型,工程師可隨時調(diào)用,不再像以前那樣,自己要到處去找。

數(shù)據(jù)貫通后,產(chǎn)品開發(fā)周期從之前的11.5個月,最大縮短到5個月,為客戶節(jié)省的開發(fā)費用約為13%。

更深遠的變化是,數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用,幫助浪潮信息形成自己的技術(shù)標準。比如,之前仿真是靠英特爾等大廠上游供應(yīng)商提供的范圍邊界數(shù)據(jù)。但英特爾的他們的仿真數(shù)據(jù)可能基于幾千臺機器抽取而來,但浪潮信息一年要生產(chǎn)130萬臺,如何保證這一數(shù)量級下的仿真結(jié)論準確?

現(xiàn)在,浪潮信息的仿真與測試形成閉環(huán),測試數(shù)據(jù)按照仿真的數(shù)據(jù)模型,進行統(tǒng)計分析,形成自己的仿真邊界。“這是其他公司英特爾或仿真工具企業(yè)沒辦法提供的能力。”王武軍說。而當仿真越來越精準后,“以仿代測”的目標又近了一步。畢竟一個機器配置可能有上萬種,現(xiàn)實中,很難把每種配置都測試一遍。

目前,研發(fā)團隊正在策劃數(shù)字孿生工廠方案,因為現(xiàn)在硬件設(shè)計周期在3個月左右,如果放到智能化產(chǎn)線上再發(fā)現(xiàn)問題“就有點晚了”。如果用數(shù)字孿生設(shè)計一個數(shù)字化工廠,當產(chǎn)品設(shè)計方案出來后,先在孿生工廠中進行智能組裝,一旦發(fā)現(xiàn)問題,在方案設(shè)計階段就調(diào)整修改了。“把百分之八九十的工作提到前面,讓整個開發(fā)的節(jié)奏能更快、更效率。”王武軍說。

魯鍵也有一個想法,現(xiàn)在一座智造工廠是按照整機設(shè)計的,但有一天他期望把這個整機打散,以零部件來構(gòu)建智能產(chǎn)線。“這將完全顛覆傳統(tǒng)設(shè)計。”顆粒度更細,生產(chǎn)的柔性會更極致。雖然這需要更多的模型、數(shù)據(jù)和參數(shù),但前端的研發(fā)中已采用了數(shù)字樣機。“只要樣機中積累了數(shù)據(jù),我們就可以做產(chǎn)線的自動化裝備,實現(xiàn)這樣的夢想。”

03

供應(yīng)鏈計劃大腦的作用

智能制造廠離不開智能化的供應(yīng)鏈。

浪潮信息供應(yīng)鏈的數(shù)智化建設(shè)較早,但像很多行業(yè)龍頭企業(yè)一樣,當業(yè)務(wù)發(fā)展到一定階段,ERP已解決不了很多新問題。很多企業(yè)在探索新的路徑,在2018年,浪潮信息基于ERP系統(tǒng)著手建設(shè)供應(yīng)鏈指揮大腦。

浪潮信息是業(yè)內(nèi)最早打通上下游供應(yīng)鏈的企業(yè)。當時,出于高效運營的緊迫性,它與大客戶阿里都有意愿打通系統(tǒng)。但畢竟企業(yè)對IT的投入都很有限,此后,浪潮信息計劃與供應(yīng)管理部高級經(jīng)理趙魯寧和同事,走上了一條“說服”的道路,用“交期縮短”等數(shù)據(jù),逐步引導更多客戶、供應(yīng)商完成對接。目前系統(tǒng)對接了浪潮信息的主要供應(yīng)商。

對接并非簡單的打通,隨著JDM模式和供應(yīng)鏈建設(shè)的深入,“大家用了一套BOM(物料清單)。”趙魯寧告訴數(shù)智前線,以前客戶一套BOM,浪潮信息一套BOM,信息經(jīng)常對不上,對信息就要耗費大量時間。共用一套BOM后,客戶的訂單來了,系統(tǒng)能更快、更準地拆解出各種物料清單,方便下一階段的采購和生產(chǎn)。

除了上下游打通,如何在內(nèi)部建立高效的運營環(huán)境,是供應(yīng)鏈建設(shè)的核心。

在日常工作中,客戶給浪潮信息一個需求預(yù)測,浪潮信息需要反饋交期和物料配置。之前是先將訂單拆解,統(tǒng)計需要多少物料,再找采購部門,與供應(yīng)商去一一核對他們的物料交期?恐藱C協(xié)同,算上一天一夜之后,客戶經(jīng)常又調(diào)整需求了,那就再重新計算一輪。期間如果某個供應(yīng)商“跳票”,那就再算一次。

“供應(yīng)商也累,我們也累,全靠手拉肩扛,人困馬乏。”

ERP的運算能力有限,2018年,趙魯寧他們著手開發(fā)供應(yīng)鏈決策大腦。系統(tǒng)上線后,客戶訂單傳到浪潮信息的系統(tǒng)里,每天晚上某個時刻,當全球所有客戶需求已相對明確后,系統(tǒng)開始了全局性自動運算。第二天早上8點,當人們上班打開電腦時,運算結(jié)果已自動派發(fā)到相關(guān)員工的看板上——每個訂單的交付期、哪些物料會有瓶頸......

“這解決了我們最重要的一件事,就是從線下的人算,變成了完全由‘系統(tǒng)對系統(tǒng)的海量運算’。”趙魯寧告訴數(shù)智前線。

趙魯寧印象深刻的是,2021年12月初,國內(nèi)最大的互聯(lián)網(wǎng)公司之一,突然向浪潮信息發(fā)出1.4萬臺服務(wù)器的訂單,希望在4周以內(nèi)交付。浪潮信息的供應(yīng)鏈指揮大腦,一個工作日給出了交付方案,而且給出物料預(yù)警,一些專用定制物料,庫存只有幾百套,當時正處于疫情最嚴重的時候,很多工廠停工,運輸中斷。于是,浪潮信息派采購人員在供應(yīng)商駐場,一起提拉產(chǎn)能。不到3周的時間,備齊了全部物料,再發(fā)揮多廠區(qū)生產(chǎn)優(yōu)勢,只用4周就完成交付。

隨著數(shù)據(jù)的積累,供應(yīng)鏈系統(tǒng)在智能化上進一步做加法。原來,當供應(yīng)鏈指揮大腦計算完之后,供應(yīng)鏈計劃部門的員工要花大量時間,將計劃轉(zhuǎn)為采購訂單、生產(chǎn)訂單......來落地執(zhí)行。

“大家處理繁瑣的單據(jù),日復(fù)一日。”趙魯寧對數(shù)智前線說,“但供應(yīng)鏈的計劃部門,理論上是一個核心決策大腦,它的精力應(yīng)該是計劃策略要怎么做,參數(shù)要怎么調(diào)整,所以我們要盡量解放人力。”

他們嘗試將供應(yīng)鏈指揮大腦跑出來的計劃,自動轉(zhuǎn)化成各種工單。這背后是趙魯寧他們一行行代碼敲出來的供應(yīng)鏈分析平臺,以及作業(yè)平臺。最初,不少單據(jù)還需要人工確認后再派發(fā)。但隨著大家的應(yīng)用,數(shù)據(jù)越來越準。比如,自動創(chuàng)建的生產(chǎn)工單占比,已從最初30%達到98%。

供應(yīng)鏈作業(yè)平臺也成為供應(yīng)鏈部門員工的入口,它連接了所有相關(guān)系統(tǒng),匯集信息后進行智能的分發(fā),員工在自己的平臺上處理待辦事項。“這樣,員工的工作質(zhì)量、管理考核就靠數(shù)字化系統(tǒng)來驅(qū)動。”趙魯寧說,數(shù)字技術(shù)和業(yè)務(wù)的深度結(jié)合,也推動了企業(yè)管理和業(yè)務(wù)流程的深度變革。

智能化的工作仍在持續(xù)“做加法”,F(xiàn)在自動拉料計劃已上線。它負責根據(jù)采購訂單和生產(chǎn)計劃,向供應(yīng)商分發(fā)送貨計劃,每一筆物料將在什么時間,送抵全球哪一座工廠。“避免工廠間相互調(diào)貨,因為我們之前計算過,調(diào)撥一臺機器的一套物料,光物流成本,就與我們生產(chǎn)一臺機器的成本差不多了。”趙魯寧告訴數(shù)智前線。

04

“客戶要告訴我們出現(xiàn)了什么問題嗎”

在服務(wù)器的設(shè)計生產(chǎn)中,智能化服務(wù)的動作也融入了。

當浪潮信息服務(wù)與實施部總經(jīng)理助理張一川從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)加入浪潮信息做服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型時,遇到的第一個難題是,她看到了繁多的運維數(shù)據(jù)種類——設(shè)備的日志數(shù)據(jù)、故障的數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù),但如何才能釋放數(shù)據(jù)價值?“于是,我們先去做云化、歸一化,才能進行后一步的智能化。”

而在他們開發(fā)服務(wù)的數(shù)字化系統(tǒng)時,浪潮信息服務(wù)總監(jiān)陳彬問了他們一個問題:客戶報修時,一定要讓客戶告訴你們出現(xiàn)了什么問題嗎?

“我們最初覺得這很難解決,但業(yè)務(wù)量激增后,我們意識到,一定要用一些創(chuàng)新辦法去解決。”張一川說。

他們想到了與大客戶的直連,并與騰訊、阿里在故障診斷研發(fā)側(cè),進行了非常深入的溝通和共創(chuàng)。這些共創(chuàng)的診斷算法,直接部署在客戶處,與客戶的運維系統(tǒng)集成,一旦診斷出故障,直接報修給浪潮信息,這一模式是傳統(tǒng)診斷效率的3倍以上,F(xiàn)在,他們與所有大客戶都做了系統(tǒng)級開發(fā)。

但面向中小客戶就要另辟蹊徑了。因為中小客戶沒有自己的運維平臺,為此,浪潮信息開發(fā)了InService云端智控平臺,給中小客戶使用,中小客戶不需要去做運維,全部由浪潮信息來承擔。

當然,這讓浪潮信息的客服部門面臨一個嚴峻的挑戰(zhàn)——業(yè)務(wù)量激增。為了解決這個問題,張一川她們引入了AI。通過專家經(jīng)驗和歷史離線數(shù)據(jù),他們最終研發(fā)出了智能故障診斷系統(tǒng)。在這個過程中,他們也解決了一個難點,當用戶提供小樣本數(shù)據(jù)時,也能保障有效診斷。

算法上線后的效果很好。一個用戶在部署這套算法之前,曾報修說內(nèi)存壞了。但部署了系統(tǒng)后,通過數(shù)據(jù)監(jiān)測和智能故障診斷,發(fā)現(xiàn)它的問題不是內(nèi)存引發(fā)的,而是用戶操作系統(tǒng)版本過低導致的。此后,用戶升級了操作系統(tǒng),業(yè)務(wù)運營確實平穩(wěn)了。

在發(fā)展智能診斷技術(shù)的同時,浪潮信息也開發(fā)故障預(yù)測技術(shù),從“快治病”轉(zhuǎn)向“治未病”。采用AI技術(shù),針對硬盤、內(nèi)存、CPU等主要部件的失效預(yù)測模型,在故障預(yù)測方面高于業(yè)界水平。

今年大模型在智能客服領(lǐng)域帶來的變化,在業(yè)界是一個熱點。實際上,浪潮信息是國內(nèi)最早一批采用了生成式AI提供智能客服的企業(yè)。早在2021年,浪潮信息就發(fā)布了 “源”大模型,當時訓練大模型的數(shù)據(jù)量已超過GPT3.0。

浪潮信息專家服務(wù)與 “源”團隊聯(lián)手,先后將兩萬份產(chǎn)品文檔、用戶手冊,數(shù)十萬客服日志、工單數(shù)據(jù),以及百萬余條專家工程師的服務(wù)對話作為知識庫,投喂給“源”來學習,最終打造了智能客服大腦“源曉服”。現(xiàn)在正在升級到數(shù)字人版本。

最近兩年,服務(wù)團隊也一直在優(yōu)化“智能備件供應(yīng)鏈”。人們可能想不到的是,服務(wù)成本的70%都在供應(yīng)鏈。在浪潮信息服務(wù)體系,也有類似京東的總倉、分倉、前置倉,根據(jù)物料種類、價值決定放什么倉,各個倉的水位線又是怎樣的。2021年,智能備件供應(yīng)鏈系統(tǒng)已經(jīng)上線,但最近兩年一直在優(yōu)化中,包括也采用了運籌學的仿真技術(shù),來實現(xiàn)既能保證供應(yīng),又能讓倉儲合理。

浪潮信息的數(shù)字化、智能化,某種程度上是對商業(yè)模式的重構(gòu)。作為服務(wù)器的行業(yè)龍頭,它在數(shù)字化、智能化上持續(xù)不的投入和創(chuàng)新,再造了服務(wù)器行業(yè)。

在這個過程中,王武軍覺得最大的難點是人。他本身也是服務(wù)器研發(fā)工程師出身。“我們需要找到各個領(lǐng)域的一部分工程師,能以數(shù)字化的思維,去思考業(yè)務(wù)邏輯,讓業(yè)務(wù)模式與數(shù)字化技術(shù)進行創(chuàng)新融合。”他說,因為數(shù)字化開發(fā)如果跟業(yè)務(wù)脫節(jié),是沒有生命力的,數(shù)字化的創(chuàng)新,必需是扎根業(yè)務(wù)的痛點,讓業(yè)務(wù)更加高效。

“這么多年下來,我們也在想,當時我們自研的方向?qū)Σ粚Γ科鋵,我們更多的收獲,不是這么一個廠房或一項技術(shù),而是收獲了這樣一大幫人。”魯鍵說,“我們一直走到今天。應(yīng)該說無論未來什么樣的定制化、個性化,依托我們這一幫人的經(jīng)驗,我們是能夠解決未來這些問題的。”

       原文標題 : “百變金剛”背后的智能工廠

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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