才云案例 | 为世界 500 强家电制造巨头搭建工业互联网+边缘计算 PaaS 平台

2020-04-17

二十一世纪,实体经济和数字经济的融合发展已经上升为国家战略。作为工业系统与互联网连接融合的典型代表,工业互联网是“新基建”的七大板块之一,也是国家新时期的核心战略部署,同时也是从传统消费互联网向产业互联网转型的重要方向。

根据中国信通院发布的数据,2019 年我国工业互联网产业的经济增加值规模约为 2.13 万亿元,预计到 2020 年将达到 3.1 万亿元。在政策导向和产业的推动下,国内工业互联网正飞速壮大,并不断加深与云计算、人工智能等技术的融合

近日,某《财富》世界 500 强企业旗下、位列国家级十大双跨平台首位的国内某工业互联网完成 9.5 亿人民币融资,创下工业互联网 A 轮融资规模之最。强大实力背后,才云为其打造的工业互联网 PaaS 平台支撑着其上近千个应用,助力客户为近 400 万家企业、4 亿用户提供更好的服务。

“才云科技提供的基于 Kubernetes 的容器云平台解决方案,帮助我司成功构建了工业互联网 PaaS 平台,实现了资源的池化管理和自动伸缩扩容,很好地支撑了我司工业互联网的发展。——客户证言“



构建工业互联网背后的挑战


当前,实体经济之所以利润薄、效率低,关键原因在于制造业生产所需的劳动力、机器、原材料、物流等成本居高不下,同时,产销分离、整体营商环境等外部交易成本较高也导致了传统动能减弱。

作为连续 8 年蝉联全球白电第一品牌的家电制造商,才云的这位客户从 2012 年起就开始探索产销合一、落实供给侧改革和转型智能制造模式的实践路径,基于自身三十多年管理制造经验,着力打造具有中国自主知识产权的工业互联网。

所谓工业互联网,即通过新一代信息技术与工业深度融合,实现人、机、物全面互联,全要素、全产业链、全价值链全面连接。它能深度挖掘数据价值、优化生产流程,为传统制造业提供敏捷型产业能力——通过工业互联网提供的对工业数据的全面深度感知和处理分析,企业能大幅优化人力、硬件资源配置,加速研发设计、生产制造、经营管理、市场营销和售后服务等全流程的数字化、智能化转型,从而提升管理效率、产品质量,并降低经营成本。

然而,受限于传统制造业向互联网转型或开展互联网业务的一些共性难题,该客户在工业互联网的构建及后续上线过程中还是遇到了不少阻碍:

应用场景复杂

该客户一直致力于以人为中心打造“场景生态”,满足用户“小需求”,打造个性化“小生活”,因此工业互联网上的传统工业应用形态复杂、技术多样,不仅需要综合考虑工业控制、制造执行、供应商批量采购等事务性系统,还要兼顾多种业务场景的多个应用在不同技术架构下的相互协调,并应对超 2000 万台终端产生的上亿 PB 数据交互

存在不定期流量高峰

在该客户的家电及消费电子产品业务中,有直接面向消费者的中型规模互联网应用,这些应用在双十一等大促活动中会出现线上活跃产品过万、日均订单量几十万、TPS 上千的情况。这时,为了保障业务的连续、稳定,工业互联网需要针对存储、网络等资源进行灵活管理和调度,实现削峰填谷、弹性伸缩

业务互联互通

该工业互联网除了实现工业设备、信息系统、业务流程、产品与服务、人员之间的互联,也开始逐渐引入面向行业及消费者的业务,因此产生了一些新需求:

· 在应用互联互通方面,要对产业和工业应用进行统一架构模型、统一服务总线的改造,需要打通用户体系、产品体系以及流程管理体系;

· 在管理方面,要实现服务集成、统一管理等目标。

协作开发模式

作为制造业的领军企业,该客户并没有进行大包大揽,而是把自身资源集中于提升核心竞争力,将部分内容通过合作开发及外包开发的方式进行实现。由于技术架构不同、厂商能力不同,这些应用往往存在相当大的差异。

如何建立标准化的产品迭代流程和外包管理流程,降低管理成本,提高应用质量,成了该客户向高效、敏捷转型过程中的一大挑战。


才云科技解决方案


综合上述难点,该客户的需求可被简要概括为以下四点:

· 搭建工业互联网 PaaS 平台,支撑复杂的应用场景;

· 通过 PaaS 平台实现物理设备的统一管理和资源的自动弹性伸缩,提高资源利用率,降低设备采买成本;

· 通过对应用进行统一管理和持续迭代,实现业务的互联互通;

· 对外包项目进行持续迭代,并就多个外包项目设立统一标准,降低管理成本。

基于上述要求,才云科技为客户的工业互联网打造了一个底层 PaaS 平台,并在其中引入微服务框架边缘计算,支撑客户数字化转型。

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支撑复杂应用场景

由于客户应用场景十分复杂,为了保障客户自开发业务敏捷上线、提高 IT 团队整体工作效率,才云打造的工业互联网 PaaS 平台对客户原有业务框架和流程工具进行了改进。

在应用架构上,由于客户需要根据市场需求大量开发 C 端应用程序,工业互联网 PaaS 平台对 C 端应用的开发均进行了微服务改造,采用了微服务框架来支撑应用。

在流程工具上,随着业务系统增多、应用复杂性增加,工业互联网 PaaS 平台引入 CI/CD 流水线,并对应用进行了相应的 DevOps 改造,大大减轻了运维团队的应用管理压力。

有效应对业务高并发、高流量场景

资源的池化管理和实现弹性伸缩是客户迫切需求实现的功能之一。为了解决这一问题,工业互联网 PaaS 平台提供 Docker + Kubernetes 技术栈组合作为支撑应用的主要基础设施。

容器作为一种新型虚拟化技术,可以在满足资源弹性需求及应用弹性伸缩的同时,不带来太多额外资源开销。而随着应用和容器数量的上升,Kubernetes 可提供底层资源的管理和应用、容器的调度,并对网络、存储等内容进行管理,这也契合客户早期构建工业互联网平台时的想法。

面向微服务框架应用的 CI/CD

客户工业互联网上的应用有着快速迭代、功能上下线频繁、更新频次高以及横向扩展频繁的特点。这些应用由多个开发团队维护,团队间会出现使用不同编程语言、不同开发框架等需求。在这种情况下,为确保整体敏捷性,单体应用需要被拆分成小的、互相连接但互相独立的微服务。

在工业互联网建设过程中,该客户已经采用微服务化的应用开发方式。独立的微服务模块可以进行自身更新、迭代和业务升级,而不影响其他业务模块和整体业务系统,能更灵活满足客户制造业应用、消费者应用以及行业上下游应用的业务需求。然而,随着系统中微服务不断增多,IT 团队为了同步集成和部署一组微服务需要进行大量协调工作。

才云打造的工业互联网 PaaS 平台很好地支撑了相应业务系统,并使快速更新、CI/CD 等成为现实。借助平台提供的能力,IT 团队能够以快速、自动化和可复用的方式从源代码生成应用发布版本,确保应用可以随时可靠地发布,并基于一个统一平台加强对微服务的管理。

租户授权及定制化微服务框架

为了满足客户对于外包和第三方合作伙伴的统一管理需求,才云打造的工业互联网 PaaS 平台设计实现了一套完整的租户及用户体系,支持基于 RBAC(基于角色的访问控制)进行租户层面的资源分配与应用隔离,同时,它也可以进行用户层面的认证和授权体系。

它吸收了 SpringCloud 及 Kubernetes 的优点,采用更适应客户业务情况的微服务框架。在应用开发过程中,既能让应用快速接入平台的公共组件,又能对应用进行监控、运维及分布式追踪、调用链分析等,帮助客户更好地管理、支撑外包业务的开发和迭代。

此外,才云和该客户还就工业互联网与边缘计算的结合进行了探索,利用边缘计算破解由工业现场大量异构设备和网络带来的复杂性问题,实现了工厂车间内生产设备采集的数据之间的打通共享,并为工业系统控制和执行提供实时、可靠的计算能力,进一步提升工业互联网在现实生产环境中的能力。


小结


对于“工业互联网”,首次提出这个概念的通用电器曾在 2012 年表示:“工业互联网的威力在于 1%。”在工业互联网所推动的变革中,即使效率只提升 1%,它所带来的效益也是空前巨大的。

才云工业互联网 PaaS 平台上线后,为客户工业互联网上的近千个应用提供了强大支撑。同时,借助平台强大的资源统管和自动弹性伸缩能力,客户也得以节省近千万设备采买投入成本

而借助自主产权工业互联网的技术、性能优势,该客户也完成了从一家全球知名的传统白电企业到全球领先的物联网生态品牌的转型。未来,才云希望能服务更多传统制造企业,通过容器云和 AI 的赋能,推进“中国制造”转向“中国智造”!

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