华为制造云网解决方案构筑智能制造联接新基座

制造业的数字化转型

截至2022年二季度，全国工业企业关键工序数控化率已达到55.7%；相比10年前，这一数字增加了31.1%。这当然是一项巨大的成就；但我们也不禁要问，为何还有将近一半的企业没有完成关键工序的数控化？涵盖全流程、全要素、全生命周期的数字化、智能化转型何时才能迸发？

数据是千行百业数字化转型的主轴，制造业亦不例外。有了数据，企业便能掌握产线上的大事小情，能以宏观与微观兼顾的视角来审视流程，能响应瞬息万变的市场和需求。但要从复杂生产流程和海量终端中汲取数据并以此为指导驱动生产却不是件容易的事，更遑论理想状态下的全量、全要素数据收集。其中遇到的问题和挑战可谓比比皆是，而作为海量数据通路和连接各类业务的网络基础设施却是解决这些问题和挑战的关键。

本文是华为制造云网系列解读文章的第一篇，旨在帮助制造业企业梳理制造业数字化转型升级过程中，诸多网络相关困局的形成原因及解决办法。而作为系列第一篇，本文将聚焦制造业网络如何快速的完成数据交互。

制造业想要的“网络快”
可不单指网速

一张极速网络是制造业数字化转型的充要条件。并且，制造业所追求的极速并不单指高速率，更需体现在0丢包和组网效率方面。

数据中心里的网络丢包

对于绝大多数数据中心均会采用的以太网来说，一旦网络压力增大，丢包问题几乎不可避免。当某一网络端口的数据转发需求超过交换机性能上限，控制器便会自动丢弃来不及转发的数据包，这便是丢包。并且，交换机连接的节点越多，发生丢包的概率也就越大。

据统计，0.1%的丢包率将导致HPC系统50%的算力损失。对于大量使用HPC集群来进行模拟仿真的高端制造业来说，丢包无疑会带来巨大的成本浪费。

拖累柔性制造的组网问题

柔性制造是行业发展的主流趋势，但传统的“有线+无线”组网模式中的有线部分很难适应产线的各种变化，需要大量时间来重新布线；而即便采用全无线的联接方式，产线变化所产生终端漫游、参数配置也需要大量时间来调整。

以某电子企业为例，其产线每3个月就需要进行一次调整，每次调整都需要网络部门花费3天时间来重新组网和调试，而每年的各类网络小型整改费用更是达到千万级别。

本应成为制造业数字化转型基座的网络却因各种问题变成转型的掣肘，这显然是制造业不愿看到的。

华为制造云网
为制造业带来极速新体验

华为制造云网解决方案所强调的极速特性是全方位的，既体现在数据中心网络的0丢包方面，也体现在产线网络的连续组网能力上。

真无损以太网

在数据中心领域，华为通过拥塞控制和流量控制两大技术组合，在不更改以太网整体运行机制的前提下一举解决了困扰行业数十年的网络丢包问题，实现了真正的无损以太网。华为将这项独创技术命名为iLossless。

在拥塞控制层面，华为在RDMA技术的基础上提供了对ECN（精确拥塞控制）的支持。一旦检测到网络拥塞情况发生，接收端网卡会自动发送报文给数据发送端，发送端便会自主降低报文发送频率，以减缓拥塞；而当拥塞解除，双方则会恢复正常的报文发送速率。同时，为解决ECN参数设置过于复杂、控制回路延迟大、效果不明显等一系列问题，华为不仅在核心交换机内预制了海量的流量模型和多种ECN控制算法，更引入了AI技术，让系统能够自动且动态的实现参数配置，让网络总体运行更加平稳、拥塞预防效果更佳。由此，拥塞控制技术的适用性、易用性和整体抗拥塞效果都得到了极大加强。

而在流量控制层面，华为则引入了PFC技术。允许用户为各类业务设置优先级，从而在网络拥塞不可避免的情况下优先保障关键业务的网络流量不受丢包影响，将损失降至最低。

多管齐下，华为便能在网络规格和规模不变的前提下，有效解决丢包顽疾，真正实现以太网的数据无损传输。

Wi-Fi 6+连续组网+实时智控

针对传统网络方案体验不联系续、无法适应变化的问题，华为制造云网方案中所包含的AirEngineWi-Fi 6系列AP则能发挥效用。

AirEngine系列AP产品所采用的Wi-Fi 6标准不仅能够提供单机最高10.75Gbps的超高带宽，更支持网络切片功能；可以在连接更多终端设备的同时保证每个设备均能获得更低时延。经测试，AirEngine Wi-Fi 6系列AP能够将99.999%的网络传输时延控制在10ms以内。

同时，AirEngine Wi-Fi6系列AP还具备强大的智能感知能力。通过实时感知终端设备的数量和方位，AP可以动态调整射频信号角度、功率和信道等参数；而借助独有的无损漫游功能，AGV等设备在不同AP间穿行时的网络切换时间可缩短至10ms，数据传输也不会有任何中断。此外，在强大的管理工具加持下，网络设备的固件、参数调整也变得简单、智能、自动化，能够大幅节省产线调整所带来的网络变更周期极成本。

经过实际测试，包含AirEngine Wi-Fi 6系列AP的制造云网方案能将产线网络变更周期从过去的3天降至30分钟，而产线调整及网络改造的成本则能降低90%。由此，柔性制造便不再被网络所累，制造企业也能更全面的释放数字生产力。

华为制造云网
通向未来制造的高速公路

华为制造云网方案架构

华为制造云网并不是独立的交换机或网络技术创新，而是一套面向制造业的端到端网络解决方案，能够为用户提供极速、稳定和智能的网络应用体验。网络是制造业转型升级的底座，更是云、边、端全面联接的关键通路。华为制造云网解决方案能够以端到端的方式解决制造业在转型升级过程中遇到的组网困难、可靠性差、安全无法保障、运维效率低等一系列问题；打破“数据上不来、工业机理模型固化在工控系统里”的传统模式，实现数据生产要素与工控系统的全面解耦，为制造业的数字化转型升级铺平网络之路。

以制造云网为核心的网络革新思路并不只是单纯的新技术组合，更是以华为在车辆装备、半导体电子、烟草、制药、钢铁等制造业中海量实践经验积累之后的产物，是解决痛点、实践转型的“精准配方”。

审核编辑：郭婷