雲工廠:Northvolt如何使用AWS作為跨多個工廠的可重用雲基礎設施的基礎

通過大衛·漢弗萊

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公司及產品資訊

成立於2016年,瑞典電池製造商Northvolt的製造工廠的目標是生產“綠色”電池——主要由回收電池製成的動力電池。該公司采用了互聯工廠的“雲優先”戰略雲工廠在應用程序中共享信息,例如詳細的產品可追溯性、生產線效率的近實時監控、計算機視覺驅動的缺陷檢測,以及機器學習(ML)和人工智能(AI)建模,以預測所生產電池的質量和性能。

Northvolt采用“雲工廠模塊”設計,這是一種基於雲的模塊化架構。每個模塊表示連接的工廠站點上的一棟建築,由單個AWS帳戶表示。這樣的設計可以很容易地啟動一個新的工廠環境,或者用新的建築擴展現有的工廠。據該公司稱,該模型改善了安全態勢,這有助於確保在實施錯誤更改時的業務連續性。可以使用藍色/綠色(分期/實時)和金絲雀(增量)部署策略將軟件發布到工廠的不同部分。

每個工廠都維護自己的數據帳戶,其中轉換原始數據並為報告、分析、研究和ML應用程序做好準備。任何不特定於單個建築物的工廠軟件組件都部署到核心帳戶中。關鍵基礎設施不局限於單個工廠,而是在全球範圍內進行管理。承載中轉網關、防火牆、Direct Connect和其他基礎設施的網絡層位於其自己的網絡帳戶中。全局和共享帳戶包括可觀察性的基礎設施,共享Amazon Elastic Container Registry (Amazon ECR)—一個完全托管的容器注冊表—以及運行我們的工廠所需的全局前端應用程序。

雲工廠模塊設計允許質量工程師全天候標記電池單元中的不合格。此外,它還使工程師和技術人員無法察覺在工廠運行期間執行的軟件更新。根據該公司的說法,關鍵的設計要求是冗餘、可靠性、安全性和可伸縮性。Northvolt計劃使用雲工廠模塊設計作為未來工廠的數字藍圖。

Northvolt Ett工廠使用Amazon Kinesis Data Streams,這是一種無服務器的流數據服務,可以輕鬆地捕獲、處理和存儲幾乎任何規模的數據流。該公司預計每秒將吸收數十萬條記錄,這將為近實時應用程序提供短期熱數據路徑,並為後續使用數據構建工具和Apache Airflow的大型數據作業提供長期存儲在Amazon Simple storage Service數據湖中。

那麼,數據是如何被推送到雲端的呢?在任何給定的工廠中,Northvolt計劃將數千個基於linux的網關作為多個大型Kubernetes集群的一部分,這些集群使用Rancher在AWS中管理。工廠車間中的每台機器都映射到一對高可用性網關。生產機器將數據推送到Kinesis數據流中,這些數據流被映射到工廠建築物內的每個區域。從這裏開始,AWS Lambda(無服務器、事件驅動的計算服務)和Amazon Kinesis Data Firehose管理進入熱數據路徑和冷數據路徑的數據流。

雲工廠模塊設計允許Northvolt在使用AWS管理不同工廠架構的方式上具有可擴展性和靈活性。這種設計還有助於使用藍色/綠色部署將不同版本的軟件推到工廠的不同部分,就像常規的web應用程序一樣,幾乎沒有停機時間。

根據諾斯沃特公司的說法,使用AWS有助於該公司在設計、建造和運營自己的工廠時具有可擴展性和靈活性,從而實現了打造世界上“最綠色”電池的目標。

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