制造业数字化转型已从趋势成为必然，研发设计、生产制造、销售管理全流程的数据爆发式增长——联想这份白皮书系统梳理了制造行业在PLM、CAE、EDA、MES、ERP、工业AI质检、自动驾驶等核心场景中的算力基础设施需求，提出以Data Fabric为核心的数据全生命周期管理方案，为制造业企业从传统架构向智能化转型提供了完整的技术路径参考。

中国制造业正在经历“数字化、网络化、智能化、绿色化、服务化”深度融合与协同发展的历史性转型。随着新一代“云、大、物、智、移、边”信息技术与制造业的深入融合，特别是人工智能技术的持续热潮，制造业的生产方式、企业组织和产品模式都将发生巨大变革。生产方式趋向智能化、网络化，企业组织走向扁平化、虚拟化，产品模式转向定制化、服务化。 在这一转型过程中，数据量将面临爆发式增长。通过数据的全面感知、收集、分析、共享，为企业管理者和参与者呈现出制造业价值链的全新视角。传统制造业突破现有生产方式与制造模式，与消费需求所产生的海量数据和信息开展大数据分析与价值提取。这两方面大数据信息流，最终通过互联网在智能设备之间传递，由智能设备进行分析、判断、决策、调整、控制，进而继续开展智能制造，生产出高品质的个性化产品。

中国“十四五”智能制造发展规划明确指出三大重点任务。一是加强关键核心技术攻关——聚焦研发、生产、供应链、销售、服务等制造全过程，突破设计仿真、混合建模等基础技术，开发应用增材制造、超精密加工等先进工艺技术，攻克智能感知、高性能控制、人机协作、精益管控、供应链协同等共性技术，研发人工智能、5G、大数据、边缘计算等在工业领域的适用性技术。 二是加速系统集成技术突破——面向装备、单元、车间、工厂等制造载体，构建制造装备、生产过程相关数据字典和信息模型，开发生产过程通用数据集成和跨平台、跨领域业务互联技术。面向产业链供应链，开发跨企业多源信息交互和全链条协同优化技术。 三是加快创新网络建设——围绕关键工艺、工业母机、数字孪生、工业智能等重点领域，建设一批制造业创新中心等载体，开展关键共性技术研发。推动产业化促进机构建设，加快智能制造创新成果落地转化。

联想认为，在这场制造业数字化转型的浪潮之中，数据将成为企业核心竞争力，利用数据创造价值将成为企业数字化转型的核心因素。联想致力于为制造业的研发、生产、供应链、销售、服务等制造全过程提供数据全生命周期管理方案，包括数据的存储、保护、归档、移动等。 联想将制造业细分为三大类：汽车（包括相关产业链）、芯片（包括相关产业链）以及泛制造领域，并围绕这五个环节和三大子行业构建解决方案体系。通过Data Fabric战略，联想将企业存放在不同位置上的核心数据高度整合、统一、连贯起来，使得数据能够跨云、核心及边缘无缝流动，有效解决企业在混合多云情况下的数据管理难题。

数据只有在正确的时间、出现在正确的地点、使用正确的系统，才能高效提升数据管理效率、挖掘数据价值。流动的数据赋能工业4.0，联想让这种流动变得高效有序。Data Fabric战略旨在将企业存放在不同位置上的核心数据高度整合、统一、连贯起来，使得数据能够跨云、核心及边缘无缝流动，以便企业自由地调用数据。 Data Fabric可以为制造企业提供三大核心能力。数据可见性和数据洞察力——深入了解资源性能、容量和成本，以及应用程序规划和分析应用程序集成。数据访问和数据控制——注入和迁出内部及云环境、执行复制、实现业务连续性、进行数据分层以提高效率，以及跨不同位置和应用程序进行访问。数据保护和数据安全——数据备份和恢复、归档和保留、副本数据管理、加密以及应用程序集成。

制造业中的多元化数据流正在推动OT（运营技术）与IT（信息技术）的深度融合。联想结合优势产品和解决方案，为制造企业研发设计、生产、供应链、销售、服务及创新业务等各个应用场景推出全面解决方案。在研发设计环节，联想提供PLM系统、专用CAE HPC、芯片研发设计EDA、软件编译系统、云原生容器平台、DevOps等解决方案。在生产环节，联想提供MES系统、CIM系统、工业AI质检等解决方案。在销售及管理环节，联想提供ERP（SAP HANA）、办公及综合管理系统、服务器和桌面虚拟化、数据迁移和分析等解决方案。

PLM系统面临的核心挑战包括：各种结构化及非结构化数据存储的安全可靠和快速访问、异构环境文件数据访问（Linux/Windows）、设计图和工艺图的高性能访问、研发机构数据全球协同开发、数据合规保存与备份归档防勒索、保证PLM系统高可靠性、降低存储成本。 联想的PLM解决方案以高性能ONTAP统一存储池为核心，一套设备同时支持SAN&NAS&S3，满足数据库、虚机、文件、对象存储需求。NAS同时支持NFS/CIFS访问同一份数据。高性能全新NVME全闪存储系统结合NVRAM+WAFL的自身优势，满足数据库、虚拟化、文件等应用的高性能、低延迟需求。高效数据复制软件SnapMirror实现数据在不同数据中心、不同研发机构同步。数据安全方面，Snapshot+SnapMirror+SnapCenter+防勒索的多级保护方式确保数据万无一失，备份时间减少99%，恢复时间减少70%。业内领先的重复数据删除和数据压缩技术大幅降低存储成本。

CAE（计算机辅助工程）利用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真。CAE应用需要高性能的并行计算能力和高I/O能力。CAE+AI的趋势正在加速仿真——用AI算法和模型替代部分仿真缩短计算时间，通过强化学习自动搜索最优设计参数，从海量仿真数据中挖掘规律辅助决策，结合CAE仿真与实时传感器数据预测设备故障或工艺缺陷。芯片研发设计EDA面临的挑战包括：数以亿计的设计各阶段产生的文件混合读写及巨量元数据访问，存储可能成为系统性能瓶颈，需要管理计算集群中大量的并行作业，降低存储成本，实现重要资产重复利用和数据保护。联想的EDA解决方案采用业界领先的共享文件存储平台ONTAP及计算作业调度软件LSF。横向扩展的存储集群满足存储性能线性扩展，专为海量小文件设计的WAFL文件系统及非易失性缓存NVRAM的独特组合优化读写性能。基于PCIe闪存缓存（FlashCache）为EDA工作负载提高读性能和元数据加速。并行巨型卷FlexGroup充分利用多节点资源，线性提升混合读写性能。

云原生及容器平台面临的主要挑战包括：开发者主导应用向云原生转型，Kubernetes平台支撑传统工作负载（SAP、Oracle等）的旅程已经开始，有状态应用运行在容器平台上持久数据卷管理困难，开源社区尚未充分解决企业关键业务数据管理问题，以及容器应用的高可用、数据安全、简化运维、混合云环境要求。 联想的解决方案以Trident为核心——业界首个支持Kubernetes平台的存储管理插件，支持主流容器管理平台的自动化存储配置，让容器化的应用程序无缝、透明地使用存储。Astra作为端到端应用生命周期管理SaaS平台，关注Kubernetes应用，支持有状态应用备份、克隆、容灾和移动。NetApp AFF产品已连续三年在Gartner的Container Workload场景评比中获得最高评分。DevOps方面，存储已成为DevOps工作流中的新瓶颈。联想通过Data Fabric实现不管容器存在于私有云、混合云还是公有云中均保证持久性存储。自动化配置管理方案实现Infrastructure as Code，NetApp是业界第一个交付Ansible自动化部署模块的存储厂商。Trident根据预定的策略自动化实现为容器交付持久存储。二进制制品库管理方案通过对象存储StorageGrid和JFrog集成实现远程站点复制和协作。

MES系统主要功能包括生产计划、生产执行、数据采集、系统集成（集成PLM/ERP/WMS）、系统建模、物料管理、追溯管理，承上（企业计划层）启下（生产车间），需提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境。 MES系统的核心挑战包括：高可用性——任何系统或数据服务中断都可能导致生产率下降甚至停产；高性能——实时数据库提供强大的查询功能，可随时随地搜集产线上的所有信息；数据安全——数据合规保存、数据备份、归档、防勒索；数据多样性——数据库及文件数据（制造信息、工装批次、配件信息、测试结果、品控图片、操作手册、视频资料）。 联想的MES解决方案采用ONTAP MetroCluster双活存储（或2套存储采用SnapMirror active Sync），无须增加其他硬件或软件，存储原生支持双活且同时支持SAN及NAS。低成本方案采用双控存储，达到6个9的可靠性要求。一套ONTAP设备同时支持SAN&NAS&S3，满足数据库、虚机、文件、对象存储需求。MetroCluster+Snapshot+SnapCenter+防勒索的多级保护方式确保数据万无一失，备份时间减少99%，恢复时间减少70%。

CIM（计算机集成制造）系统通过计算机技术将制造过程中的设计、生产、管理、销售等环节集成优化的数字化生态体系，其核心在于打破信息孤岛，实现全流程数据互通与智能决策。包括生产过程控制（SCADA+数字孪生）、生产管理、供应链协同、智能排产、质量追溯系统、智能决策等功能模块。工业AI质检面临的核心挑战包括：机台持续产生大量数据呈爆发式增长，合规驱动数据归档需求（电子产品保存1-3年，汽车产品保存10-30年）；数据稳定性要求高，接受前端机台不间断输出文件支持生产线持续运行；数据安全关系到产品质量和企业声誉；需要支持各种访问数据协议（SMB/NFS/S3/FTP），海量小图片文件混合读写，文件目录层级深，过期数据需要归档或快速删除，支持海量数据快速检索，图片压缩降低存储空间；各阶段数据快速流转，无缝对接应用层及AI分析平台。 联想的工业AI质检解决方案根据企业需求及预算提供两种方案：可靠性要求高且预算充足选ONTAP，预算有限选联想问天DXN分布式存储系统。ONTAP具备数据安全成熟稳定高可靠、存储内置快照、D2D、灾备、归档、防勒索等功能。对象存储可极大满足根据元数据高效检索图片，自研产品可以定制满足检索、转存图片格式、压缩图片、批量删除文件等功能。

ERP系统关注提高企业内部资源的计划和控制能力，CRM关注市场与客户，SCM管理和优化供应商的物流、信息流、资金流，ERP系统整合SCM、CRM。核心需求包括：提供瞬间的数据备份和恢复，加速项目测试和SAP系统更新，简单易用的应用集成备份和恢复，高效的测试灾难恢复，在影响最小的前提下快速定位和修复逻辑错误。 联想的ERP解决方案采用全闪存NetApp AFF A系列或C系列作为主存储，混合存储FAS作为备存储，实现HANA数据库、BW、虚拟化应用和备份统一存储池。存储内置一整套基于快照的数据备份、容灾、克隆软件。一套设备同时支持SAN&NAS&S3，满足虚机、SAP共享文件、BW空间、备份空间。数据保护软件无须第三方备份硬件和软件，备份频率从小时级优化为分钟级。存储虚拟克隆技术可在数分钟内从备份数据快速创建多个可读写的虚拟数据副本，用于SAP系统更新、定位逻辑错误、测试系统、灾备演练等业务。

鉴于VMware最近的许可变更，企业必须调整其虚拟化策略以最大限度地提高成本效益和可扩展性。联想的ONTAP是适用于内部或云中任何虚拟机管理程序的最佳平台，支持内部环境中的所有主流虚拟机管理程序，并在每个主要云中提供第一方数据服务。 ONTAP的核心优势包括：多协议支持——通过NFS、iSCSI、SMB和S3是存放虚拟化所有数据的单一平台；独立扩展——将工作负载数据管理、保护和移动性卸载到与vSphere集成的存储；极速性能——借助领先的NVMe和ASA架构提供亚微秒级延迟和高吞吐量；全面的数据服务——利用内置功能压缩、重复数据删除和紧凑型数据，存储减少5-30倍；无缝集群和高可用性——利用SnapMirror Active Sync或MetroCluster实现延伸型集群和强大的灾难恢复；勒索软件检测——通过内置的自主勒索软件保护，将VMware级别的安全性和合规性扩展到数据。

自动驾驶的数据采集、处理、模型训练和仿真测试需要端到端（边缘、核心、云）的数据流构建高效、安全的存储、传输、归档。核心挑战包括：支持各种自动驾驶应用及算法工程师方便访问数据、模型训练及仿真测试高性能读写数据需求、稳定可靠数据访问与数据合规保存、工作空间与训练数据集准备、各阶段数据快速流转与数据全生命周期管理、支持线性扩展的数据容量和访问数据性能。 联想为自动驾驶提供多种方案组合，包括中小规模的AIPod方案（NVIDIA BasePod/SuperPod认证，存储网络基于以太网支持ROCE，采用NFS，支持GDS）、中大规模的DSS-D或DXN 9000方案（NVIDIA SuperPod认证，每个Block由2台Server及2台全闪NetApp EF600或DE660F组成，存储网络基于IB或RoCE，采用并行文件系统）、超大规模的DSS-G或DXN Ultra方案（基于分布式存储，由多台服务器+内置NVMe盘+高性能分布式文件系统组成）。

智慧工厂面临的核心挑战包括：边缘端（工业终端及传感器）非结构化数据采集和存储、边缘端数据高效传输到数据中心、数据中心大数据分析和数据长期保存与归档。联想的解决方案采用边缘端Lenovo边缘服务器+ONTAP Select软件定义存储操作系统保障高效数据采集和存储，ONTAP根据前端应用需求提供NAS或S3服务存放非结构化数据，通过ONTAP内置的数据复制软件高效从边缘传输数据到数据中心。数据中心采用数据湖（高性能可扩展NAS存储+长期归档软件FabricPool+对象存储StorageGrid）有效管理数据全生命周期。AIPod为模型训练和仿真提供高性能AI一体机，内置快照、备份、容灾全套数据保护方案。

全球SDS市场年复合增长率达24.3%（2023-2030），企业数据存储需求三年内增长500%，混合云成为制造业标配催生了SDS刚性需求。非结构化数据占比从2015年的60%升至2023年的90%（IDC数据），IoT设备产生的时序数据年增长57%，AI训练数据集平均规模达PB级。 智能工厂的边缘计算需要低延迟与高可靠性，SDS通过分布式存储架构将存储资源部署在靠近数据源的边缘节点，减少数据传输延迟，支持多副本和纠删码技术确保高可用性。自动驾驶依赖大量传感器产生的实时数据，车辆每天可能产生数TB数据，SDS支持高性能存储协议和全闪存介质提供微秒级低延迟和高吞吐量，支持横向扩展灵活应对数据量增长。工业大数据和工业物联网需要弹性扩展能力，SDS支持分布式存储架构根据数据量和计算需求动态调整存储资源，通过智能数据分层技术优化存储成本。

联想问天DXN分布式存储系统是联想自研的自主可控分布式非结构化存储产品，可以为生产的业务系统、数据管理系统、数据分析系统提供统一的非结构化存储和管理平台。DXN产品型号包括：DXN2000 G3（2U混闪，适用于小规模集群部署，如分支中心、边缘节点计算）；DXN3000 G2（4U36混闪，适用于中等规模集群部署，面向工业质检、影像数据管理）；DXN3500 G3（4U60混闪，适用于大容量集群部署，面向数据备份、数据归档、混合云管理）；DXN5000 G3（2U全闪，单节点支持96GB/s带宽和120万IOPS，适用于智驾训练、生物基因测序等高性能场景）；DXN9000 G2系列（2U全闪，可实现并行文件系统+SAN架构部署，支持智算存储、模型验证及仿真）。DXL系列对象存储基于NetApp StorageGRID软件定义对象存储技术，设计用于管理PB级、全球分布的存储库，支持用户通过标准的S3、Swift以及HTTP RESTful等接口访问，支持自定义元数据信息并通过元数据检索访问对象。在制造业适用的场景包括物联网数据湖、车联网及自动驾驶数据湖、大型制造业软件开发二进制制品库管理、自动驾驶/基因测序/工业质检的归档存储。 联想问天DX1100U是结合了ONTAP Select以及联想商用硬件平台的一体化软件定义存储产品，可在运行VMware ESXi管理程序的各种商品硬件服务器上部署，典型场景包括入门级统一存储、跨机柜双活统一存储、大型企业部门/分支机构/远程办公室、统一存储网关、典型混合云架构。