康寧助力高科技智能制造：光纖網絡在實現(xiàn)高科技智能制造領域至關重要

  ICC訊 雖然已經有一段時間了，但由于人工智能和機器學習(ML)等新技術的出現(xiàn)，第四次工業(yè)革命(簡稱工業(yè)4.0)似乎最終將大規(guī)模改變制造業(yè)。在工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)和自動化的推動下，工廠正在通過運營(OT)和信息技術(IT)的融合，為高科技產業(yè)服務。為了達到最佳效果，這些融合網絡需要豐富的光纖連接。

  一個巨大的機遇

  這十年見證了半導體、生物制造、電動汽車和電池等多個行業(yè)引發(fā)的高科技制造業(yè)的巨大繁榮。前所未有的政府投資推動了這一增長。

  這些設施的復雜性與勞動力市場的限制相結合，為工業(yè)4.0提供了理想的基礎。制造這些復雜的產品需要新的精密技術，面對勞動力挑戰(zhàn)，需要人工智能和機器學習驅動的更大程度的自動化來滿足需求。

  為了解鎖這些制造工廠的工業(yè)4.0技術能力，設計師必須為其設計網絡基礎設施，該基礎設施不僅能夠連接兩個遙遠的接入點和處理大量數(shù)據(jù)，而且能夠在沒有性能退化的前提下承受惡劣的環(huán)境。幾乎主要場景都需要部署光纖布線。

  根據(jù)我的相關項目經驗，光纖對實現(xiàn)智能工業(yè)和這些重要領域的成功至關重要，主要有三個原因：

  1.最大化的性能

  從歷史上看，制造工廠運營著兩個獨立的網絡：一個是傳統(tǒng)的IT網絡，另一個是用于OT生產機器的獨立專有網絡。到目前為止，這兩個網絡有自己的目標和要求，它們之間的獨立是有意義的。在工業(yè)4.0中，這些網絡被整合到一個骨干架構中，該架構將機器的控制與高級操作和分析軟件相結合。

  然而，這種融合網絡需要的不僅僅是容納兩部分網絡帶寬的總和。工業(yè)4.0的核心是工業(yè)物聯(lián)網，其中制造設施嵌入了一系列傳感器，可以實現(xiàn)流程自動化和優(yōu)化操作。當大規(guī)模實施時，工業(yè)物聯(lián)網不僅可以提高效率，允許更復雜的制造工藝，例如加工日益密集的半導體設備所需的工藝，而且還可以開發(fā)庫存控制等實際應用，并通過數(shù)字孿生實驗實現(xiàn)工藝精進。所有這些活動都需要傳輸大量數(shù)據(jù)，隨著產能的進一步發(fā)展，確保制造工廠網絡能夠處理這些數(shù)據(jù)至關重要。因此，正在現(xiàn)代化或建設新設施的組織應該圍繞光纖骨干網進行設計，以實現(xiàn)最大的吞吐量、可擴展性和最小的延遲。

  2.可擴展性和魯棒性

  對于制造工廠等大型建筑所需的長而不間斷的布線跨度，光纖也是必不可少的。雖然典型的局域網(LAN)架構可以用于辦公室，其中設備機柜可以每100米放置一個，但制造工廠通常缺乏IT基礎設施。此外，傳統(tǒng)局域網中使用的銅基以太網布線比光纖更容易受到電磁干擾和許多制造工廠苛刻環(huán)境的影響。

  利用光纖到邊緣(FTTE)設計，工廠可以采用所謂的長距離網絡，消除了傳統(tǒng)網絡設計的許多痛點。光纖布線可以安裝在整個工廠中，無論大小，都可以直接為需要連接的設備帶來無限的帶寬，在最后幾英尺只需要一小段銅纜。光纖的長距離特性還可以連接更遠的設備，如安全裝置和視覺智能攝像頭。光纖也不受電磁干擾和串擾的影響，而這些干擾和串擾會導致銅基布線中的信號損失。

  3.可持續(xù)性

  除了可靠的長距離信號傳輸能力外，光纖也是環(huán)境友好設計的重要組成部分，這是制造業(yè)日漸重視的考慮因素。建筑行業(yè)占全球年度溫室氣體排放量的近39%，其中28%來自建筑運營商(運營碳或能源和燃料消耗產生的排放)，11%來自建筑材料和建筑。為了抵消這些排放，越來越多的公司正在采用環(huán)境、社會和治理(ESG)框架，我預測他們將更加重視實現(xiàn)凈零目標。根據(jù)我們在北卡羅來納州夏洛特市總部進行的一項研究，康寧基于光纖網絡設計的環(huán)境優(yōu)勢在于碳排放量低和安裝設計的靈活性，從而在30年內將整個建筑生命周期的碳減少6.8%。

  此外，部署光纖網絡是一種“一次性”部署，與傳統(tǒng)的基于銅纜的局域網配置相比，更容易升級。從材料的角度來看，與銅纜隨著帶寬需求的增長需要更頻繁地拆除和更換升級相比，用光纖骨干網布線的制造工廠通常在幾十年內都不需要重新布線。

  因為光纖可以遠距離傳輸信號而不會衰減，所以它不需要銅基局域網所需的設備室陣列。因此，F(xiàn)TTE網絡避免了這些房間中交換設備的升級周期帶來的額外成本，更重要的是避免了與設備冷卻相關的額外能源成本。

  4.更快速、簡單的部署

  康寧為未來的下一代制造工廠提供廣泛的設備產品選擇，并幫助其快速啟動和運行?？祵幍墓饫|、硬件和連接解決方案專為各種工業(yè)應用而設計，可同時承受惡劣和清潔需求較高的環(huán)境。例如，配備ActiFi®混合線纜的康寧遠程電源可以在2000英尺的距離內提供高達800W的功率，簡化了將連接和電源擴展到大型設施接入點的過程。當使用康寧的預端接光纜系列布線時，該系列具有堅固的IP68級Pushlok?和Evolv®終端，工作人員可以更快地連接新設施。

  隨著高科技制造業(yè)擴大生產的需求不斷增長，很重要的是確保這些新工廠不僅滿足當今的需求，而且適應未來可能需要的全新技術，而光纖是滿足這兩個需求并幫助釋放工業(yè)4.0全部潛力的關鍵。

  作者 Gayla Arrindell 康寧樓宇網絡團隊，擔任市場開發(fā)總監(jiān)