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

  ICC訊 雖然已經(jīng)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(wǎng)(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(chǎn)業(yè)服務。為了達到最佳效果，這些融合網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)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(jīng)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(wǎng)絡：一個是傳統(tǒng)的IT網(wǎng)絡，另一個是用于OT生產(chǎn)機器的獨立專有網(wǎng)絡。到目前為止，這兩個網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡需要的不僅僅是容納兩部分網(wǎng)絡帶寬的總和。工業(yè)4.0的核心是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，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(wǎng)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(chǎn)能的進一步發(fā)展，確保制造工廠網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)(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(wǎng)中使用的銅基以太網(wǎng)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(wǎng)絡，消除了傳統(tǒng)網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)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(nèi)將整個建筑生命周期的碳減少6.8%。

  此外，部署光纖網(wǎng)絡是一種“一次性”部署，與傳統(tǒng)的基于銅纜的局域網(wǎng)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(wǎng)布線的制造工廠通常在幾十年內(nèi)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(wǎng)所需的設備室陣列。因此，F(xiàn)TTE網(wǎng)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(chǎn)品選擇，并幫助其快速啟動和運行。康寧的光纜、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(nèi)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(chǎn)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(wǎng)絡團隊，擔任市場開發(fā)總監(jiān)