康寧助力高科技智能制造：光纖網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)高科技智能制造領(lǐng)域至關(guān)重要

  ICC訊 雖然已經(jīng)有一段時(shí)間了，但由于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)等新技術(shù)的出現(xiàn)，第四次工業(yè)革命(簡(jiǎn)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(dòng)化的推動(dòng)下，工廠正在通過運(yùn)營(yíng)(OT)和信息技術(shù)(IT)的融合，為高科技產(chǎn)業(yè)服務(wù)。為了達(dá)到最佳效果，這些融合網(wǎng)絡(luò)需要豐富的光纖連接。

  一個(gè)巨大的機(jī)遇

  這十年見證了半導(dǎo)體、生物制造、電動(dòng)汽車和電池等多個(gè)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(dòng)了這一增長(zhǎng)。

  這些設(shè)施的復(fù)雜性與勞動(dòng)力市場(chǎng)的限制相結(jié)合，為工業(yè)4.0提供了理想的基礎(chǔ)。制造這些復(fù)雜的產(chǎn)品需要新的精密技術(shù)，面對(duì)勞動(dòng)力挑戰(zhàn)，需要人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的更大程度的自動(dòng)化來(lái)滿足需求。

  為了解鎖這些制造工廠的工業(yè)4.0技術(shù)能力，設(shè)計(jì)師必須為其設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，該基礎(chǔ)設(shè)施不僅能夠連接兩個(gè)遙遠(yuǎn)的接入點(diǎn)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(chǎng)景都需要部署光纖布線。

  根據(jù)我的相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，光纖對(duì)實(shí)現(xiàn)智能工業(yè)和這些重要領(lǐng)域的成功至關(guān)重要，主要有三個(gè)原因：

  1.最大化的性能

  從歷史上看，制造工廠運(yùn)營(yíng)著兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)是傳統(tǒng)的IT網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)是用于OT生產(chǎn)機(jī)器的獨(dú)立專有網(wǎng)絡(luò)。到目前為止，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)有自己的目標(biāo)和要求，它們之間的獨(dú)立是有意義的。在工業(yè)4.0中，這些網(wǎng)絡(luò)被整合到一個(gè)骨干架構(gòu)中，該架構(gòu)將機(jī)器的控制與高級(jí)操作和分析軟件相結(jié)合。

  然而，這種融合網(wǎng)絡(luò)需要的不僅僅是容納兩部分網(wǎng)絡(luò)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(shè)施嵌入了一系列傳感器，可以實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化和優(yōu)化操作。當(dāng)大規(guī)模實(shí)施時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不僅可以提高效率，允許更復(fù)雜的制造工藝，例如加工日益密集的半導(dǎo)體設(shè)備所需的工藝，而且還可以開發(fā)庫(kù)存控制等實(shí)際應(yīng)用，并通過數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)工藝精進(jìn)。所有這些活動(dòng)都需要傳輸大量數(shù)據(jù)，隨著產(chǎn)能的進(jìn)一步發(fā)展，確保制造工廠網(wǎng)絡(luò)能夠處理這些數(shù)據(jù)至關(guān)重要。因此，正在現(xiàn)代化或建設(shè)新設(shè)施的組織應(yīng)該圍繞光纖骨干網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)最大的吞吐量、可擴(kuò)展性和最小的延遲。

  2.可擴(kuò)展性和魯棒性

  對(duì)于制造工廠等大型建筑所需的長(zhǎng)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(gòu)可以用于辦公室，其中設(shè)備機(jī)柜可以每100米放置一個(gè)，但制造工廠通常缺乏IT基礎(chǔ)設(shè)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(shè)計(jì)，工廠可以采用所謂的長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)，消除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的許多痛點(diǎn)。光纖布線可以安裝在整個(gè)工廠中，無(wú)論大小，都可以直接為需要連接的設(shè)備帶來(lái)無(wú)限的帶寬，在最后幾英尺只需要一小段銅纜。光纖的長(zhǎng)距離特性還可以連接更遠(yuǎn)的設(shè)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?dāng)_的影響，而這些干擾和串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致銅基布線中的信號(hào)損失。

  3.可持續(xù)性

  除了可靠的長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸能力外，光纖也是環(huán)境友好設(shè)計(jì)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(lái)自建筑運(yùn)營(yíng)商(運(yùn)營(yíng)碳或能源和燃料消耗產(chǎn)生的排放)，11%來(lái)自建筑材料和建筑。為了抵消這些排放，越來(lái)越多的公司正在采用環(huán)境、社會(huì)和治理(ESG)框架，我預(yù)測(cè)他們將更加重視實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)。根據(jù)我們?cè)诒笨_來(lái)納州夏洛特市總部進(jìn)行的一項(xiàng)研究，康寧基于光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的環(huán)境優(yōu)勢(shì)在于碳排放量低和安裝設(shè)計(jì)的靈活性，從而在30年內(nèi)將整個(gè)建筑生命周期的碳減少6.8%。

  此外，部署光纖網(wǎng)絡(luò)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(jí)。從材料的角度來(lái)看，與銅纜隨著帶寬需求的增長(zhǎng)需要更頻繁地拆除和更換升級(jí)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?yàn)楣饫w可以遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)而不會(huì)衰減，所以它不需要銅基局域網(wǎng)所需的設(shè)備室陣列。因此，F(xiàn)TTE網(wǎng)絡(luò)避免了這些房間中交換設(shè)備的升級(jí)周期帶來(lái)的額外成本，更重要的是避免了與設(shè)備冷卻相關(guān)的額外能源成本。

  4.更快速、簡(jiǎn)單的部署

  康寧為未來(lái)的下一代制造工廠提供廣泛的設(shè)備產(chǎn)品選擇，并幫助其快速啟動(dòng)和運(yùn)行。康寧的光纜、硬件和連接解決方案專為各種工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，可同時(shí)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(yuǎn)程電源可以在2000英尺的距離內(nèi)提供高達(dá)800W的功率，簡(jiǎn)化了將連接和電源擴(kuò)展到大型設(shè)施接入點(diǎn)的過程。當(dāng)使用康寧的預(yù)端接光纜系列布線時(shí)，該系列具有堅(jiān)固的IP68級(jí)Pushlok?和Evolv®終端，工作人員可以更快地連接新設(shè)施。

  隨著高科技制造業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)的需求不斷增長(zhǎng)，很重要的是確保這些新工廠不僅滿足當(dāng)今的需求，而且適應(yīng)未來(lái)可能需要的全新技術(shù)，而光纖是滿足這兩個(gè)需求并幫助釋放工業(yè)4.0全部潛力的關(guān)鍵。

  作者 Gayla Arrindell 康寧樓宇網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)，擔(dān)任市場(chǎng)開發(fā)總監(jiān)