工业互联网之工业光网的应用范围

泛数字经济
随着智能化生产和柔性制造方式的推广,企业需要面向订单对多个园区或园区内外的生产资源统筹调配,可在生产过程各环节同供应链并行组织生产方案,并可对生产运行状态进行监控。园区内外协同应支持企业调配、组织不同生产网的资源、满足多个生产网的协同生产、支持多厂区的实时数据采集等。

1.工业园区网络

(1)园区内骨干网连接

园区骨干网主要指园区公共服务网,由于园区内企业众多,业务应用丰富,对网络带宽需求大(链路采用万兆甚至100G互联通道,接入的各企业侧需要采用千兆或者万兆互联),同时极为看重网络安全和传输可靠性。部署网络时,需要在设备性能、带宽能力、接入用户能力、安全防护等多个方面进行综合考虑。工业光网根据自身特点可以作为园区骨干网络的部署解决方案。

(2)跨园区协同

随着智能化生产和柔性制造方式的推广,企业需要面向订单对多个园区或园区内外的生产资源统筹调配,可在生产过程各环节同供应链并行组织生产方案,并可对生产运行状态进行监控。园区内外协同应支持企业调配、组织不同生产网的资源、满足多个生产网的协同生产、支持多厂区的实时数据采集等。工业光网的硬管道、良好的业务隔离度和安全性是跨园区协同应用下很好的解决方案。

2.企业管理网络

(1)企业信息网络互联

传统企业的信息网络分散部署着各类IT管理系统,如MES、PLM、ERP、SCM、CRM等。为了打破信息孤岛、提高运营效率,会将上述分散部署在各服务器的IT系统集中部署到工厂内数据中心/云平台,进行数据的联合分析,快速决策。不同的部署方式会引起网络架构的变化。无论采用哪种部署方式,均可以采用工业光网连接各类IT管理系统模块,作为可靠的信息数据承载通道。

(2)企业管理云化

随着云技术的应用,一些企业的信息系统逐步尝试在企业内网与外网应用云技术。当前,越来越多的IT软件也基于云平台提供服务。企业与云基础设施的连接需求在增加。工业光网可作为连接工业生产网和企业信息网中云基础设施的可靠通道,也可作为企业私有云和公有云互联协同应用的业务承载网络。

(3)IT和OT网络融合

工业互联网业务发展使工厂内网络呈现出融合、开放、灵活的发展趋势,其中融合趋势带来了网络结构的扁平化。传统的“两层三级”网络架构严重影响着信息互通的效率,随着大数据分析和边缘计算业务对现场级实时数据的采集需求,OT网络中的车间级和现场级将逐步融合(尤其在流程行业),同时MES等信息系统向车间和现场延伸的需求,推动了IT网络与OT网络的融合趋势。工业光网可以实现企业IT和OT的融合组网以及工业数据可靠有效地在IT和OT间传输。

3.工业生产网络

(1)生产信息采集

生产环境的信息采集是数字化、智能化生产的重要前置条件,在工业互联网的智能工厂中,企业级IT管理运营系统对现场实时生产过程数据和设备运行状态数据有着强烈的需求。工业光网可以作为工业企业生产设备与企业IT管理运营系统间的数据承载通道,连接现场级设备与上层管理实体(如服务器、SCADA系统等),实现工业生产设备运行状态、运行环境、传感器数据等生产相关信息的采集,还可用于生产指令下达、厂区视频监控等重要业务数据的承载。

(2)边缘计算

未来超过70%的数据和应用将在边缘进行处理。在工业场景应用中,边缘计算在生产过程的预测性维护、产品的质量保证、以及流程优化方面对企业的生产经营有很大帮助。此外,企业还可以基于边缘计算平台提高生产工艺与流程的柔性,支撑个性化生产。工业光网可以提供边缘计算所需要的数据承载通道,还可在数据汇聚节点设备中集成计算算力,按需实现边缘计算功能。

(3)柔性生产调度

在个性化定制或批量定制过程中,生产会根据订单的切换而发生变化,这要求生产域能够根据需求进行灵活重构,智能机器可以在不同生产域间调整和迁移。工厂内的网络架构须能够适应快速组网与灵活调整的需求,工业光网设备可以结合网络切片技术并采用集中管控以实现生产设备的灵活划域组合,并能够快速发现设备重新组网时出现的问题,指导现场人员快速进行处理。此外,工业光网还可以满足智能化生产对网络时延、抖动、带宽的更高要求。

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