數據標注員：做人工智能的眼睛
2023-06-26 01:03:32
世界微頭條丨基于千兆光網和MEC邊緣計算 ，實現“云-網-端”融合協同的智慧工廠創新組網設計
2023-06-26 01:03:32 來源: 通信世界全媒體
（CWW）隨著“十四五”規劃的不斷落實，制造業整體正逐步向著自動化、數字化、智能化方向轉型升級。在高端裝備制造業中，我國在世界范圍內仍處于較低水平，亟待更多的數字化技術投入來提升盈利水平。而傳統工廠的組網技術和組網架構在時延、帶寬、抖動、丟包率、安全保密等方面均無法滿足生產需求，本文創新提出基于千兆光網和MEC邊緣計算，實現“云-網-端”融合協同的智慧工廠創新組網設計，可助力智能制造中的生產環節邁向數字化、柔性化、智能化和高度集成化，并為智慧制造提供有力的網絡保障，對提升我國制造行業未來核心競爭力具有一定參考意義。
【資料圖】
創新組網設計方案概況
針對千兆光網覆蓋下的智慧工廠高新裝備制造場景，設計基于MEC邊緣計算的智慧工廠創新組網架構，從“云-網-端”融合協同的視角出發，對技術體系架構和關鍵技術指標進行梳理和分析，提出采用云邊協同智能化的方式，實現關鍵業務網絡切片可按需配置SLA、智能生產實時監控，以及與邊緣數據融合，助力我國高端制造業整體向自動化、數字化、智能化方向轉型升級。
總體創新組網設計
·利用千兆光網和MEC邊緣計算技術實現智慧工廠組網
智慧工廠環境下的網絡傳輸架構，應充分結合千兆光網和MEC邊緣計算技術，有效提升工廠感知、處理和運維能力，保障工廠各制造系統穩定的數據傳輸。同時，把專屬MEC邊緣計算資源部署到工廠側可助力構建工廠內云邊協同計算的高效工業智能計算框架，提升工業信息處理的時效性和準確性，確保敏感生產數據不出園區。
·“云-網-端”融合協同的體系架構
智慧工廠在生產過程中產生海量的數據，構建終端到平臺的數據安全傳輸通道和基于千兆光網的“云-網-端”融合協同體系架構，有利于提升生產數據上傳的準確度，支持多源異構數據的接入融合、分析與挖掘，為智慧工廠的便捷管理提供有力的網絡保障。
·基于OTN技術構建超低時延、全工廠范圍的本地組網架構
通過工業互聯網和現場總線對現場設備PLC、現場攝像頭等設備進行連接，并通過OTN技術支持下的千兆光網進行全工廠范圍的組網，可實現園區范圍1毫秒內超低時延送達，滿足智能制造過程中對關鍵生產流程的實時監控與干預，滿足工業控制過程毫秒級時延要求，并達到接近100%的網絡傳輸可靠性。此外，在實時獲取現場的人、機、料狀態后，智慧工廠管理系統可結合生產工藝，通過智能化的算法和SDN網絡技術，實現制造過程中生產任務的動態感知和智能化派發。基于以上3點設計思路組建的總體框架示意圖如圖1所示。
圖1 創新組網設計總體框架示意
在架構最上層，是以私有云方式部署在中心云的工業互聯網智能遠程運維平臺，負責智慧制造流程內全部生產數據處理、數據存儲、視頻圖像智能處理分享、云端協同引擎等核心事務。中層是網絡核心層，由智慧工廠企業內網、運營商核心網、SD OTN全光智能網絡和邊緣云數據服務組成，負責以有線和無線兩種方式承載工廠園區內、園區外以及不同園區間的網絡控制與數據傳輸，向上提供邊緣云數據服務，向下為終端設備提供無線與有線網絡的接入，實現網絡控制以及數據的安全可靠傳輸。最下層是數據設備接入層，由各類視頻監控器、傳感器、數控設備、AR終端及工廠園區內的有線和無線網絡構成，向上統一接入智能網關，部分對時延要求非常敏感的數據處理在智能接入網關處即可完成，大量的CPE邊緣計算部署在工廠生產園區內，與園區接入網、終端設備形成“云-網-端”協同。
無線側創新組網設計
智慧工廠內網在無線側可采用“5G網絡+MEC下沉園區”的連接方式。在生產廠區內采用MEC邊緣計算共享UPF用于數據分流，業務數據通過共享UPF轉發至共享MEC邊緣計算平臺，與智慧工廠內網系統實現業務交互。在千兆光網先天支持增強移動帶寬、高可靠低時延和海量機器連接的情況下，進一步降低數據傳輸時延，大帶寬業務及保密性高的敏感信息卸載在本地，不僅能夠節省智慧制造企業專網建設成本和骨干網專線資費，還能保證制造企業數據安全。無線側5G MEC邊緣計算專網設計如圖2所示。
圖2 5G MEC邊緣計算專網設計
有線側創新組網設計
智慧工廠內網在有線側可通過SD OTN技術組建的全光智能千兆網絡，進行全園區范圍的組網和跨園區的萬兆互聯，現場設備PLC、現場攝像頭等設備則通過工業互聯網和現場總線完成連接。采用SD OTN技術的好處如下。1.傳輸通道采用多路由Mesh組網方式，采用全光組網，可有效減少中轉電交換，降低時延。2020年7月10日，從廣州新時空機房到深圳坂田研發基地100G帶寬SD OTN業務實測時延低于2毫秒。2.SD OTN技術采用OXC自動光調度功能、全光背板，節省90%人工連纖，線路維度可隨需擴展，節點光層可快速打通，對突發大顆粒、大流量業務可及時響應。3.SD OTN技術單波道傳輸帶寬已支持200Gbit/s～600Gbit/s，全省范圍100G光層業務”一跳直達”，滿足智能制造業更大帶寬需求。4.基于SD OTN技術的千兆光網可采用產線網絡切片技術，按照智慧工廠在柔性制造過程中的需求靈活劃分多個網絡切片，為不同的核心業務提供差異化網絡服務。有線側利用SD OTN技術組建的全光智能千兆網絡設計如圖3所示。
圖3 利用SD OTN技術組建全光智能千兆網絡設計
工廠原有的工業PON組網系統可以與SD OTN技術充分融合，互相成為對方的有益補充，并在不同場景進行靈活應用。例如：可以把SD OTN作為園區間及大型園區內不同生產廠房、車間的互聯技術，而在車間、廠房內的“最后50米”互聯按需采用工業PON組網實現設備端互聯。
設計方案包含兩大創新點
傳統制造工廠的組網采用普通互聯網線路、中低速率SDH組網專線及工業PON組網方式實現園區間及大型園區內生產廠房、車間的互聯，存在時延高、抖動大、丟包率高、安全性差、易被攻擊、核心關鍵業務傳輸帶寬無法保證、云網協同效率低等現實問題。基于千兆光網和MEC邊緣計算實現“云-網-端”融合協同的智慧工廠創新組網設計，能夠實現智能制造過程中生產的數字化、柔性化、智能化和高度集成化，并為智能制造企業全面數字化和數智化變革提供有力的網絡保障。
基于云邊開放協同的工業智能計算組網設計框架
采用基于-邊開放協同的工業智能計算組網設計框架，可有效解決智能制造過程中數據量大、帶寬占用高等導致的云邊協同系統智能分析模型時效性低的問題，提升復雜情況下數據分析的準確度和擬合度。5G MEC邊緣計算技術可以提供強大的通信、計算和存儲能力，針對工業場景多連接、大流量、可靠性要求高的特點提供邊緣云的能力，就近服務，滿足智慧工廠業務層面實時數據處理需求以及用戶層面數據安全可靠要求，與人工智能、物聯網等技術有機結合，還可創造出基于千兆光網的智能工廠業務，大幅提升工廠生產效率。
基于“云-網-端”一體化平臺的智慧工廠設計思路
基于“云-網-端”一體化平臺建設的智慧工廠，通過千兆光網可實現生產車間內多路高清視頻實時回傳，并且借助千兆光網低時延的特性可實現對設備的遠程精準控制，既可減少人員現場作業的風險，又能有效降低光纖設備的固定損耗，降低工業園區內設備的維護成本。同時，千兆光網“一跳入云”、扁平化的組網方式，提升了云網協同的通信效率。在固移融合、固移互補方面，采用SD OTN技術的固網與基于5G MEC下沉用戶側的5G移動專網，可分別承載不同生產園區之間及同一生產園區內眾多移動檢測、生產設備所產生的業務數據，實現毫秒級的數據交換與處理，為超低時延的精細化生產控制提供網絡基礎。
結語
相信在不久的未來，基于SD OTN技術的千兆光網和5G MEC邊緣技術實現“云-網-端”融合協同的智慧工廠，將成為“工業互聯網+先進制造業”的重要落地模式之一。同時，智慧工廠也是現代工業、制造業的大勢所趨，是實現制造企業轉型升級的一條優化路徑。目前，北京、上海、廣東、深圳、浙江、福建等地已實施千兆光網產業規劃，將千兆光網與工業融合應用作為產業規劃的重點。截至2023年3月底，廣東聯通已成功與華為、榮耀、中興、TCL、匯川科技、美的等眾多制造企業緊密合作，提供基于SD OTN技術的千兆光網和5G MEC邊緣技術，助力智慧工廠加速實現“云-網-端”融合協同。隨著政策推動，信息化、智能化的工業發展趨勢將引導中國從制造大國向制造強國轉變。
未來，以5G、人工智能、云計算、大數據等為代表的新興技術與先進制造技術的融合將更加深入，從而減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率，最終在成本合理的前提下，滿足市場個性化需求，實現利益最大化。
關鍵詞：
您可能也感興趣:
今日熱點
為您推薦
環球熱推薦：客戶罹患惡性腫瘤 太平人壽快速理賠15余萬元
2023-06-26 01:03:32
世界微頭條丨小紅書旗下薯一薯二文化傳媒公司新增AI軟件開發業務
2023-06-26 01:03:32
織金縣公安局：緊盯民生“小案” 嚴打各類侵財犯罪-每日快播
2023-06-26 01:03:32
排行
最近更新
- 世界微頭條丨基于千兆光網和MEC邊緣計算 ，實現“云-網-端”...
- 滴滴：端午訂單漲幅近60% 避暑游、龍舟游火爆_環球熱點評
- 全南縣稅務局：稅收助力當地產業加速融灣 頭條
- 癌癥吐血是怎么回事
- 學好用好“六個必須堅持” 奮進強國建設民族復興新征程——...
- 小贏卡貸逾期全部還款后多久能借？可以協商分期還款嗎？
- 觀天下！FPS《女巫之火》更像魂系游戲！游戲風格曾經歷大改
- 上清所公告，銀行間市場清算所股份有限公司大宗商品現貨清算...
- 2023西安工商學院招生計劃-各專業招生人數是多少
- 毒品犯罪案件呈現四大特點 “跑腿”“同城直送”等寄遞毒品...
- 天天熱頭條丨武岡市人大常委會機關黨支部赴宛旦平故居開展主...
- iq eq cq 指的是什么（iq eq aq是什么意思） 全球報道
- 天天快資訊：濟南高新：擬向控股股東實控的舜正投資定增募資...
- 高盛：未來10年，新興市場股票在全球股市中所占份額將超過美...
- 當前熱議!遼寧大學大三男生江汀牧，好樣的！
- 焦點速讀：青海2023一年級建造師考試報名流程
- 每日消息!江蘇2023一級建造師考試報名時間：6月30日-7月10日
- 荷蘭設計周2020
- 編造涉胡鑫宇失蹤案謠言被處罰！江蘇警方曝光10起網絡謠言典...
- 今日熱議：德陽廣漢創新打造糾紛調處特色品牌
- 天天微資訊！北京三星W23 Flip僅售6950元 折疊屏手機
- 博匯股份：約1.29億股限售股6月30日解禁
- 埋兒奉母講的是什么故事？是真實存在的嗎？
- 每日訊息!鄉村追夢人丨王少甫：名校高材生攜莓茶帶領鄉親致富
- 資訊推薦:要說夏天最好吃的水果，那當然是西瓜，而且必須是冰...
- 當前播報:弘揚廣府龍舟文化 三七互娛攜手南方日報推出聯名版...
- 端午旅游火爆，航班量大漲159%，中國航空業已曙光乍現？
- 時創能源(688429.SH)：網上投資者放棄認購金額766156.8元
- 東方金誠：5月房產銷售表現轉弱，投資增速有所下滑
- IPO | 三年累計虧超37億元，多點Dmall二次遞表港交所_當前熱議
今日要聞
- 紅燒冬瓜的做法 家常_紅燒冬瓜的做法-每日快報
- 天天觀速訊丨端午節期間我國日均132.1萬人次出入境
- 體育休閑熱潮激發消費活力-環球今日訊
- 燕云十六聲是單機嗎
- Meta 和 OpenAI 首席執行官表態支持歐盟對人工智能的監管 天天熱消息
- 4月首飛空中爆炸 馬斯克：星艦下次成功機會大增 可能60%
- 資訊推薦:要說夏天最好吃的水果，那當然是西瓜，而且必須是冰西瓜！甜甜的西瓜一入口，一天的暑熱都消失了
- 世界微頭條丨基于千兆光網和MEC邊緣計算 ，實現“云-網-端”融合協同的智慧工廠創新組網設計
- 環球熱推薦：高考成績出來了：無論孩子考得好不好，他都是來報恩的
- 起底女孩充電被電擊適配器制造商，曾多次產品不合格被罰，已被列入經營異常