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本论文以工业PON(PassiveOpgeComputing)为基础，以5G+F5G的高速互联为网络基础，构建了“边缘云+工业网关”的边缘云协同架构(Multi-AcciveOpgeComputing)，以此为基础进行了5G/F5G的边缘云协同架构的研究；并以此为基础进行了5G/F5G边云协同+工业视觉的柔性智能制造技术方案研究。

以5G/F5G工业PON的固移融合网络为基础，构建端边云协同体系结构。

以工业以太网和现场总线为主要手段，传统的工业网络实现了包括数字采集系统在内的OT类业务，而IT类业务一般都是接入互联网。怎样把OT网络和IT网络连接起来，建立现场总线到终端网络，实现生产全要素的互联互通，是工业智能化的基础条件。

作为一种打通OT和IT壁垒的网络技术，工业互联网领域的工业PON已成为目前工业组网的主要发展方向。利用无源光纤通信技术，将工业PON与工厂自动化生产系统相结合，构建新型网络平台，解决异构网络互连问题，实现工业设备、人员、材料、环境等各方面信息要素的互联互通；同时，利用工业PON，可实现不同类别节点的工业协议转换和统一。

工频PON系统中的工频PON网关设备通常部署在车间网络位置，通过ONU(ONU，光网络单元)与现场总线系统的设备连接，通过光纤网络将生产要素数据汇集到OLT(OphalLineTerhal，光网络终端)，并通过OLT与企业IT网络对接，以实现企业OT与IT融合，以及工业数据上云。

工业性PON解决了OT和IT之间的互联问题。随著柔性智能制造的发展，生产系统对移动网络的要求日益提高。常规Wi-Fi组网方式存在信号覆盖差、干扰大等缺点，不能满足生产系统的需要。由于5G网络具有eMBB、URLLC、mMTC三大典型场景特征，因此5G技术可以很好地应用到工业生产中，填补移动网络需求方面的空白。同时，工业PON网关通过搭载5G模块，实现了从提供单一光通信(F5G)网络到构建固移融合网络的转变。

携带5G模块的工业PON网关，完成OT系统生产要素数据的汇聚，可根据生产系统对移动性(如LV网联车)和网络带宽、延迟、丢包等方面的不同要求，通过5G接入网或OLT设备将汇聚的数据上传到网络边缘(5GMEC或边缘云)进行数据挖掘，并将执行指示回传到5G/F5G工业PON网关，然后发送到生产系统，指导生产操作。

与此同时，5G/F5G工业PON智能网关还配备了一定的算力，用于现场完成对具有很高实时性要求，且数据量很大的线级数据的分析处理。

很明显，工业PON网关通过F5G接入方式，打通了OT和IT系统，使OT系统的生产数据上云分析成为可能；而搭载5G模块的工业PON网关，则可以在本地计算能力的基础上，构建基于5G/F5G工业PON固移融合网络的工业端边云协同架构。是端边云协同系统的体系结构。

基于固移融合网络的工业端边协同体系结构，根据协同的层次划分，可以归纳为端边协同、边云协同和云上协同，其中：

(1)端边协作：产线数采、品控系统设备根据网络带宽、处理延迟要求，在设备端与部署在车间内的工业PON智能网关完成联动部署，进行协同处理。这种具有超高带宽、超低时延(ms级)要求的端边协同数据处理任务属于产线级/车间级处理任务，生产任务如产线品控等。

利用产线设备+智能网关实现产线各个环节的数据挖掘处理，并进行智能反馈，端边协同提高生产效能。而边智能网关可以突破产线单机计算能力的限制，实现算力上移共享，从而降低了产线升级的成本。

(2)边云协作：产线和智能网关中控执行数据处理所需的推理模型，可以在部署在企业内部的边缘云中进行集中培训，由边缘云完成模型部署到边缘设备/网关。通过5G/F5G方式，可以将产线设备的大量生产数据和经工业PON智能网关处理的结构化数据上传到边缘云中，以进行节点优化更新。

而对于包括烟火探测在内的园区安全类任务，考虑到其极限时延敏感性较弱，且计算能力要求较高，可以在工业/企业边缘云上推理完成此类任务。

很明显，边云协作能够实现推理模型的训练优化，并在边端进行操作；同时，边云协作能够完成部分生产安全类推理任务。

(3)云协同：传统的工业/企业管理系统通常部署在本地，具有数据孤岛的特点，对企业管理不利。将生产管理系统迁移到边缘云中，实现MES+、WMS、SWS等系统之间的互联，以容器化/镜像化的方式实现MES+、WMS、SWS等系统的互联，打通生产计划、存储、生产等各个环节，提高整体生产能力。