制造業(yè)將在全球經(jīng)濟復蘇中發(fā)揮至關(guān)重要的作用?？吹剿淼辣M頭的光明，相當多重量級制造企業(yè)正計劃更快、更精準地擴大生產(chǎn)，應對日益增長(cháng)的需求。然而，向好趨勢能否持續將取決于企業(yè)是否愿意接受創(chuàng )新技術(shù)，不斷提高生產(chǎn)效率、降低運維成本。

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（TSN）一直被視作助力工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（IIoT）應用實(shí)現低成本、高效率生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)。2020年，已開(kāi)始使用TSN技術(shù)的業(yè)內先行者通過(guò)多次虛擬演示向世人展示，TSN不是未成形的想法，而是已開(kāi)始落地的真實(shí)技術(shù)。展望未來(lái)之前，下面這些要點(diǎn)信息將助您做出正確的投資選擇。

TSN助力IIoT和工業(yè)4.0不可不知的五件事

1.采用TSN技術(shù)有何益處？

• TSN有助于實(shí)現高速網(wǎng)絡(luò )、大容量數據傳輸、高精度運動(dòng)控制和低延遲。

• TSN可以對網(wǎng)絡(luò )流量進(jìn)行優(yōu)先級排序，保證實(shí)時(shí)通訊，以便時(shí)間敏感數據在正確的時(shí)間傳輸至正確的位置上。由此，在基于標準以太網(wǎng)的工業(yè)自動(dòng)化系統中，統一網(wǎng)絡(luò )上融合應用這一目標得以實(shí)現，由統一網(wǎng)絡(luò )為多種應用服務(wù)成為可能，并且無(wú)需擔心時(shí)間敏感數據不能及時(shí)抵達目的地。

• 由于數據傳輸可精確調度，避免非授權數據的流入，TSN可以增強網(wǎng)絡(luò )安全性。
  

圖表：為多種應用服務(wù)的統一網(wǎng)絡(luò )

2.“統一網(wǎng)絡(luò )”重要嗎？

是的，融合OT和IT網(wǎng)絡(luò )形成統一網(wǎng)絡(luò )，是協(xié)調生成準確數據、便于企業(yè)洞察生產(chǎn)過(guò)程的必要前提。然而，如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )存在差距，就極難實(shí)現融合，更別提將專(zhuān)有自動(dòng)化“孤島”集成到OT環(huán)境中了。統一網(wǎng)絡(luò )有以下優(yōu)勢：

• 通訊僅需一種工業(yè)標準;

• 了解不同供應商協(xié)議的培訓成本降低;

• 布線(xiàn)和維護成本降低。

3.TSN的潛在應用領(lǐng)域有哪些？

雖然TSN從音視頻橋 (AVB) 發(fā)展而來(lái)，但TSN的用途卻不僅限于音頻和視頻應用。極具潛力的TSN具有突出特點(diǎn)和優(yōu)勢，可廣泛應用于半導體、汽車(chē)、機械、食品和飲料、化工、電力等眾多產(chǎn)業(yè)。不同領(lǐng)域的TSN應用要求各不相同，現行的TSN標準與實(shí)際應用中的TSN系統存在較大差距。

4.TSN是否適用于我的應用？

• 整合標準或通信協(xié)議技術(shù)耗資巨大。

• 隔離網(wǎng)絡(luò )結構導致現有網(wǎng)絡(luò )系統排錯成本高昂。

• 網(wǎng)絡(luò )系統難以管理，需要額外投入時(shí)間和精力開(kāi)發(fā)工具。

• 現有系統和IT系統間存在互操作性問(wèn)題。

• 需要更高的帶寬開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統。

• 需要加強網(wǎng)絡(luò )安全。

5.公司現有的生產(chǎn)流程和網(wǎng)絡(luò )設置狀況良好，為什么還需要考慮部署TSN?

目前您能接受現在的產(chǎn)出，但從長(cháng)期來(lái)看，很可能難以追趕已經(jīng)擁抱TSN的競爭對手。您仍可以利用現有基礎設施擴大生產(chǎn)，但是擴張會(huì )面臨局限，比如傳送帶是依靠PROFINET協(xié)議經(jīng)由HMI通訊，將會(huì )面臨兼容問(wèn)題。另外，硬件實(shí)時(shí)運動(dòng)控制使用EtherCAT協(xié)議，而機械臂控制使用Mitsubishi CC-Link IE等其他協(xié)議。雖然在必要的時(shí)候添加模塊并不麻煩，但供應商采用的以太網(wǎng)技術(shù)各不相同，管理來(lái)自不同供應商的設備絕非易事。在所有單元都被隔離的狀態(tài)下，很難整合數據，更別說(shuō)優(yōu)化流程，提高生產(chǎn)效率。長(cháng)此以往，企業(yè)不得不面臨與工業(yè)4.0和IIoT應用背道而馳的窘境。此外，一旦機器視覺(jué)、運動(dòng)攝像頭等應用加入到統一網(wǎng)絡(luò )中，TSN技術(shù)將使即插即生產(chǎn)成為現實(shí)。

圖表：在TSN統一網(wǎng)絡(luò )中集成更多應用

簡(jiǎn)而言之，是IT和OT網(wǎng)絡(luò )整合讓工業(yè)4.0和IIoT應用成為可能。而 TSN正是連接這兩種網(wǎng)絡(luò )的基礎，在網(wǎng)絡(luò )連接方面極具優(yōu)勢并能降低系統部署成本。目前，人們對TSN的了解還不夠，部分人誤以為T(mén)SN還是一項不成熟的技術(shù)，但事實(shí)上，TSN的發(fā)展已超越TSN交換機、PLC、伺服電機、IO等單個(gè)設備，朝著(zhù)構建完整生態(tài)的方向發(fā)展，助力各類(lèi)IIoT和工業(yè)4.0應用落地。