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。看到隧道盡頭的光明，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(yīng)對日益增長的需求。然而，向好趨勢能否持續(xù)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(yīng)用實現(xiàn)低成本、高效率生產(chǎn)的先進技術(shù)。2020 年，已開始使用 TSN 技術(shù)的業(yè)內(nèi)先行者通過多次虛擬演示向世人展示，TSN 不是未成形的想法，而是已開始落地的真實技術(shù)。展望未來之前，下面這些要點信息將助您做出正確的投資選擇。
▎問題 1 ▎采用 TSN 技術(shù)有何益處？
答：TSN 的兩大宗旨是：一、整合周期性低延遲要求（時間敏感）的數(shù)據(jù)無縫納入整個工業(yè)流程中；二、呈現(xiàn)整個企業(yè)的詳細運行狀態(tài)，幫助企業(yè)主實時快速響應(yīng)市場需求。通過 TSN 技術(shù)，企業(yè)主可以實現(xiàn)這兩個主要目標，并能享受以下收益：
TSN 有助于實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)、大容量數(shù)據(jù)傳輸、高精度運動控制和低延遲。
TSN 可以對網(wǎng)絡(luò)流量進行優(yōu)先級排序，保證實時通訊，以便時間敏感數(shù)據(jù)在正確的時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)自動化系統(tǒng)中，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)上融合應(yīng)用這一目標得以實現(xiàn)，由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)為多種應(yīng)用服務(wù)成為可能，并且無需擔心時間敏感數(shù)據(jù)不能及時抵達目的地。
由于數(shù)據(jù)傳輸可精確調(diào)度，避免非授權(quán)數(shù)據(jù)的流入，TSN 可以增強網(wǎng)絡(luò)安全性。
圖表：為多種應(yīng)用服務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)
▎問題 2 ▎“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)”重要嗎？
答：是的，融合 OT 和 IT 網(wǎng)絡(luò)形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，是協(xié)調(diào)生成準確數(shù)據(jù)、便于企業(yè)洞察生產(chǎn)過程的必要前提。然而，如果兩個網(wǎng)絡(luò)存在差距，就極難實現(xiàn)融合，更別提將專有自動化“孤島”集成到 OT 環(huán)境中了。統(tǒng)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(yīng)商協(xié)議的培訓成本降低
●布線和維護成本降低
▎問題 3 ▎TSN 的潛在應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
雖然 TSN 從音視頻橋 (AVB) 發(fā)展而來，但 TSN 的用途卻不僅限于音頻和視頻應(yīng)用。極具潛力的 TSN 具有突出特點和優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于半導體、汽車、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(yīng)用要求各不相同，現(xiàn)行的 TSN 標準與實際應(yīng)用中的 TSN 系統(tǒng)存在較大差距。Moxa 攜手 Xilinx ，致力于發(fā)展 TSN 技術(shù)，助力工業(yè) 4.0 應(yīng)用，詳見新聞稿。
▎問題 4 ▎TSN 是否適用于我的應(yīng)用？
以下 6 種情況可作參考，幫助您判斷貴司是否應(yīng)部署 TSN 技術(shù)。
如果您符合 3 條及以上，那么對您而言 TSN 是理想解決方案。
●整合標準或通信協(xié)議技術(shù)耗資巨大。
●隔離網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導致現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)排錯成本高昂。
●網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)難以管理，需要額外投入時間和精力開發(fā)工具。
●現(xiàn)有系統(tǒng)和 IT 系統(tǒng)間存在互操作性問題。
●需要更高的帶寬開發(fā)自動化系統(tǒng)。
●需要加強網(wǎng)絡(luò)安全。
▎問題 5 ▎公司現(xiàn)有的生產(chǎn)流程和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置狀況良好，為什么還需要考慮部署 TSN？
目前您能接受現(xiàn)在的產(chǎn)出，但從長期來看，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(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施擴大生產(chǎn)，但是擴張會面臨局限，比如傳送帶是依靠 PROFINET 協(xié)議經(jīng)由 HMI 通訊，將會面臨兼容問題。另外，硬件實時運動控制使用 EtherCAT 協(xié)議，而機械臂控制使用 Mitsubishi CC-Link IE 等其他協(xié)議。雖然在必要的時候添加模塊并不麻煩，但供應(yīng)商采用的以太網(wǎng)技術(shù)各不相同，管理來自不同供應(yīng)商的設(shè)備絕非易事。在所有單元都被隔離的狀態(tài)下，很難整合數(shù)據(jù)，更別說優(yōu)化流程，提高生產(chǎn)效率。長此以往，企業(yè)不得不面臨與工業(yè) 4.0 和 IIoT 應(yīng)用背道而馳的窘境。此外，一旦機器視覺、運動攝像頭等應(yīng)用加入到統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)中，TSN 技術(shù)將使即插即生產(chǎn)成為現(xiàn)實。
圖表：在 TSN 統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)中集成更多應(yīng)用
簡而言之，是 IT 和 OT 網(wǎng)絡(luò)整合讓工業(yè) 4.0 和 IIoT 應(yīng)用成為可能。而 TSN 正是連接這兩種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)連接方面極具優(yōu)勢并能降低系統(tǒng)部署成本。目前，人們對 TSN 的了解還不夠，部分人誤以為 TSN 還是一項不成熟的技術(shù)，但事實上，TSN 的發(fā)展已超越 TSN 交換機、PLC、伺服電機、IO 等單個設(shè)備，朝著構(gòu)建完整生態(tài)的方向發(fā)展，助力各類 IIoT 和工業(yè) 4.0 應(yīng)用落地。