製造業將在全球經濟複蘇中發揮至關重要的作用。看到隧道盡頭的光明,相當多重量級製造企業正計劃更快、更精準地擴大生產,應對日益增長的需求。然而,向好趨勢能否持續將取決於企業是否願意接受創新技術,不斷提高生產效率、降低運維成本。
時間敏感網絡(TSN)一直被視作助力工業 4.0 和工業互聯網(IIoT)應用實現低成本、高效率生產的先進技術。2020 年,已開始使用 TSN 技術的業內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。展望未來之前,下麵這些要點信息將助您做出正確的投資選擇。


TSN 的兩大宗旨是:一、整合周期性低延遲要求(時間敏感)的數據無縫納入整個工業流程中;二、呈現整個企業的詳細運行狀態,幫助企業主實時快速響應市場需求。通過 TSN 技術,企業主可以實現這兩個主要目標,並能享受以下收益:
TSN 有助於實現高速網絡、大容量數據傳輸、高精度運動控製和低延遲。
TSN 可ke以yi對dui網wang絡luo流liu量liang進jin行xing優you先xian級ji排pai序xu,保bao證zheng實shi時shi通tong訊xun,以yi便bian時shi間jian敏min感gan數shu據ju在zai正zheng確que的de時shi間jian傳chuan輸shu至zhi正zheng確que的de位wei置zhi上shang。由you此ci,在zai基ji於yu標biao準zhun以yi太tai網wang的de工gong業ye自zi動dong化hua係xi統tong中zhong,統tong一yi網wang絡luo上shang融rong合he應ying用yong這zhe一yi目mu標biao得de以yi實shi現xian,由you統tong一yi網wang絡luo為wei多duo種zhong應ying用yong服fu務wu成cheng為wei可ke能neng,並bing且qie無wu需xu擔dan心xin時shi間jian敏min感gan數shu據ju不bu能neng及ji時shi抵di達da目mu的de地di。
由於數據傳輸可精確調度,避免非授權數據的流入,TSN 可以增強網絡安全性。

圖表:為多種應用服務的統一網絡

是的,融合 OT 和 IT 網絡形成統一網絡,是協調生成準確數據、便於企業洞察生產過程的必要前提。然而,如果兩個網絡存在差距,就極難實現融合,更別提將專有自動化“孤島”集成到 OT 環境中了。統一網絡有以下優勢:
通訊僅需一種工業標準;
了解不同供應商協議的培訓成本降低;
布線和維護成本降低。

雖然 TSN 從音視頻橋 (AVB) 發展而來,但 TSN 的用途卻不僅限於音頻和視頻應用。極具潛力的 TSN 具有突出特點和優勢,可廣泛應用於半導體、汽車、機械、食品和飲料、化工、電力等眾多產業。不同領域的 TSN 應用要求各不相同,現行的 TSN 標準與實際應用中的 TSN 係統存在較大差距。

以下 6 種情況可作參考,幫助您判斷貴司是否應部署 TSN 技術。
如果您符合 3 條及以上,那麼對您而言 TSN 是理想解決方案。
整合標準或通信協議技術耗資巨大。
隔離網絡結構導致現有網絡係統排錯成本高昂。
網絡係統難以管理,需要額外投入時間和精力開發工具。
現有係統和 IT 係統間存在互操作性問題。
需要更高的帶寬開發自動化係統。
需要加強網絡安全。

目前您能接受現在的產出,但從長期來看,很可能難以追趕已經擁抱 TSN 的競爭對手。您仍可以利用現有基礎設施擴大生產,但是擴張會麵臨局限,比如傳送帶是依靠 PROFINET 協議經由 HMI 通訊,將會麵臨兼容問題。另外,硬件實時運動控製使用 EtherCAT 協議,而機械臂控製使用 Mitsubishi CC-Link IE 等(deng)其(qi)他(ta)協(xie)議(yi)。雖(sui)然(ran)在(zai)必(bi)要(yao)的(de)時(shi)候(hou)添(tian)加(jia)模(mo)塊(kuai)並(bing)不(bu)麻(ma)煩(fan),但(dan)供(gong)應(ying)商(shang)采(cai)用(yong)的(de)以(yi)太(tai)網(wang)技(ji)術(shu)各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong),管(guan)理(li)來(lai)自(zi)不(bu)同(tong)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)設(she)備(bei)絕(jue)非(fei)易(yi)事(shi)。在(zai)所(suo)有(you)單(dan)元(yuan)都(dou)被(bei)隔(ge)離(li)的(de)狀(zhuang)態(tai)下(xia),很(hen)難(nan)整(zheng)合(he)數(shu)據(ju),更(geng)別(bie)說(shuo)優(you)化(hua)流(liu)程(cheng),提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。長(chang)此(ci)以(yi)往(wang),企(qi)業(ye)不(bu)得(de)不(bu)麵(mian)臨(lin)與(yu)工(gong)業(ye) 4.0 和 IIoT 應用背道而馳的窘境。此外,一旦機器視覺、運動攝像頭等應用加入到統一網絡中,TSN 技術將使即插即生產成為現實。

圖表:在 TSN 統一網絡中集成更多應用
簡而言之,是 IT 和 OT 網絡整合讓工業 4.0 和 IIoT 應用成為可能。而 TSN 正是連接這兩種網絡的基礎,在網絡連接方麵極具優勢並能降低係統部署成本。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,但事實上,TSN 的發展已超越 TSN 交換機、PLC、伺服電機、IO 等單個設備,朝著構建完整生態的方向發展,助力各類 IIoT 和工業 4.0 應用落地。