當前,世界正經曆新一輪數位轉型,製造商們需重新考量現有商業模式和基礎設施。在“工業 4.0”時代, 要與時俱進、保持競爭力,僅僅像過去一樣采用數字技術、在自動化孤島中部署預定義流程已無法滿足需 求。打造麵向未來的工業,需清楚了解新一輪數位轉型的驅動因素、當前工業自動化模式的變化趨勢,從而擁抱未來的一切變化。
智能製造願景:從服務和需求出發
製造策略正持續升級。目前,客戶需求日益多樣化,企業需要持續尋求解決方案,滿足用戶需求,同時提 高運行效率。過去, 企業會根據預測銷量計劃生產,力求盡快上架產品。為生產越來越多的產品,高效、 迅速地滿足日益增長的需求,企業采取的策略是複製多條生產線。在大規模生產單一、固定的產品時,這一方法的確奏效。但如果用戶對同一產品有不同個性化要求呢?企業該如何滿足用戶這種快速變化的動態 需求?這就要求重新考量現有的製造策略。企業愈發致力於在提高生產力的同時,滿足用戶的個性化需求。 製造策略也隨之逐漸升級,從大規模生產單一、參數固定的產品,轉向基於用戶要求、隨需求而變的製造策略。

當下:推式經濟
未來:拉式經濟
在未來的智能製造願景中,人、事、企業被智能地聯係在一起,實現時間敏感型的自動端到端通訊、協 作、反應、匹配和優化。
構造未來:新普渡模型
包括“自動化金字塔”在內的傳統普渡模型列出了網絡通訊的各個層麵。各層之間彼此割裂,在係統完整 的生命周期中維護困難且成本高昂。
行業內部已有呼聲,呼籲將現有模型向“自主型金字塔”轉型,從而實時針對市場和商業環境作出反應。 在這一新結構中,彼此孤立的自動化孤島和網絡數據流能通過統一語言、無縫連接的基礎設施相互通訊。

為智能製造未來打造的普渡模型自主型金字塔
通過普渡模型自主型金字塔,製造商可實現通過統一網絡基礎設施進行智能生產的願景。但是,幾項根本 性挑戰也隨之出現。例如,在統一網絡基礎設施中,所有數據通過單個通道流動,網絡管理員需確保透明 度增加不影響確定性數據處理。此外,管理員如何才能確保信息正確傳輸,從而及時作出正確決策並采取 行動?
這就是時間敏感網絡 (TSN) 能夠一展身手的地方。
確定時間敏感網絡
為搭建真正可互操作的融合網絡,實現在單一工業環境中同時處理不同優先級的應用數據,IEEE 802.1 工 作小組時間敏感網絡任務組正致力於設定一套標準,助力實現基於標準以太網絡的確定性數據傳輸。這一 新增功能讓久經考驗的以太網技術可以繼續迎接未來挑戰,使用範圍擴展至大量新應用中。
作為一套標準,與其說 TSN 是萬能解決方案,不如說它是一個工具箱;您需要了解可用的“工具”有哪 些,以及每種工具的使用原理,這樣才能確定哪些工具更適配您的應用。
根據應用需求,可采用不同的工具組合搭建基礎設施,滿足具體目的。例如,IEC/IEEE 60802 聯合工作組 定義的一種 TSN 配置文件就旨在為工具選擇提供標準,並為如何在工業自動化應用中使用這些工具提供指南。

TSN 工具箱包含一整套功能和配置標準,可結合使用,納入應用配置文件中。
總體而言,工具箱中的所有標準都可被歸類到 TSN 的下列方麵:
1.時間同步
顧名思義,“時間敏感網絡”專注於在統一、可互操作的基礎設施上建立通用的時間框架,應用於其中的所 有設備,從而形成一切操作的基礎。
2.有限低延遲
通過采取不可協商的端到端傳輸時段分配概念,各組件確保基於以太網的確定性數據傳輸。
3.超高可靠性
為全麵實現並維持確定性網絡環境,已定義出一套可確保最高可靠性和安全性的組件。
4.資源管理
在網絡和應用融合程度增高、規模擴大的過程中,需要更多工具來提高管理效率和可視化程度。
Moxa 不僅提供標準以太網硬件,推動建立符合 TSN 標準的統一基礎設施,還積極參與世界各地的跨廠 商 TSN 插拔大會和測試床項目,包括由邊緣計算產業聯盟 (ECC)、工業 4.0 實驗室網絡、工業互聯網聯 盟 (IIC) 和工業互聯網產業聯盟 (AII) 主持的項目。此外,Moxa 是 OPC 基金會現場級通訊 (FLC) 倡議 的初始支持者之一,致力推動 TSN 技術發展。TSN 正彙聚不同工業組織和市場領軍企業之力,實現共同 目標——發揮工業 4.0 的全部潛力,完成數位轉型。
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