從全球范圍來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是以智能制造為切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速突破，樹立樣板，起到引領(lǐng)作用；二是將互聯(lián)網(wǎng)有效引入到工業(yè)企業(yè)、工業(yè)行業(yè)中去，建立更廣泛、更穩(wěn)固的支撐平臺(tái)。而要達(dá)成這兩項(xiàng)目標(biāo)，必須做的一件事就是搭建整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，并制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以測(cè)試床提供的驗(yàn)證為支撐，以應(yīng)用案例為重要抓手，在垂直領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用探索，尋找共性的產(chǎn)業(yè)突破點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)突破的最佳時(shí)機(jī)已經(jīng)來(lái)到。德國(guó)時(shí)間4月23日，在全球最大的工業(yè)展會(huì)——2018漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）、Avnu聯(lián)盟、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）、Fraunhofer FOKUS、華為、施耐德電氣、和利時(shí)、美國(guó)國(guó)家儀器、貝加萊、TTTech、思博倫通信等超過(guò)20家國(guó)際組織和業(yè)界知名廠商，聯(lián)手發(fā)布了包含六大工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景的TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床。這被業(yè)界看作是打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”的里程碑事件。

01

TSN+OPC UA是未來(lái)，是方向

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將我們帶入了一個(gè)全新的世界，這是一個(gè)由日益智能化且超級(jí)互連的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施組成的奇妙世界，各種傳感器、智能設(shè)備、基礎(chǔ)架構(gòu)廣泛連接，共享數(shù)據(jù)。處理如此龐大而復(fù)雜的連接，分析如此海量的數(shù)據(jù)，控制如此智能的系統(tǒng)，企業(yè)需要更加可靠、智能且可以遠(yuǎn)程、安全地訪問(wèn)智能邊緣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time Sensitive Networking，TSN）應(yīng)運(yùn)而生，它可以彌補(bǔ)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的一些缺憾，擁有更大的帶寬、更好的確定性傳輸和控制，以及更低的時(shí)延。特別需要指出的一點(diǎn)是，在延遲和同步方面，TSN重點(diǎn)考慮了快速系統(tǒng)響應(yīng)和閉環(huán)控制應(yīng)用所需的低延遲通信問(wèn)題，可以保證數(shù)十微秒的確定性傳輸時(shí)間，以及數(shù)十納秒的節(jié)點(diǎn)間時(shí)間同步。TSN是一個(gè)關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)，它確保了時(shí)間敏感的重要數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進(jìn)行傳輸。更重要的是，它在底層架構(gòu)中改變了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的不確定性，將它轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定性網(wǎng)絡(luò)，使得以太網(wǎng)發(fā)生了一次大的飛躍，進(jìn)而推動(dòng)了實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)。當(dāng)前，各大廠商積極參與制定新一代TSN通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，助推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入Gbit/s時(shí)代。TSN標(biāo)準(zhǔn)有望于2020年底確定。

OPC UA的主要優(yōu)勢(shì)在于，它與平臺(tái)無(wú)關(guān)，可在任何操作系統(tǒng)上運(yùn)行；為未來(lái)的先進(jìn)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備，并與歷史遺留系統(tǒng)充分兼容；配置和維護(hù)更加方便；可見性增加，通信范圍更廣，通信性能更高。OPC UA讓數(shù)據(jù)采集、信息模型化和工廠底層與企業(yè)層面之間的通訊更加安全和可靠。因?yàn)橛辛薕PC UA，所有數(shù)據(jù)信息可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)被每個(gè)授權(quán)的應(yīng)用和授權(quán)的人所使用。

有專業(yè)人士指出， TSN+OPC UA是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，同時(shí)也是預(yù)測(cè)性維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等新技術(shù)的關(guān)鍵推動(dòng)因素，能夠幫助工業(yè)企業(yè)提升效率，減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備綜合效率，并降低總體成本等。

在此次發(fā)布的TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床中，華為TSN交換機(jī)提供了高可靠性和超低時(shí)延的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床融合了SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)精確時(shí)間進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，將實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一傳輸，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)器、人與物聯(lián)接的一通到底，突破了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一大瓶頸。

來(lái)自歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)-開放通訊系統(tǒng)研究所（Fraunhofer FOKUS）的Alexander Willner博士對(duì)于TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床的推出給予了極高評(píng)價(jià)。OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)）與IT（信息與通信技術(shù)）的進(jìn)一步融合讓人興奮，也帶來(lái)了更多新鮮有趣的體驗(yàn)。OPC UA與TSN結(jié)合帶來(lái)的最大改變，是在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了實(shí)時(shí)信息交換和互操作。通過(guò)對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)景的模擬，TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床展示了新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也激起了人們對(duì)于未來(lái)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)世界的無(wú)限遐想。

02

面向六大工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景

中橋調(diào)研咨詢調(diào)查結(jié)果顯示，制造業(yè)企業(yè)是在未來(lái)24個(gè)月內(nèi)實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型最積極的一個(gè)群體。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)都在尋找與工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景最契合的應(yīng)用場(chǎng)景，從而徹底改變工業(yè)制造的流程、模式，提升產(chǎn)品品質(zhì)和制造效率，同時(shí)改善服務(wù)。在工業(yè)領(lǐng)域，越來(lái)多的實(shí)踐證明，TSN與OPC UA的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)層、控制層、管理層直至云端的數(shù)據(jù)通訊，從而提升自動(dòng)化配置水平。

此次發(fā)布的TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床的一個(gè)特別之處在于，華為與多家廠商共同打造了六大工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景，包括與AII打造的電機(jī)預(yù)測(cè)性維護(hù)網(wǎng)絡(luò)（TSN for Predictive Maintenance），與美國(guó)國(guó)家儀器打造的“馬達(dá)同步”，與和利時(shí)打造的“賽車游戲”，與Linmot打造的“繪圖運(yùn)動(dòng)控制”，與施耐德電氣打造的“LED同步”，以及與貝加萊打造的“OPC UA Over TSN”等場(chǎng)景，廣泛驗(yàn)證了TSN網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜環(huán)境情況下的高確定性和低時(shí)延性，保障工業(yè)場(chǎng)景下的嚴(yán)格同步運(yùn)動(dòng)控制。

華為歐洲解決方案產(chǎn)品管理及營(yíng)銷總監(jiān)羅濟(jì)軍博士表示：“未來(lái)，工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂袛?shù)以百億計(jì)的設(shè)備連接上網(wǎng)，傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)顯然無(wú)法承受如此巨大的數(shù)據(jù)傳輸量，這需要一種新的架構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)高帶寬、高速率和海量連接等訴求。華為將與業(yè)界更多的組織和廠商深入合作，共同打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，推進(jìn)TSN技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，真正實(shí)現(xiàn)TSN網(wǎng)絡(luò)下的‘全網(wǎng)通’，從而加速制造行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型�！�

在工業(yè)領(lǐng)域，OT與ICT的深度融合與創(chuàng)新，大大提升了制造流程的自動(dòng)化水平，使得個(gè)性化定制成為可能，生產(chǎn)模式、供應(yīng)鏈、服務(wù)等也舊貌換新顏。此次TSN+OPC UA智能制造測(cè)試床的推出，以小見大，讓我們窺見了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)美好的未來(lái)。