工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的“大一統(tǒng)” 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)必須走出的第一步是什么？

眾所周知，以太網(wǎng)已經(jīng)成為家庭、企業(yè)及數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)連接和互通的最廣泛的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。然而因?yàn)槠浯_定性、實(shí)時(shí)性、可靠性等因素，傳統(tǒng)以太網(wǎng)并不適用于工業(yè)數(shù)據(jù)通訊。例如以太網(wǎng)存在的CSMA／CD機(jī)制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突時(shí)需不斷重發(fā)數(shù)據(jù)，這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性帶來(lái)挑戰(zhàn)；另外，因工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)面臨惡劣的工況、嚴(yán)重的線間干擾等，也導(dǎo)致以太網(wǎng)可靠性大打折扣。

因?yàn)楫?dāng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸滲透到工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)數(shù)據(jù)通訊并不再僅限于機(jī)器到傳感層，也不僅限于機(jī)器到機(jī)器之間，而是擴(kuò)展到了與人、云和應(yīng)用等更豐富的連接。有更多類型和更多海量的數(shù)據(jù)需要傳輸和處理，而對(duì)于數(shù)據(jù)處理的鏈條也變得更長(zhǎng)，包括在邊緣側(cè)，包括云端，包括與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的逐步打通。因此，如何應(yīng)對(duì)通過(guò)更高帶寬進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的聯(lián)接和傳輸，如何做到更精準(zhǔn)的確定性控制和更低時(shí)延，仍是工業(yè)制造的巨大挑戰(zhàn)。所以，一個(gè)打破碎片化的通訊協(xié)議，以及統(tǒng)一數(shù)據(jù)鏈路的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于工業(yè)制造的未來(lái)更為重要。

工業(yè)數(shù)據(jù)通訊的“大一統(tǒng)”

TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）＋ OPC UA（OPC統(tǒng)一架構(gòu)）成為從傳感器到云端建立全面通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的最佳拍檔。

基于TSN提供的網(wǎng)絡(luò)通信的高確定性和低時(shí)延之上，OPC UA則提供了一個(gè)獨(dú)立于平臺(tái)的面向服務(wù)的體系架構(gòu)，它定義了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和信息模型，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備和企業(yè)，以及不同廠商設(shè)備之間的交互。

TSN＋OPC UA組合提供了一個(gè)實(shí)時(shí)、高確定性并真正獨(dú)立于設(shè)備廠商的通信網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)在帶寬、安全、互操作、延遲和同步等方面帶來(lái)巨大改善。

也就是說(shuō)，TSN＋OPC UA就像秦始皇統(tǒng)一度量衡一樣，徹底統(tǒng)一了數(shù)據(jù)鏈路的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，也就是徹底統(tǒng)一了工業(yè)界近百種碎片化的通訊協(xié)議。一個(gè)統(tǒng)一的，有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于數(shù)字化社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，絕不亞于秦始皇“書同文，車同軌”的舉措。實(shí)現(xiàn)這種大一統(tǒng)之后，必然會(huì)造成一系列顛覆性的連帶反應(yīng)，傳統(tǒng)工業(yè)的金字塔架構(gòu)在很大概率上會(huì)被直接打破，變成扁平化結(jié)構(gòu)，不用再經(jīng)過(guò)層層設(shè)備，數(shù)據(jù)獲得可以直接“跳步”貫穿到數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。

TSN＋OPC UA將IT和OT無(wú)縫融合

當(dāng)然，TSN＋OPC UA組合在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，越來(lái)越多的工業(yè)供應(yīng)商、ICT廠商和芯片供應(yīng)商也在共同加快對(duì)其測(cè)試和驗(yàn)證。

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(kāi)放通訊系統(tǒng)研究所（Fraunhofer FOKUS）的Alexander Willner博士表示，“自從可編程邏輯控制器（PLCs） 問(wèn)世以來(lái)，工業(yè)自動(dòng)化流程得到了極大優(yōu)化。OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)）與IT（信息與通信技術(shù)）之間的融合令人興奮，將帶來(lái)有趣的創(chuàng)新體驗(yàn)。OPC UA和TSN的結(jié)合，讓工業(yè)領(lǐng)域得以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息交換和互操作。聯(lián)合測(cè)試床中演示的場(chǎng)景展示了我們各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我們對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)充滿期待?！?/p>

在過(guò)去從現(xiàn)場(chǎng)層、控制層到信息層，最佳方案是采用相似供應(yīng)商的產(chǎn)品才容易集成和貫通，但是現(xiàn)在，由企業(yè)互相競(jìng)爭(zhēng)而造成的“人為邊界”已經(jīng)有被打破的跡象，因?yàn)闊o(wú)論產(chǎn)品類型、品牌和功能等差異如何存在，都可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)從下到上的貫穿和整合。

當(dāng)然，業(yè)內(nèi)對(duì)于TSN＋OPC UA的追崇并非因其高帶來(lái)的高可靠性、實(shí)時(shí)性那么簡(jiǎn)單，更重要的是，它們通過(guò)改寫工業(yè)通訊的底層架構(gòu)，真正為智能制造轉(zhuǎn)型打開(kāi)了大門。

無(wú)論是德國(guó)的“工業(yè)4．0”、亦或中國(guó)的“中國(guó)制造2025”等戰(zhàn)略，其背后的技術(shù)基礎(chǔ)均是物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)啟。而TSN＋OPC UA正是打通工業(yè)互聯(lián)最后一公里的關(guān)鍵所在，也是真正實(shí)現(xiàn)OICT融合，加速智能制造的關(guān)鍵所在。

TSN＋OPC UA通過(guò)改變工業(yè)數(shù)據(jù)通訊將會(huì)加速形成成熟的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和生產(chǎn)體系，因?yàn)樗鼛?lái)了數(shù)據(jù)流動(dòng)的暢通無(wú)阻。