建造智慧工廠並非易事。過去，工廠需自行搭建獨立的多層網絡架構，來確保工作站、生產線、控製中心實現效率最優，保障各類應用和功能順暢運行。

工業 4.0 不僅能提高產能、降低成本，還將催化大規模定製生產。這一新生產方式的前提條件是工廠內所有設備互聯互通。在實際操作中，這意味著信息技術 (IT) 網絡與操作技術 (OT) 網絡的融合，所有終端設備相互連接，實現從原材料、生產到交付客戶各階段數據的集中采集。工廠再根據這些實時信息不斷優化生產策略。

係統集成商如想幫助采用傳統多層網絡的工廠完成智能化轉型，將麵臨確保技術可行性、額外構建網絡、維護成本增加等嚴峻挑戰。要建立真正意義上的智慧工廠，首先需要打破傳統多層網絡架構。

自動化行業一直期待構建統一網絡，解決當下許多工廠麵臨的挑戰。在這一點上，時間敏感網絡 (TSN) 技術可以發揮作用。基於標準以太網，TSN 可以在全網範圍內實現時間同步、最優管理，並且延時少、可靠性高，同時支持不同工業以太網協議。因此，TSN 能有效解決 IT 和 OT 融合而產生的問題、打破自動化孤島壁壘，實現工業 4.0 勾勒的未來。

由工業自動化領導企業組成的標準製定組織 ODVA 指出：“TSN 標準專門針對通過工業以太網發送的時間關鍵數據，解決 IT 與 OT 融合產生的數據傳輸量激增問題。”

TSN 技術雖已曆經多年發展，但計劃建造智慧工廠的企業仍在觀望這一技術究竟能給行業帶來什麼實際惠益。TSN 技術目前尚未付諸實施，但係統集成商期待 TSN 技術能商業化，並形成更加完整的 TSN 生態係統。

然而，更重要的問題依然是：目前 TSN 可以用於打造智慧工廠了嗎？

我們認為，要成功部署 TSN 技術需滿足三個關鍵條件。

條件 1：支持工業以太網協議

工業通訊技術對工廠運行必不可少。工業以太網協議在工廠 OT 網絡中發揮重要作用。不同組織為滿足自身應用係統的需求而製定不同協議，導致設備、生產線、應用各自獨立運行，係統之間很難相互通訊和協作。

自 TSN 技術問世以來，主要工業以太網協議組織開始積極製定新的標準，開發與 TSN 兼容的工業以太網協議。因此，不同工業以太網協議生態係統用戶得以充分利用最新 TSN 技術。

例如：CC-Link 協會 (CLPA) 於 2018 年完成並發布了基於 TSN 標準的“CC-Link IE TSN”規範。隨後發布白皮書，通過汽車塗裝車間、半導體加工工具等應用案例，展現統一網絡使用 CC-Link IE TSN 協議後的實際優勢。截至 2020 年 9 月，CLPA 共有 300 多家企業會員，其中有幾家製造企業已推出符合 CC-Link IE TSN 標準的bob手机在线登陆 。

在全球擁有 1,700 位會員的 PI 國際組織於 2019 年 7 月發布“PROFINET 規範 V2.4”，令 TSN 網絡支持基於 PROFINET 的工業通訊。除了證明 TSN 技術的可行性，該組織正率先推動 TSN 生態係統發展。

OPC 基金會於 2018 年發起“OPC 統一架構現場級通訊倡議”，旨在運用開放、統一的方式部署包含 TSN 和相關應用配置文件的 OPC 統一架構。OPC 基金會首次彙聚諸多工業自動化領域的領軍企業加入聯合項目，力圖開發現場級實時通訊協議，滿足未來基於 TSN 技術的工業自動化係統需求。雖然此標準尚在製定中，但 2019 年 4 月德國漢諾威工業博覽會及該基金會的最新宣傳冊均已展示了階段性顯著成果。

OPC 統一架構現場級通訊倡議主要參與者
來源: https://opcfoundation.org/wp-content/uploads/2020/10/OPCF-FLC.pdf

ODVA 製定的工業以太網協議 EtherNet/IP 也正在利用 TSN 技術完善其標準。例如：2020 年 4 月發布的“加強 EtherNet/IP 進一步應對工業 4.0 和 IIoT”文章中提及增加鏈路層發現協議 (LLDP)，為 TSN 功能納入 EtherNet/IP 規範奠定基礎。

為支持 TSN 標準，以上主要工業以太網協議正不斷更新。雖然它們完備程度不盡相同，但都不再停留於理論階段。而且，一些設備製造商已推出支持 TSN 技術且兼容上述工業以太網協議的bob手机在线登陆 。

條件 2：TSN 解決方案成熟

在工業以太網協議不斷發展的同時，下一步要攻克的難關是完善 TSN 解決方案。對於智慧工廠涉及的自動化設備、係統乃至整個生產線，硬件和軟件在一定程度上都必須支持 TSN 標準，才能執行完整的解決方案，將 TSN 技術付諸實踐。

例如：軟硬件開發工具和堆棧、開發板在生產 TSN 應用和bob手机在线登陆 的整個生命周期為設備製造商提供幫助。控製器、交換機、人機界麵 (HMI)、逆變器、IO 等自動化硬件設備也需要支持 TSN 相關功能，協助係統集成商構建下一代自動化係統和網絡。

另一方麵，智慧工廠所管理的設備和采集的數據數量顯著增長。為了幫助係統集成商降低部署和維護總成本，用來集中管理 TSN 設備的軟件管理工具也是整個解決方案中不可或缺的一部分。這有助於現場工程師簡化複雜的應用要求，大幅減少配置 TSN 設備的用時。

從 TSN 生態係統整體來看，自從智能生產解決方案展 (SPS) 於 2016 年在德國首展以來，芯片、開發板、設備、軟件工具等製造商已相繼推出 TSN 相關bob手机在线登陆 。近幾年自動化龍頭企業推出的bob手机在线登陆 均清晰表明，基於 TSN 的解決方案正迅速成熟。

條件 3：多供應商互操作性

盡管 TSN 標準是諸多行業公認的以太網標準的集合，但不同製造商設備之間的兼容問題仍不可避免。針對此問題，全球已建立四大 TSN 互操作測試平台，即工業互聯網聯盟 (IIC)、工業 4.0 實驗室網絡 (LNI 4.0)、工業互聯網產業聯盟 (AII) 和邊緣計算產業聯盟 (ECC)。設備製造商通過這些平台攜手合作，確保不同設備間 TSN 技術的互操作和融合。

工業互聯網聯盟 (IIC) 聯合展示亮相 2019 年德國漢諾威工業博覽會。這不僅反映出眾多製造商正努力兌現提供 TSN 解決方案的承諾，也以直觀方式消除了係統集成商和用戶的疑慮。

IIC 聯合展示亮相 2019 年漢諾威工業博覽會

TSN 準備就緒

通過諸多 TSN 供應商共同努力，建立 TSN 生態係統的關鍵要素正逐步落實，且已取得巨大進展。

近幾年，許多 TSN 實際應用展示已在全球的自動化展覽亮相。這些展覽證明了標準組織和製造商支持 TSN 技術發展的決心。bob手机在线登陆 自 TSN 標準製定初期就是積極參與者，與其他行業領導企業聯合推動 TSN 生態係統發展。

2019 年 11 月，bob手机在线登陆 攜手三菱電機、貝加萊、Acontis 在德國紐倫堡智能生產解決方案展 (SPS) 上展出“TSN：統一網絡基礎設施”。使用 TSN 統一網絡架構，兩個主要工業以太網協議——CC-Link IE TSN 和 OPC UA 在 TSN 網絡成功運行。該展示融合運動控製、圖像流、數據采集及其他應用，展現了 TSN 和多個bob手机在线登陆 的實際運用。（如需更多信息，請參閱《TSN——未來已來》）

2019 年 SPS TSN 演示工具展示

2020 年 8 月，bob手机在线登陆 應 CLPA 邀請在中國台北國際自動化工業大展中展示 TSN 統一網絡架構，首次演示通過 CC-Link IE TSN 認證的交換機如何運作。

2020 年中國台北國際自動化工業大展演示工具展示

過去，整個行業都認為 TSN 標準和技術還處於發展初期。不支持工業以太網協議、解決方案不成熟、無法實現互操作性是阻礙 TSN 技術部署的三大關鍵因素。從近期取得的發展來看，這些阻礙正逐漸成為過去式。

TSN 不再隻是理論。與 TSN 兼容的工業以太網協議和設備製造商設計的 TSN 完整解決方案共同推動建立真正的 TSN 生態係統，為未來工業互聯網時代奠定基礎。

如需更多關於 TSN 的信息，請下載我們的白皮書或訪問 TSN 網站。