时间敏感型网络：IEEE标准推进工业4.0的五种方式

在世界各地，我遇到了投资数十万甚至数百万美元的客户，以实现工业4.0的承诺。这种无处不在的连接新范式正在激励制造商，从最大的自动化OEM到新兴企业。他们看到了提高业务生产力、效率、适应性和盈利能力的潜力，从而为底线以及最终的员工、利益相关者和客户带来利润。

例如，工业4.0承诺提供前所未有的灵活性，通过允许制造商适应季节性或不断变化的客户需求，转化为敏捷生产。我们将能够提高正常运行时间（控制开销和维护成本），减少资源时间和参与，并增强业务和客户的信心。这些只是我们可以预期第四次工业革命带来的潜在行业变化结果的几个例子。

强调这些巨大机会的是获取、通信和分析数据的需求。数据，最重要的是从这些数据中提取的见解，是获得所有这些改进的货币。然而，在当今的大多数工厂中，数据都存在于孤岛中，孤立且无法访问，因此无法操作。多年来，制造商一直试图解决这个问题，但在孤岛中工作阻碍了这些项目。

进入时间敏感网络 （TSN），这是一组 IEEE 以太网标准，是满足工业 4.0 的许多强大成果的基础。借助TSN，整个工厂的所有数据（从地板到服务器、前台以及介于两者之间的任何地方）都可以共存和通信。由于TSN是打破阻碍工业通信的现有数据孤岛的第一步，因此它可以实现对宝贵决策数据的无处不在的访问。TSN是帮助工业组织以五种关键方式实现工业4.0承诺的起点，所有这些方式都植根于使数据更易于访问。

创建通用语言。通过创建对时间同步的统一理解，以及对所有数据包和信息的统一处理，TSN允许数据使用通用语言。虽然设备互操作性挑战仍然存在，但制造商将能够从他们的数据中获得更多价值，这些数据现在可以在同一以太网路径中共存。

实现可扩展性和敏捷性。TSN可以帮助以太网管理数据发送的一系列传输速率，以便在所有优先级上有足够的带宽用于数据吞吐量。最终，制造商可以更轻松地增加或减少产能，并适应不断变化的客户优先级和需求。

支持更可靠的自动化。TSN支持对准确性和精度至关重要的实时确定性数据。如果数据点（例如信号）的计时以任何方式延迟或关闭，机器可能无法正确响应并导致下游影响，从而降低生产力并导致收入损失。例如，考虑机器人与人类一起工作所需的精度;如果机器人的运动偏离了几分之一英寸，工人的安全就会受到威胁。TSN促进了像这样的即时通信应用以及更多其他应用，以提高安全性和质量。

帮助缩小信息技术 （IT） 和运营技术 （OT） 专家之间的鸿沟。通过提供一套通用工具，TSN支持IT和OT团队通常不同且相互竞争的目标。它提供了一个支持协作的通用框架，一种共享语言。此外，我们看到许多OT专家接近退休年龄，这意味着他们将带着他们对当今现场总线的历史专业知识退休。TSN有可能通过提供一个通用框架来解决这些未来的技能差距，使IT专家能够支持工业以太网。这样可以节省资源并提高生产率。

允许公司将其研发支出分配到其他地方。由于TSN解决了带宽限制，因此公司在尝试扩展或添加新容量时不再需要构建新的带宽分配。我们已经看到公司在基础设施上投资了数千万美元，但仅仅十年后就变得过时或无效。TSN大大减少了重建的需求，从而为投资支持更高自动化的技术创造了机会。例如，它通过培训员工管理和操作复杂的机器人系统来释放资金用于再投资提高员工的技能。

结论

毫无疑问，TSN标准是工业4.0承诺及其将改变的许多应用的关键基础构建块，引领下一代技术，彻底改变制造商的工作和运营方式。然而，这只是我们正在构建的更广泛生态系统的一部分，以实现第四次工业革命。这需要软件、中间件、先进的硅组件、杰出的发明家和工程师、敬业的技术人员和操作员、教育和时间。但是，我在ADI公司和整个行业的同事都相信这些新兴技术的惊人潜力，并且像我们的客户和合作伙伴一样，从几乎无穷无尽的机会中受到启发。

审核编辑：郭婷