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TSN+OPC UA智能制造测试床诞生 工业互联网发展提速

导读: 2018汉诺威工业博览会上,工业互联网产业联盟(AII)、Avnu联盟、边缘计算产业联盟(ECC)等超过20家国际组织和业界知名厂商,联手发布了包含六大工业互联场景的TSN+OPC UA智能制造测试床。

TSN+OPC UA智能制造测试床诞生,工业互联网发展提速

从全球范围来看,工业互联网的落地有两个关键点:一是以智能制造为切入点,实现快速突破,树立样板,起到引领作用;二是将互联网有效引入到工业企业、工业行业中去,建立更广泛、更稳固的支撑平台。而要达成这两项目标,必须做的一件事就是搭建整个工业互联网架构,并制定相关技术标准,以测试床提供的验证为支撑,以应用案例为重要抓手,在垂直领域进行应用探索,寻找共性的产业突破点。

实现突破的最佳时机已经来到。德国时间4月23日,在全球最大的工业展会——2018汉诺威工业博览会上,工业互联网产业联盟(AII)、Avnu联盟、边缘计算产业联盟(ECC)、Fraunhofer FOKUS、华为、施耐德电气、和利时、美国国家仪器、贝加莱、TTTech、思博伦通信等超过20家国际组织和业界知名厂商,联手发布了包含六大工业互联场景的TSN+OPC UA智能制造测试床。这被业界看作是打通工业互联网“最后一公里”的里程碑事件。

01

TSN+OPC UA是未来,是方向

工业互联网将我们带入了一个全新的世界,这是一个由日益智能化且超级互连的设备和基础设施组成的奇妙世界,各种传感器、智能设备、基础架构广泛连接,共享数据。处理如此庞大而复杂的连接,分析如此海量的数据,控制如此智能的系统,企业需要更加可靠、智能且可以远程、安全地访问智能边缘设备的网络技术。

时间敏感网络(Time Sensitive Networking,TSN)应运而生,它可以弥补现有网络的一些缺憾,拥有更大的带宽、更好的确定性传输和控制,以及更低的时延。特别需要指出的一点是,在延迟和同步方面,TSN重点考虑了快速系统响应和闭环控制应用所需的低延迟通信问题,可以保证数十微秒的确定性传输时间,以及数十纳秒的节点间时间同步。TSN是一个关键的标准,它确保了时间敏感的重要数据能够实时通过标准网络设施进行传输。更重要的是,它在底层架构中改变了传统以太网的不确定性,将它转变为确定性网络,使得以太网发生了一次大的飞跃,进而推动了实时物联网的演进。当前,各大厂商积极参与制定新一代TSN通讯协议标准,助推工业互联网进入Gbit/s时代。TSN标准有望于2020年底确定。

OPC UA的主要优势在于,它与平台无关,可在任何操作系统上运行;为未来的先进系统做好准备,并与历史遗留系统充分兼容;配置和维护更加方便;可见性增加,通信范围更广,通信性能更高。OPC UA让数据采集、信息模型化和工厂底层与企业层面之间的通讯更加安全和可靠。因为有了OPC UA,所有数据信息可以在任何时间、任何地点被每个授权的应用和授权的人所使用。

有专业人士指出, TSN+OPC UA是实现智能制造的关键技术点,同时也是预测性维护、数据分析、机器学习和人工智能等新技术的关键推动因素,能够帮助工业企业提升效率,减少系统停机时间,提高设备综合效率,并降低总体成本等。

在此次发布的TSN+OPC UA智能制造测试床中,华为TSN交换机提供了高可靠性和超低时延的工业控制网络。TSN+OPC UA智能制造测试床融合了SDN(软件定义网络)技术,实现了根据精确时间进行优先级排序,将实时和非实时数据进行统一传输,真正实现了机器、人与物联接的一通到底,突破了工业互联网的一大瓶颈。

来自欧洲最大的应用科学研究机构弗劳恩霍夫协会-开放通讯系统研究所(Fraunhofer FOKUS)的Alexander Willner博士对于TSN+OPC UA智能制造测试床的推出给予了极高评价。OT(运营技术)与IT(信息与通信技术)的进一步融合让人兴奋,也带来了更多新鲜有趣的体验。OPC UA与TSN结合带来的最大改变,是在工业领域实现了实时信息交换和互操作。通过对各种应用场景的模拟,TSN+OPC UA智能制造测试床展示了新技术的优势,也激起了人们对于未来数字网络世界的无限遐想。

02

面向六大工业互联场景

中桥调研咨询调查结果显示,制造业企业是在未来24个月内实施数字化转型最积极的一个群体。云计算、大数据、人工智能、边缘计算、物联网等新技术都在寻找与工业应用场景最契合的应用场景,从而彻底改变工业制造的流程、模式,提升产品品质和制造效率,同时改善服务。在工业领域,越来多的实践证明,TSN与OPC UA的结合可以实现从现场层、控制层、管理层直至云端的数据通讯,从而提升自动化配置水平。

此次发布的TSN+OPC UA智能制造测试床的一个特别之处在于,华为与多家厂商共同打造了六大工业互联场景,包括与AII打造的电机预测性维护网络(TSN for Predictive Maintenance),与美国国家仪器打造的“马达同步”,与和利时打造的“赛车游戏”,与Linmot打造的“绘图运动控制”,与施耐德电气打造的“LED同步”,以及与贝加莱打造的“OPC UA Over TSN”等场景,广泛验证了TSN网络在复杂环境情况下的高确定性和低时延性,保障工业场景下的严格同步运动控制。

华为欧洲解决方案产品管理及营销总监罗济军博士表示:“未来,工业领域将有数以百亿计的设备连接上网,传统工业以太网显然无法承受如此巨大的数据传输量,这需要一种新的架构来应对高带宽、高速率和海量连接等诉求。华为将与业界更多的组织和厂商深入合作,共同打造工业互联网生态,推进TSN技术和标准不断完善,真正实现TSN网络下的‘全网通’,从而加速制造行业数字化转型。”

在工业领域,OT与ICT的深度融合与创新,大大提升了制造流程的自动化水平,使得个性化定制成为可能,生产模式、供应链、服务等也旧貌换新颜。此次TSN+OPC UA智能制造测试床的推出,以小见大,让我们窥见了工业互联网美好的未来。

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