智能工厂概念的实施旨在提供不断提高的效率和生产力。通过提供在整个企业内外流动的连续数据流，可以实时监控和管理制造过程。时间敏感网络 (TSN) 技术通过为当今的工业通信提供越来越全面的方法，使智能制造的前景更加接近。

连接性是当前工业领域正在经历的数字化转型的关键要求，其作用将继续变得越来越突出。标准工业以太网长期以来一直很好地服务于制造业，多年来不断发展，以应对工业通信中的新挑战和要求。然而，它的一些功能正变得越来越过时，阻碍了企业采用工业 4.0。

只有围绕智能制造、工业物联网 (IIoT) 和大数据的需求构建的新技术才能成功解决这个问题。由 IEEE 802.1 定义的 TSN 为当前的工业以太网提供了通向未来的迁移路径。



 

从根本上说，创建响应迅速且透明的网络物理企业需要系统来监控、控制所有流程操作并做出分散的自主决策。实现这一目标的优雅方法是使用一个单一的工业网络来提供信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 的必要融合。在实践中，只有少数公司拥有这种。通常，任何给定的工厂都会有许多不同类型的网络，因为随着时间的推移并根据不同的需求进行安装。TSN 可以通过在同一网络基础设施上统一多个不同的工业以太网协议来解决这个问题。

这些功能由定义 TSN 的一组 IEEE 802.1 标准启用。其中的关键是 802.1AS 和 Qbv。它们分别定义了网络上设备的同步和控制流量的优先级。TSN 确保以可靠和确定的方式处理重要的过程数据，同时允许较低优先级的流量在同一网络上共存。因此，TSN 不仅提供生产力优势，而且还降低了与网络基础设施相关的拥有成本。

消除关键和非关键数据共享之间的任何物理隔离，简化了网络规划，并降低了与布线和网络管理相关的资本支出 (CAPEX) 和运营费用 (OPEX)。

注意力集中在 TSN 允许“标准”以太网具有确定性这一事实上。虽然这是真的，但 TSN 仅针对以太网的数据链路层。它不考虑工业以太网协议解决的更别的功能，例如安全和运动控制。寻找未来通信迁移路径的用户需要考虑如何将 TSN 与这些需求相结合，以确保高性能和功能。

此外，作为设备制造商目前可以选择和混合的一系列开放 IEEE 技术标准，TSN 确保遵循相同 IEEE 802.1 子标准的技术之间的开放性和未来互连性。IEC/IEEE 60802 工作组目前正在以此为基础，创建一组用于在自动化中使用 TSN 的配置文件，以确保标准化。



 

这些机会有可能有助于改进制造流程并提高采用 TSN 的企业的竞争力。从长远来看，它们将改变全球制造业。工厂自动化业务的主要参与者已经推出了一系列支持 TSN 的产品，因此这个概念不是理论上的未来世界，而是工业网络发展中非常坚实的一步。TSN 提供的连接水平将有助于将生产工厂内的不同“自动化岛”连接成一个独立且自我协调的“生命系统”，以响应包括波动输入和预定事件在内的许多变量。

TSN 可以支持的网络物理系统不仅限于自动化，还可以扩展到资产管理和预测性维护。当与 OPC UA 结合使用时，TSN 提供了一个高效可靠的网络，用于传输有关物理机器及其虚拟对应物性能的高质量真实数据。因此，可以创建高度准确且响应迅速的实时数字双胞胎。
我司产品广泛应用于数控机械 冶金,石油天然气,石油化工，
化工,造纸印刷,纺织印染,机械,电子制造,汽车制造,
塑胶机械,电力,水利,水处理/环保,市政工程,锅炉供暖,能源,输配电。



 

These capabilities are enabled by the set of IEEE 802.1 standards that define TSN. Key amongst them are 802.1AS and Qbv. These define the synchronisation of devices on a network and control the prioritisation of traffic respectively. TSN ensures that vital process data is handled in a reliable and deterministic manner, while allowing lower priority traffic to co-exist on the same network. Hence, not only does TSN offer productivity benefits, but it also lowers cost of ownership associated with the network infrastructure.

The removal of any physical separation between critical and non-critical data sharing, simplifies network planning as well as reducing capital expenditure (CAPEX) and operating expenses (OPEX) associated with cabling and network administration.

Attention has been focused on the fact that TSN allows “standard” Ethernet to be deterministic. While this is true, TSN only addresses the data link layer of Ethernet. It does not consider higher level functions addressed by industrial Ethernet protocols, such as safety and motion control. Users looking for a migration path to future communications need to consider how TSN can be combined with these needs to ensure high performance and functionality.

Moreover, as a series of open IEEE technical standards that device makers can currently pick and mix, TSN ensures openness and future interconnectivity among technologies adhering to the same IEEE 802.1 sub-standards. The IEC/IEEE 60802 working group is currently building on this by creating a set of profiles for using TSN in automation to ensure standardisation.

Revolutionising smart manufacturing

These opportunities have the potential to contribute to improving manufacturing processes and increased competitiveness for businesses that adopt TSN. In the long term, they will transform global manufacturing. Major players in the factory automation business have already introduced a range of products that support TSN, so the concept isn’t a theoretical tomorrow’s world, but very much a solid step in the evolution of industrial networking. The level of connectivity offered by TSN will help to connect different ‘islands of automation’ within a production plant into one independent and self-coordinated ‘living system’ responsive to many variables including both fluctuating inputs and scheduled events.

Cyber-physical systems that TSN can support are not confined to automation but can be extended to asset management and predictive maintenance. When combined with OPC UA, TSN provides an efficient and reliable network for the transfer of high-quality, real-world data on the performance of physical machines and their virtual counterparts. As a result, it is possible to create highly accurate and responsive real-time digital twins.