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當下，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的迅速崛起，工業(yè)制造領域也正在迎來新一輪變革浪潮，這一浪潮帶來的不僅是萬物互聯(lián)、云端服務的應用變革，更給自動化與信息化的深度融合技術(shù)路徑帶來了深刻的變革。在這場變革當中，工業(yè)通訊被推到了前所未有的重要位置。作為工業(yè)4.0系統(tǒng)中至關重要的子系統(tǒng)，工業(yè)通訊將不僅僅需要滿足系統(tǒng)的實時性，更大的挑戰(zhàn)在于如何能夠把通訊要求所涵蓋的所有網(wǎng)絡進行無縫連接。

“2019工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃論壇” 現(xiàn)場

未來，工業(yè)通訊發(fā)展將何去何從？IT與OT如何進一步融合？時間敏感型網(wǎng)絡（TSN）將如何發(fā)展？工業(yè)5G將給工業(yè)帶來哪些改變和可能性？如何對日益復雜的工業(yè)網(wǎng)絡進行高效管理，并確保網(wǎng)絡安全？實時定位系統(tǒng)如何支持數(shù)字化企業(yè)？……這一系列問題都成為了數(shù)字化時代工業(yè)通訊變革的核心問題。

西門子（中國）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團副總裁兼過程自動化事業(yè)部總經(jīng)理姚峻博士

2019年7月16日，西門子“2019工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃論壇”在京舉辦。西門子將憑借專業(yè)的工業(yè)通訊與識別產(chǎn)品、專家級的工業(yè)網(wǎng)絡行業(yè)經(jīng)驗與知識、一站式工業(yè)網(wǎng)絡專家服務、工業(yè)網(wǎng)絡專家合作伙伴開發(fā)計劃和培訓與認證體系五大核心能力，推進工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃，構(gòu)建數(shù)字化時代的工業(yè)通訊網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)。西門子（中國）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團副總裁兼過程自動化事業(yè)部總經(jīng)理姚峻博士表示：“作為首家在中國面向數(shù)字化打造工業(yè)通訊網(wǎng)絡生態(tài)的企業(yè)，我們希望通過這一計劃攜手更多合作伙伴，共同提升中國工業(yè)通訊領域的整體實力，為各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型鋪平通訊之路。”

TSN+5G 領跑工業(yè)通訊技術(shù)變革

面向未來的工業(yè)通訊網(wǎng)絡是打造數(shù)字化工廠和實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎。數(shù)字化時代的通訊網(wǎng)絡需要具備高可靠性、可用性和安全性，還要實現(xiàn)信息技術(shù)（IT）與制造技術(shù)（OT）網(wǎng)絡的融合，更長遠的目標還包括與云的連接并對之進行監(jiān)控。而抓住工業(yè)通訊未來的兩個重要根基技術(shù)則是TSN和5G。對此，西門子早已開始布局，并深入?yún)⑴c和研究TSN與5G的相關工作，領跑工業(yè)通訊技術(shù)變革。

根據(jù)權(quán)威報告預測，2025年，5G將帶動我國直接和間接總經(jīng)濟產(chǎn)出達35.4萬億元。然而，不同于4G技術(shù)， 5G帶來的巨大市場空間將有超過75%集中在垂直行業(yè)。其中，工業(yè)應用場景將在5G應用拓展方面占據(jù)至關重要的地位。毫無疑問，5G作為無線通信的基本載體，正在引起工業(yè)領域的廣泛關注。

工業(yè)5G為生產(chǎn)、維護和物流所需的無線網(wǎng)絡打開了大門。高數(shù)據(jù)傳輸速率、可靠的高帶寬傳輸和超短延遲將顯著提高工業(yè)價值創(chuàng)造的效率和靈活性。西門子在5G發(fā)展初期就已經(jīng)看到了5G在工業(yè)領域的巨大潛力，從一開始就擁抱這種新的通信標準，并通過開發(fā)相應的產(chǎn)品組合來支持其標準化和工業(yè)實施。

5G三大應用場景

為推動5G在工業(yè)領域的落地，西門子積極參與3GPP標準組織，以確保對行業(yè)重要的要求成為5G標準的一部分。與此同時，西門子作為工業(yè)互聯(lián)與自動化5G聯(lián)盟（5G-ACIA：The 5G Alliance for Connected Industries and Automation）的創(chuàng)始成員，與眾多知名企業(yè)合作，共同討論工業(yè)5G的解決方案。據(jù)西門子介紹，目前發(fā)布的5G規(guī)范已經(jīng)發(fā)布到第15版（R15），可以滿足消費級5G網(wǎng)絡的使用，但其并不符合工業(yè)使用的所有標準，預計到2020年3月第16版（R16）發(fā)布后，5G的性能將達到工業(yè)級應用水平。在這之前，西門子已經(jīng)進行了一些有益的嘗試。比如西門子在OT環(huán)境中為工業(yè)5G開發(fā)了自己的研究項目和試驗平臺等。

姚峻在論壇中說道：“數(shù)字化首先要解決的就是互聯(lián)互通的問題，即IT與OT的互聯(lián)互通。” 然而，IT與和OT相互融合卻沒有我們想象得那么簡單。

從縱向來看，工業(yè)企業(yè)中現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構(gòu)分為信息層、控制層和現(xiàn)場層，這些不同層級對于網(wǎng)絡的需求不盡相同。信息層需要高帶寬和靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，控制層和現(xiàn)場層則需要確定性網(wǎng)絡，以固定的時間間隔傳輸控制信號，滿足高速實時性的操作需求。因此，在IT與OT層面，工業(yè)企業(yè)往往需要多種網(wǎng)絡同時工作。而從橫向來看，各個公司都開發(fā)了自己的專屬工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，讓網(wǎng)絡設備與協(xié)議彼此綁定。這些協(xié)議通常不兼容，因此成為了互聯(lián)互通的阻礙。此時，TSN應運而生。作為底層的通用架構(gòu)，TSN使得更多企業(yè)可以在此架構(gòu)上實現(xiàn)OT和IT的融合。TSN與OPC-UA相結(jié)合，在通訊機制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面，實現(xiàn)了真正意義上的互聯(lián)互通，將會重新定義現(xiàn)有的工業(yè)架構(gòu)。

2018年西門子將TSN列為未來重要的通訊技術(shù)之一。西門子認為，在TSN的幫助下，OPC UA將具備實時性，可以在控制器和控制器之間、控制器以上乃至到云端發(fā)揮重要作用。而在控制器內(nèi)部，基于TSN的Profinet將實現(xiàn)現(xiàn)場級的循環(huán)和實時I/O數(shù)據(jù)交換。目前，Profinet在全球安裝的節(jié)點設備已達到1800萬，是市場占有率最高的基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)自動化總線標準。

基于TSN強化工業(yè)通訊

值得強調(diào)的是，TSN雖然為工業(yè)制造描繪了一幅美好的愿景，但其在工業(yè)場景的應用還有很長的路要走，相關技術(shù)標準還沒有完成，西門子會不斷致力于推動TSN技術(shù)的發(fā)展。據(jù)悉，西門子將在年內(nèi)推出第一批相關產(chǎn)品，如具有TSN功能的網(wǎng)絡組件、通信處理器、軟件和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等。

深諳行業(yè) 提供安全可靠的工業(yè)通訊網(wǎng)絡

隨著“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”的快速推進，智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型已延伸至所有生產(chǎn)過程中，增加了各行各業(yè)的安全風險，關鍵的工業(yè)基礎設施已成為重要的攻擊目標。尤其是隨著無線網(wǎng)絡從消費領域擴展到工業(yè)和基礎設施領域，5G時代的工業(yè)網(wǎng)絡安全需要受到更多的關注。比如設備提供商對工廠設備的遠程維護，對交通網(wǎng)絡的監(jiān)控，對能源、水和燃氣等基礎設施網(wǎng)絡的控制等等。這些領域都需要數(shù)據(jù)與公共網(wǎng)絡連接并通過其傳輸，網(wǎng)絡安全至關重要。

西門子擁有一套完整的工業(yè)信息安全解決方案，以“評估、實施、持續(xù)監(jiān)控”的理念保障客戶工業(yè)信息安全。“評估”是第一步，即了解現(xiàn)狀，就像我們需要常做體檢來盡早規(guī)避疾病的發(fā)生一樣。西門子會根據(jù)IEC62443，國家信息安全等級保護、行業(yè)最佳實踐等進行評估對標，找出差距，定義下一步行動項。第二步“實施”，即按照縱深防御的理念，設計實施信息安全方案，從管理與技術(shù)兩個方面將信息安全提升至目標水平，就像生了病要對癥下藥一樣。以往的工業(yè)信息安全保護到這里就停止了，但這只能達到靜態(tài)的安全，無法實現(xiàn)持續(xù)的安全。西門子在此基礎上延伸了自己的理念，加入了“持續(xù)監(jiān)控”，利用大數(shù)據(jù)關聯(lián)的技術(shù)，將工廠的運行狀態(tài)和外界環(huán)境的變化結(jié)合起來，持續(xù)保障客戶的安全水平。這就像我們會佩戴可穿戴設備持續(xù)監(jiān)測自己的健康水平一樣。西門子利用領先的技術(shù)和管理水平讓客戶是關鍵數(shù)字資產(chǎn)可感知、可控制、可管理。

服務與培訓 打造專業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡“朋友圈”

精準布局TSN、5G等前瞻技術(shù)產(chǎn)品，深耕工業(yè)行業(yè)百余年的行業(yè)積淀，構(gòu)建全面系統(tǒng)的工業(yè)信息安全防護體系，這一切都是西門子打造“西門子工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃”的根基，除此之外，一站式工業(yè)網(wǎng)絡專家服務、工業(yè)網(wǎng)絡專家培訓及認證也作為該計劃的重要組成部分，在西門子打造的數(shù)字化時代的通訊網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。西門子可以為用戶提供包括專家咨詢、方案設計、實施部署在內(nèi)的一體化專業(yè)服務。

西門子的工業(yè)通訊培訓起源于2017年，基于致力于將用戶或合作伙伴培養(yǎng)成工業(yè)網(wǎng)絡的專家的初衷，西門子打造了包含工業(yè)網(wǎng)絡交換和路由技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡無線技術(shù)和工業(yè)網(wǎng)絡安全技術(shù)三大主題在內(nèi)的專業(yè)課程培訓認證體系。自該培訓2018年引入中國以來，已經(jīng)有近百人獲得了相關的資質(zhì)認證。

自2018年發(fā)布“西門子工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃”之后，經(jīng)過一年的發(fā)展，該計劃已卓有成效，吸引了越來越多的合作伙伴加入，與西門子共赴數(shù)字化浪潮。姚峻告訴記者：“‘西門子工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃’能夠幫助他們拓展業(yè)務模式并成為解決方案供應商，贏得更多競爭優(yōu)勢。”依托“西門子工業(yè)網(wǎng)絡專家計劃”，西門子正在全力構(gòu)建數(shù)字化時代的工業(yè)通訊網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)。

論壇期間，西門子還展示了包括數(shù)字化管理平臺SINEC NMS  、數(shù)字化企業(yè)的實時定位平臺--SIMATIC RTLS 、用于自動化網(wǎng)絡的全千兆交換機等在內(nèi)的工業(yè)通訊及識別技術(shù)和產(chǎn)品，彰顯了其在數(shù)字化時代，迎接工業(yè)通訊變革的核心技術(shù)實力。