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當(dāng)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(lǐng)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(wù)的應(yīng)用變革，更給自動(dòng)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(dāng)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(guān)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(shí)時(shí)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(luò)進(jìn)行無縫連接。

“2019工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家計(jì)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(jìn)一步融合？時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)（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(fù)雜的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效管理，并確保網(wǎng)絡(luò)安全？實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)如何支持?jǐn)?shù)字化企業(yè)？……這一系列問題都成為了數(shù)字化時(shí)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(tuán)副總裁兼過程自動(dòng)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(luò)專家計(jì)劃論壇”在京舉辦。西門子將憑借專業(yè)的工業(yè)通訊與識(shí)別產(chǎn)品、專家級的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)、一站式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家服務(wù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家合作伙伴開發(fā)計(jì)劃和培訓(xùn)與認(rèn)證體系五大核心能力，推進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家計(jì)劃，構(gòu)建數(shù)字化時(shí)代的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。西門子（中國）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)副總裁兼過程自動(dòng)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(luò)生態(tài)的企業(yè)，我們希望通過這一計(jì)劃攜手更多合作伙伴，共同提升中國工業(yè)通訊領(lǐng)域的整體實(shí)力，為各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型鋪平通訊之路。”

TSN+5G 領(lǐng)跑工業(yè)通訊技術(shù)變革

面向未來的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)是打造數(shù)字化工廠和實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。數(shù)字化時(shí)代的通訊網(wǎng)絡(luò)需要具備高可靠性、可用性和安全性，還要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)（IT）與制造技術(shù)（OT）網(wǎng)絡(luò)的融合，更長遠(yuǎn)的目標(biāo)還包括與云的連接并對之進(jìn)行監(jiān)控。而抓住工業(yè)通訊未來的兩個(gè)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(guān)工作，領(lǐng)跑工業(yè)通訊技術(shù)變革。

根據(jù)權(quán)威報(bào)告預(yù)測，2025年，5G將帶動(dòng)我國直接和間接總經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出達(dá)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(yīng)用場景將在5G應(yīng)用拓展方面占據(jù)至關(guān)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(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

工業(yè)5G為生產(chǎn)、維護(hù)和物流所需的無線網(wǎng)絡(luò)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(jià)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(lǐng)域的巨大潛力，從一開始就擁抱這種新的通信標(biāo)準(zhǔn)，并通過開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品組合來支持其標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)實(shí)施。

5G三大應(yīng)用場景

為推動(dòng)5G在工業(yè)領(lǐng)域的落地，西門子積極參與3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織，以確保對行業(yè)重要的要求成為5G標(biāo)準(zhǔn)的一部分。與此同時(shí)，西門子作為工業(yè)互聯(lián)與自動(dòng)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(fèi)級5G網(wǎng)絡(luò)的使用，但其并不符合工業(yè)使用的所有標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)到2020年3月第16版（R16）發(fā)布后，5G的性能將達(dá)到工業(yè)級應(yīng)用水平。在這之前，西門子已經(jīng)進(jìn)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(xiàng)目和試驗(yàn)平臺(tái)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(luò)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(luò)的需求不盡相同。信息層需要高帶寬和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制層和現(xiàn)場層則需要確定性網(wǎng)絡(luò)，以固定的時(shí)間間隔傳輸控制信號(hào)，滿足高速實(shí)時(shí)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(luò)同時(shí)工作。而從橫向來看，各個(gè)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(luò)設(shè)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(shí)，TSN應(yīng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)OT和IT的融合。TSN與OPC-UA相結(jié)合，在通訊機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的互聯(lián)互通，將會(huì)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(rèn)為，在TSN的幫助下，OPC UA將具備實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級的循環(huán)和實(shí)時(shí)I/O數(shù)據(jù)交換。目前，Profinet在全球安裝的節(jié)點(diǎn)設(shè)備已達(dá)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(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。

基于TSN強(qiáng)化工業(yè)通訊

值得強(qiáng)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(yīng)用還有很長的路要走，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還沒有完成，西門子會(huì)不斷致力于推動(dòng)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(guān)產(chǎn)品，如具有TSN功能的網(wǎng)絡(luò)組件、通信處理器、軟件和網(wǎng)絡(luò)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(luò)

隨著“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”的快速推進(jìn)，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(fēng)險(xiǎn)，關(guān)鍵的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施已成為重要的攻擊目標(biāo)。尤其是隨著無線網(wǎng)絡(luò)從消費(fèi)領(lǐng)域擴(kuò)展到工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，5G時(shí)代的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全需要受到更多的關(guān)注。比如設(shè)備提供商對工廠設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù)，對交通網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，對能源、水和燃?xì)獾然A(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的控制等等。這些領(lǐng)域都需要數(shù)據(jù)與公共網(wǎng)絡(luò)連接并通過其傳輸，網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)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(shí)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(huì)根據(jù)IEC62443，國家信息安全等級保護(hù)、行業(yè)最佳實(shí)踐等進(jìn)行評估對標(biāo)，找出差距，定義下一步行動(dòng)項(xiàng)。第二步“實(shí)施”，即按照縱深防御的理念，設(shè)計(jì)實(shí)施信息安全方案，從管理與技術(shù)兩個(gè)方面將信息安全提升至目標(biāo)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(hù)到這里就停止了，但這只能達(dá)到靜態(tài)的安全，無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)的安全。西門子在此基礎(chǔ)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(guān)聯(lián)的技術(shù)，將工廠的運(yùn)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(huì)佩戴可穿戴設(shè)備持續(xù)監(jiān)測自己的健康水平一樣。西門子利用領(lǐng)先的技術(shù)和管理水平讓客戶是關(guān)鍵數(shù)字資產(chǎn)可感知、可控制、可管理。

服務(wù)與培訓(xùn) 打造專業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)“朋友圈”

精準(zhǔn)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(hù)體系，這一切都是西門子打造“西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家計(jì)劃”的根基，除此之外，一站式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家服務(wù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家培訓(xùn)及認(rèn)證也作為該計(jì)劃的重要組成部分，在西門子打造的數(shù)字化時(shí)代的通訊網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)、實(shí)施部署在內(nèi)的一體化專業(yè)服務(wù)。

西門子的工業(yè)通訊培訓(xùn)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(luò)的專家的初衷，西門子打造了包含工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換和路由技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無線技術(shù)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)三大主題在內(nèi)的專業(yè)課程培訓(xùn)認(rèn)證體系。自該培訓(xùn)2018年引入中國以來，已經(jīng)有近百人獲得了相關(guān)的資質(zhì)認(rèn)證。

自2018年發(fā)布“西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家計(jì)劃”之后，經(jīng)過一年的發(fā)展，該計(jì)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(luò)專家計(jì)劃’能夠幫助他們拓展業(yè)務(wù)模式并成為解決方案供應(yīng)商，贏得更多競爭優(yōu)勢。”依托“西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)專家計(jì)劃”，西門子正在全力構(gòu)建數(shù)字化時(shí)代的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)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(tái)SINEC NMS  、數(shù)字化企業(yè)的實(shí)時(shí)定位平臺(tái)--SIMATIC RTLS 、用于自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的全千兆交換機(jī)等在內(nèi)的工業(yè)通訊及識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品，彰顯了其在數(shù)字化時(shí)代，迎接工業(yè)通訊變革的核心技術(shù)實(shí)力。