时间敏感网络:IEEE标准将推进工业4.0的五种方式

理解时间敏感网络提供的数据可访问性的原因将有助于工业组织实现工业4.0的承诺。

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在世界各地,我遇到了一些客户,他们投资了数十万甚至数百万美元,以实现工业4.0的承诺。这种无所不在的连接新模式正激励着制造商,从最大的自动化oem到新兴企业。他们看到了提高企业生产率、效率、适应性和利润的潜力,并最终造福于员工、利益相关者和客户。

工业4.0承诺了前所未有的灵活性,例如,通过允许制造商适应季节性或不断变化的客户需求,将其转化为敏捷生产。我们将能够提高正常运行时间(控制开销和维护成本),减少资源时间和投入,并提高业务和客户的信心。这些只是我们可以预期的第四次工业革命可能改变行业结果的几个例子。

这些巨大的机遇凸显了获取、交流和分析数据的需求。数据,最重要的是,从数据中提取的见解,是所有这些改进可以获得的货币。然而,在今天的大多数工厂中,数据都是孤立的、不可访问的,因此是不可操作的。多年来,制造商一直试图解决这个问题,但在筒仓的工作阻碍了这些项目。

时间敏感网络(TSN),一套IEEE以太网标准,是满足工业4.0许多强大成果的基础。使用TSN,整个工厂的所有数据——从车间到服务器、前台,以及两者之间的任何地方——都可以共存和通信。因为TSN是打破阻碍工业通信的现有数据竖井的第一步,它可以让人们无处不在地访问宝贵的决策数据。

TSN是帮助工业组织实现工业4.0承诺的起点,主要有五个方面,它们的出发点都是让数据更容易访问:

  • 创建共同的语言。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允许数据使用一种共同的语言。虽然设备互操作性的挑战仍然存在,但制造商将能够从他们的数据中获得更多的价值,这些数据现在可以共存于同一以太网路径中。
  • 支持可伸缩性和敏捷性。TSN可以帮助以太网管理数据发送的传输速率范围,以便在所有优先级级别上为数据吞吐量提供足够的带宽。最终,制造商可以更容易地增加或减少产能,并适应不断变化的客户优先事项和需求。
  • 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。如果某个数据点(例如,一个信号)的计时以任何方式被延迟或关闭,则机器可能不能正确响应,并导致下游影响,从而降低生产率并导致收入损失。例如,考虑一下机器人与人类一起工作所需的精度;如果机器人的动作有一丁点的偏差,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程序,以及更多提高安全性和质量的应用程序。
  • 有助于缩小信息技术(IT)和操作技术(OT)专家之间的差距。通过提供一组公共的工具,TSN支持IT和OT团队通常不同的和相互竞争的目标。它提供了一个支持协作的公共框架和共享语言。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在今天的现场巴士的历史经验退休。TSN有潜力通过提供一个公共框架,使IT专家能够支持工业以太网来解决这些未来的技能差距。这可以节省资源并提高生产力。
  • 允许企业将研发支出分配到其他地方。由于TSN解决了带宽限制,当公司试图扩大规模或增加新的容量时,不再需要建立新的带宽分配。我们看到公司在基础设施上投入了数千万美元,但仅仅十年之后,这些基础设施就变得过时或无效。TSN极大地减少了重建的需要,从而为支持更大程度自动化的技术投资创造了机会。例如,通过培训员工管理和操作复杂的机器人系统,它可以释放资本,用于再投资,提高员工的技能。

毫无疑问,TSN标准对于工业4.0的前景和它将改变的许多应用来说是一个至关重要的、基础的基石——引入下一代技术来彻底改变制造商的工作和操作方式。然而,这只是我们正在构建的一个更广泛的生态系统的一部分,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。但我在Analog Devices的同事以及整个行业都相信这些新兴技术具有不可思议的潜力,就像我们的客户和合作伙伴一样,这几乎是无限的机会。

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