感謝工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（以下簡稱“聯(lián)盟、AII”）提供的這個平臺，聯(lián)盟成立五年來，認識了很多朋友，也與眾多大咖學習到了很多的知識。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展從提出到全面開花，離不開中央的領導、聯(lián)盟的引領和各位會員的努力。在聯(lián)盟的引導下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)百花齊放，從基礎網(wǎng)絡到云端應用，從標識解析到AI應用在各方面蓬勃發(fā)展。聯(lián)盟為大家提供了一個非常好的交流平臺，聯(lián)盟各工作組輸出的成果非常實用含金量很高，聯(lián)盟組織的活動非常豐富效果很好，與會的各位專家也不吝分享著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最前沿的思想，碰撞出智慧的火花。摩莎（Moxa）公司作為理事成員單位，一直陪伴著聯(lián)盟的成長。幾年來一直積極參與聯(lián)盟的各項活動，從全會到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會，一直緊跟聯(lián)盟步伐，實踐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。同時摩莎（Moxa）公司一直秉持穩(wěn)定可靠是工業(yè)通信的基礎這個理念，持續(xù)提供工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場設備通信領域的服務，截至2020年底已經(jīng)為超過數(shù)百個國內(nèi)智能制造試點/標桿企業(yè)提供了廠內(nèi)工業(yè)網(wǎng)絡規(guī)劃服務與產(chǎn)品，并獲得了一致好評。項目涵蓋重工、輕工等多個行業(yè)，協(xié)助手機零件生產(chǎn)商解決了訂單季節(jié)性變化導致的產(chǎn)能擴張與收縮問題，也協(xié)助四川老牌電子企業(yè)完成了具有多元信息下發(fā)及生產(chǎn)采控一體化要求的工業(yè)支撐網(wǎng)絡建設。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實踐中，摩莎（Moxa）尤其重視工廠工業(yè)控制網(wǎng)絡穩(wěn)定可靠的特性，并承諾提供5年質(zhì)保服務，協(xié)助工業(yè)企業(yè)客戶解決了許多現(xiàn)場通信難題，從工業(yè)現(xiàn)場的PLC通信到 MES/WMS系統(tǒng)通信,摩莎（Moxa）產(chǎn)品的高可用率得到了客戶的一致認可。

在企業(yè)應用平臺建設項目中頂層規(guī)劃非常重要，若頂層規(guī)劃沒有做好，基礎設施不夠扎實，網(wǎng)絡時斷時續(xù)會導致平臺的數(shù)據(jù)不準確，或接收到錯誤的數(shù)據(jù)，會給我們決策帶來非常多的困擾。有些甚至會在1~2年后推翻以前的基礎設施方案重新進行建設，重復投資導致嚴重的浪費。摩莎（Moxa）從工廠實際出發(fā)，以穩(wěn)定可靠為第一衡量指標，從頂層架構(gòu)開始進行規(guī)劃，為客戶提供廠內(nèi)工業(yè)控制網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制網(wǎng)絡解決方案。在做整廠的網(wǎng)絡規(guī)劃時，我們關(guān)注工業(yè)控制網(wǎng)絡與PLC協(xié)議的兼容性，讓PLC協(xié)議可以流暢通信，在網(wǎng)絡拓撲方面我們更加注重穩(wěn)定性與可靠性，規(guī)劃的環(huán)網(wǎng)路徑邏輯清晰，施工簡單，維護查線方便，一旦線路出現(xiàn)問題也可以在20毫秒內(nèi)恢復通信，為維護人員爭取寶貴的維修時間。

我們都知道，作為基礎設施的一部分，需要長年累月的提供服務，而對于電子產(chǎn)品來說這是不現(xiàn)實的，為什么商用電子設備保修時間是1~2年？就是因為有太多干擾因素讓設備極易損壞，例如我們身上帶的靜電、設備啟動和停止時所產(chǎn)生的異常電流電壓，其實電子零件在承受超過15VDC的電壓時就會有損壞的可能，有些當時還看不出來，還可以承受一定的時間，當異常電信號長時間地沖擊電子零件就會讓設備的使用壽命大大縮短。同時我們按照摩爾定律思考一下，電子設備的更新?lián)Q代是非?？斓?，一到兩年后損壞的電子設備就算想找原廠修復，廠商也可能買不到原先設計時匹配良好的零件來進行修理，只能用當前市面上規(guī)格一樣的零件做替換，這樣就又增加了兼容性風險。如果不愿意承擔這樣的風險，只能更換一臺機器。還有在工業(yè)現(xiàn)場更換機器其實也是非常麻煩的。首先要預約維修的時間，生產(chǎn)線停止運行、工人下班后才可以進行更換。一般情況下更換的時間也只有半小時到一小時。這樣對維護人員的操作熟練度也會非常有考驗。摩莎（Moxa）公司的產(chǎn)品就避免了這些問題,在做設備設計時就融入30多年工業(yè)現(xiàn)場通信經(jīng)驗，研發(fā)出無風扇、高可用、EMC抗擾度良好，平均無故障時間（MTBF）長的產(chǎn)品，讓客戶可以安心放心。

在為廣大企業(yè)提供穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品與服務時，我們也投入了對前沿通信技術(shù)時間敏感網(wǎng)絡（TSN）的研發(fā)，摩莎于2020年7月30日發(fā)布了工業(yè)級TSN交換機，并且參與了4個全球最具影響力的機構(gòu)主辦的TSN測試項目，包含美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)、德國Labs Network Industrie 4.0(LNI4.0)、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）TSN互聯(lián)互通測試以及白皮書的編寫工作，為聯(lián)盟的發(fā)展貢獻自己的力量。

TSN (Time-Sensitive Networking)就是時間敏感網(wǎng)絡的直譯，它最初來源于視頻/音頻領域的應用需求。因為視頻和音頻在網(wǎng)絡上傳輸時會分為視頻流和音頻流分別進行傳送，兩個數(shù)據(jù)流在到達接收方的時候，可能會有音頻和視頻不同步，因此就誕生了AVB音頻視頻橋接任務組。在2012年AVB任務組擴大了時間確定性以太網(wǎng)的應用需求和適用范圍，并同時將任務組名稱改為現(xiàn)在的TSN任務組。TSN技術(shù)是以以太網(wǎng)為基礎的新一代網(wǎng)絡標準，具有時間同步功能，低時延等確定性網(wǎng)絡的功能。

可能有人會簡單地認為這是一個新的網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，但實際上這會給我們常用的以太網(wǎng)絡帶來一個革命性的變化。會改變我們一直使用了50多年的以太網(wǎng)標準，那就是確定性網(wǎng)絡。

在非確定性網(wǎng)絡中，就是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)是一個“盡力而為”的技術(shù)，這種傳輸標準是無法保證數(shù)據(jù)的正確傳輸?shù)?，只能做到“盡力而為”。例如帶寬從下圖可以看到，在一條電纜上傳輸?shù)那樾巍?/p>

如果在一條電纜上傳輸信號有沖突怎么辦？以太網(wǎng)的處理機制如下：

簡單解釋就是有沖突的就丟棄掉，讓發(fā)送端重發(fā)，這樣就造成了帶寬浪費，數(shù)據(jù)承載力下降等問題。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通常包括集線器、交換機、路由器等，它們都使用“盡力而為”的方式來傳輸數(shù)據(jù)包，在大多數(shù)情況下網(wǎng)絡可以按照順序一個個地傳輸數(shù)據(jù)包，但成功的概率并不能得到保證，在數(shù)據(jù)少的時候可以得到預期的結(jié)果，數(shù)據(jù)多的時候就會有問題。這種“盡力而為”的網(wǎng)絡對于網(wǎng)頁瀏覽的普通應用來說已經(jīng)足夠了，一般情況下大概等上幾秒鐘，我們也不會覺得有什么問題。但對工業(yè)控制應用還無法達到要求，工業(yè)級的控制應用需要更高的可用性、零丟包以及更低延遲的特性。如果不能保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)包成功送達，就可能出現(xiàn)問題。盡管“盡力而為”模式下的以太網(wǎng)網(wǎng)絡，能夠提供比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線更高的帶寬，但它并不適合要求高精度高可用的工業(yè)控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)包都是統(tǒng)一排隊，但在隊列過多的時候，就會有數(shù)據(jù)丟失。就像高速公路堵車一樣，大家都堵在一條路上，誰也無法前進，如果這時候有需要緊急通行的數(shù)據(jù)包，但是由于路已經(jīng)完全堵死，這個數(shù)據(jù)包同樣也無法發(fā)出。

與“盡力而為”的網(wǎng)絡不同的確定性網(wǎng)絡提供了準時、必達二個最主要的特點外還有以下幾個特征。

來源：Moxa時間敏感網(wǎng)絡（TSN）如何推進工業(yè)自動化的變革.pdf

首先第1個是時間同步，網(wǎng)絡上所有的設備使用統(tǒng)一時間之后，大家的控制動作就會更加準時，不會有誤差出現(xiàn)。第2個要有資源預留，當我們保障重要的應用可以獲得需要的資源時，才能夠保障應該執(zhí)行的動作可以確定執(zhí)行。第3個是極低的丟包率，TSN的技術(shù)并不是不會發(fā)生丟包，它丟掉的是一些不重要的、背景流量數(shù)據(jù)包，重要的數(shù)據(jù)是會在固定可預期的時間準確送達的，第3點是保證端對端傳送的帶寬和低延時，因為對固定的數(shù)據(jù)提供了特有的傳輸通道，也對他們的傳輸時間做了精準的分配，因此可以保障重要的數(shù)據(jù)在關(guān)鍵時刻送達。

TSN不是一個網(wǎng)絡協(xié)議它是一組協(xié)議，總體上分為4個部分。

第1個就是同步，包括對時和時間同步機制。第2個是低延時，在802.1Q系列標準中擴充了整形器、幀搶占、流量調(diào)度、異步流量整形等。在一條線纜上面?zhèn)鬏敻叩碗娖降牟煌盘?，那么誰先傳誰后傳，TSN就需要進行預先的安排，這時候的流量整形、幀搶占以及流量調(diào)度就起了非常重要的作用。第3個在可靠性保障方面TSN提供了幀復制和消除機制、路徑控制和預留、流量過濾和管理等。針對可靠性通信保障，TSN先天就支持多條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。并且使用的傳輸路徑不是同一條路徑，因此接收方會收到兩條數(shù)據(jù)并進行對比，使用傳輸正確的數(shù)據(jù)幀進行運算。這時候可靠性的幀消除和復制協(xié)議就體現(xiàn)了它的作用。面對這么多協(xié)議如何來使用呢？第4個方面就提供了管理功能，有流預留協(xié)議、TSN配置、基本的YANG協(xié)議以及資源分配協(xié)議等等，讓我們可以更好的使用TSN。

對于底層硬件來說，由于TSN是對整體傳輸方式的變革，硬件芯片也會發(fā)生改變，也就是說物理層與數(shù)據(jù)鏈路層都會改變。摩莎（Moxa）科技作為OPC基金會現(xiàn)場級通訊（FLC）指導委員會的創(chuàng)始成員之一，全力支持將TSN等OPC統(tǒng)一架構(gòu)擴展到現(xiàn)場級的倡議。

鑒于TSN技術(shù)標準確定的時間不長，有一些廠家技術(shù)還未跟上，TSN的成本還有些偏高。同時要想營造整個TSN網(wǎng)絡的大環(huán)境，需要控制器廠商的TSN設備，需要通信廠商的TSN交換機、路由器，也需要服務器廠商提供支持TSN的服務器。形成整體效應后，才可以推動整個產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。我們也歡迎有實力有預見性的企業(yè)和我們一起在TSN技術(shù)發(fā)展的道路上共同探索，共同前進。

除了TSN技術(shù)之外，摩莎（Moxa）還投入力量在工業(yè)通信領域的5G應用研究上，目前在和國內(nèi)知名企業(yè)共同研究工業(yè)現(xiàn)場的5G通信技術(shù)。同時在AI應用方面，摩莎（Moxa）公司也有諸多實踐，當前已經(jīng)在影像識別領域完成了產(chǎn)品標簽AI檢測應用，在聲音識別領域完成了紡機斷線提前預判的應用，在智能生產(chǎn)方面進行了摩莎（Moxa）智能工廠的物流路徑優(yōu)化，品質(zhì)控制以減少浪費，并依據(jù)AI算法修改標準作業(yè)流程（SOP）提升工作效率，利用高級排產(chǎn)協(xié)助管理人員合理安排人工與機器開動，努力加速企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。

在聯(lián)盟的指引下，摩莎科技以自身特長和經(jīng)驗為依據(jù)，為制造型企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化工廠建設提供更加安全穩(wěn)定可靠的工業(yè)網(wǎng)絡，與社會各界一起為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展添磚加瓦貢獻力量。

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