產業智能官
The following article is from 控制工程中文版 Author 石林才
控制工程中文版
本訂閱號是CONGTROL ENGINEERING China雜誌的官微，每日發佈國內外工業控制、自動化和儀器儀表領域的技術趨勢，注重原創，多數翻譯自美國CE雜誌，以全球視野來報道工業4.0、工業互聯網和智能製造。
數字化是當前全球工業的發展趨勢，高速數據傳輸變得前所未有的重要，強大的通訊網絡成為了工業數字化的重要先決條件。
西門子，是全球工業數字化領域的巨擘之一，在工業通訊領域也一直處於領先地位。可以說，西門子的一舉一動，就會成為整個行業的發展風向標。
那麼，在工業通訊領域，西門子最新的策略和技術動向是什麼呢？將如何引領行業發展呢？7月16日，2019西門子工業網絡專家計劃論壇在北京盛大舉行，我們不妨通過這個會議來了解一下西門子工業通訊的最新動態。
工業通訊使新的製造理念成為可能
工業製造經歷了手工生產、機器大生產到自動化生產等階段，正朝著小批量、多批次、差異化的生產方式轉變，以數字化為基礎的大規模定製成為未來製造的新理念。然而，要實現新的製造理念，互聯互通的生產設備是基石。
西門子（中國）有限公司數字化工業集團副總裁姚峻博士表示，對比以前的工廠和現在數字化的工廠，最大的區別是設備的互聯互通。不僅設備之間能互聯互通，而且設備還能自己讀取數據組織數據分析數據，同時，IT和OT之間、辦公網絡和生產網絡之間也需要互聯互通。因此，工業網絡是數字化的基礎設施，沒有通訊就沒有數字化。
西門子（中國）有限公司數字化工業集團副總裁姚峻
在數字化製造中，重要的一步是將真實世界對象在虛擬世界中建立數字化雙胞胎，對實際流程進行計劃、控制和優化。而收集真實對象信息，傳輸數據到數字化雙胞胎，就可以將設計和生產互聯互通，這樣不但可以在製造的過程中“量體裁衣”個性化生產，而且可以實現大規模定製時代的混線生產，真正提高生產的靈活性和定製化。
姚博士舉例說，西門子安貝格工廠13年來產值翻了八倍，但是廠房和員工都沒有增加，更多的是採用了混線生產，而能做到這一切的基礎就是有從工廠管理到工廠產線的互聯互通的通訊網絡。
在姚博士看來，相比傳統制造，數字化製造過程中會產生更大量的數據，互聯互通的要求使得這些大量數據的傳輸變得至關重要，甚至已經成為數字化解決方案的關鍵要素，而承擔數據傳輸任務的工業通訊網絡成為數字化轉型的決定因素，使新的製造理念成為可能。
工業網絡專家計劃打造行業生態
工業通訊網絡遠比傳統的辦公網絡複雜得多。對於企業來說，需要的不再是一個簡單實現數據傳輸的通道，而是要對其進行充分的規劃和定義，建立起一個能夠有機融合企業和工廠生產系統的通訊平臺。這其中需要工業通訊技術和設備的加持，更需要專業知識與經驗來構建以客戶行業需求為導向的、靈活多變的，並且適應企業自身現狀以及未來發展需求的整體解決方案，才能真正成就數據和實體運營的全面連接。
在西門子看來，組建一個好的工業網絡，並不是看採用的通訊產品性能有多高、採用的技術有多先進，而是要看這個網絡的整體架構，更重要的是面向未來的規劃、設計和實施。
正是基於這一理念，西門子在2018年就提出了“西門子工業網絡專家計劃”。這一計劃包括了專家級的工業通訊與識別產品、專家級的工業網絡行業經驗與知識、一站式工業網絡專家服務、工業網絡專家合作伙伴開發計劃和培訓與認證體系五大模塊。通過構建這一計劃，西門子能夠將自身多年的修為源源不斷地輸出到整個計劃之中，為其提供強有力的技術、產品和經驗支撐。
當然，通過這一計劃，西門子更想要的是構建數字化時代的工業通訊網絡行業生態。一方面尋找工藝和OT領域的專家和合作夥伴，以拓展覆蓋更多的行業的工業通訊解決方案，另一方面通過相關培訓幫助他們變成工業網絡專家，幫助更多行業的工業客戶實現數字化。
姚博士在會上表示：“作為首家在中國面向數字化打造工業通訊網絡生態的企業，我們希望通過這一計劃攜手更多合作伙伴，共同提升中國工業通訊領域的整體實力，為各行業的數字化轉型鋪平通訊之路。”
事實上，一年來，這一計劃已經卓有成效，越來越多的合作伙伴加入了“西門子工業網絡專家計劃”，從之前的單一的硬件代理銷售，轉變成為解決方案供應商，贏得更多競爭優勢。
TSN，西門子已經準備就緒
提到工業通訊網絡，近兩年都離不開的話題是時間敏感網絡TSN。不過在TSN領域，一直以來西門子的聲音並不很多，顯得十分低調。那麼西門子對TSN是什麼態度呢？現在西門子在TSN上有哪些進展呢？本次論壇給出了正式答案：TSN，西門子已經準備就緒。
其實，在2018年的漢諾威工博會上，西門子就展出了利用TSN連接兩個Simatic控制器實現兩個機器人的同步運動。而在今年的漢諾威工博會上，西門子延伸了演示裝置的規模，並亮相了第一批TSN技術相關產品，包括具有TSN功能的網絡組件、通信處理器、軟件和網絡管理系統。
西門子對於TSN的未來應用是清晰和全面的，將會把TSN貫穿到未來整個工業網絡通訊架構之中。控制器與控制器之間，控制器與IT系統和控制器與雲端的北向通信，西門子將採用TSN OPC UA來實現，而控制系統內部，控制器與I/O等OT設備的南向通信，西門子將使用PROFINET@TSN來實現。這樣OPC UA和PROFINET可以共享同一個基於TSN的以太網絡，就可以輕鬆將現場級設備數據實時、高速地傳輸至SCADA，MES和ERP系統以及雲等整個企業網絡，實現真正的互聯互通。
在此次論壇的兩週之前，PI正式發佈了基於TSN的PROFINET最新規範V2.4版本，將TSN作為第二層的技術集成到PROFINET架構中。在西門子看來，在南向通信中繼續使用PROFINET技術不僅是必要的更是可行的，通過這樣的方式，可以平滑地把現有控制系統內部的通訊架構過渡到未來的通信架構之上。
首先，TSN和PROFINET的實時保障機制非常相似，這兩種技術天生具有親和力，西門子已經積累了豐富的關於時間感知隊列優先技術經驗。第二，現在PROFINET的安裝節點量已經超過了1800萬節點,基於保護這些用戶投資的角度看，也還需要將PROFINET和TSN技術相結合。第三，由於TSN是一個二層的技術，而PROFINET是應用層的協議，所以可以把現有的PROFINET技術架構在TSN之上，解決諸如運動控制、故障安全、時鐘同步、閉環控制等TSN還未完全解決的問題。
當然，西門子也在積極投身於推動TSN的發展，積極參與TSN測試床的建設。在相關的國際標準化組織IIC、AVnu聯盟、PI和OPC基金會等，西門子都承擔著非常重要的角色，推進這些標準發展。
據介紹，目前，西門子還沒有量產TSN相關產品，一方面是由於需求較少導致成本較高的原因，另一方面是TSN技術本身仍然處於標準制定和發展之中，尚有比較長的完善過程。而作為西門子這樣的數字化方案供應商，不僅僅是隻提供TSN通訊設備，而是需要從控制器到終端軟硬件的一整套解決方案。不過，據透露，在西門子內部已經具備了幫助用戶過渡到TSN網絡的技術實力，隨時可以根據市場需求量產TSN相關軟硬件產品。這次論壇西門子高調介紹TSN，也表明了西門子已經一切準備就緒，將很快給用戶提供完整的TSN工業應用。
這次論壇上，西門子還重點介紹了工業5G、RTLS實時定位系統和SINEC NMS網絡管理軟件等最新通訊技術。可以看出，從將工業通訊網絡作為數字化解決方案的核心要素，通過工業網絡專家計劃打造行業生態，到積極佈局TSN、OPC UA、5G等新一代通訊技術，處於巨擘地位的西門子並沒有固步自封，而是謀定而後動。當然，像西門子這樣的“大象”轉身之後，無論對於用戶還是業界，都是一件好事，因為這無疑將加速工業通訊未來的發展進程。
