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The following article is from 控制工程中文版 Author 石林才
控制工程中文版
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数字化是当前全球工业的发展趋势，高速数据传输变得前所未有的重要，强大的通讯网络成为了工业数字化的重要先决条件。
西门子，是全球工业数字化领域的巨擘之一，在工业通讯领域也一直处于领先地位。可以说，西门子的一举一动，就会成为整个行业的发展风向标。
那么，在工业通讯领域，西门子最新的策略和技术动向是什么呢？将如何引领行业发展呢？7月16日，2019西门子工业网络专家计划论坛在北京盛大举行，我们不妨通过这个会议来了解一下西门子工业通讯的最新动态。
工业通讯使新的制造理念成为可能
工业制造经历了手工生产、机器大生产到自动化生产等阶段，正朝着小批量、多批次、差异化的生产方式转变，以数字化为基础的大规模定制成为未来制造的新理念。然而，要实现新的制造理念，互联互通的生产设备是基石。
西门子（中国）有限公司数字化工业集团副总裁姚峻博士表示，对比以前的工厂和现在数字化的工厂，最大的区别是设备的互联互通。不仅设备之间能互联互通，而且设备还能自己读取数据组织数据分析数据，同时，IT和OT之间、办公网络和生产网络之间也需要互联互通。因此，工业网络是数字化的基础设施，没有通讯就没有数字化。
西门子（中国）有限公司数字化工业集团副总裁姚峻
在数字化制造中，重要的一步是将真实世界对象在虚拟世界中建立数字化双胞胎，对实际流程进行计划、控制和优化。而收集真实对象信息，传输数据到数字化双胞胎，就可以将设计和生产互联互通，这样不但可以在制造的过程中“量体裁衣”个性化生产，而且可以实现大规模定制时代的混线生产，真正提高生产的灵活性和定制化。
姚博士举例说，西门子安贝格工厂13年来产值翻了八倍，但是厂房和员工都没有增加，更多的是采用了混线生产，而能做到这一切的基础就是有从工厂管理到工厂产线的互联互通的通讯网络。
在姚博士看来，相比传统制造，数字化制造过程中会产生更大量的数据，互联互通的要求使得这些大量数据的传输变得至关重要，甚至已经成为数字化解决方案的关键要素，而承担数据传输任务的工业通讯网络成为数字化转型的决定因素，使新的制造理念成为可能。
工业网络专家计划打造行业生态
工业通讯网络远比传统的办公网络复杂得多。对于企业来说，需要的不再是一个简单实现数据传输的通道，而是要对其进行充分的规划和定义，建立起一个能够有机融合企业和工厂生产系统的通讯平台。这其中需要工业通讯技术和设备的加持，更需要专业知识与经验来构建以客户行业需求为导向的、灵活多变的，并且适应企业自身现状以及未来发展需求的整体解决方案，才能真正成就数据和实体运营的全面连接。
在西门子看来，组建一个好的工业网络，并不是看采用的通讯产品性能有多高、采用的技术有多先进，而是要看这个网络的整体架构，更重要的是面向未来的规划、设计和实施。
正是基于这一理念，西门子在2018年就提出了“西门子工业网络专家计划”。这一计划包括了专家级的工业通讯与识别产品、专家级的工业网络行业经验与知识、一站式工业网络专家服务、工业网络专家合作伙伴开发计划和培训与认证体系五大模块。通过构建这一计划，西门子能够将自身多年的修为源源不断地输出到整个计划之中，为其提供强有力的技术、产品和经验支撑。
当然，通过这一计划，西门子更想要的是构建数字化时代的工业通讯网络行业生态。一方面寻找工艺和OT领域的专家和合作伙伴，以拓展覆盖更多的行业的工业通讯解决方案，另一方面通过相关培训帮助他们变成工业网络专家，帮助更多行业的工业客户实现数字化。
姚博士在会上表示：“作为首家在中国面向数字化打造工业通讯网络生态的企业，我们希望通过这一计划携手更多合作伙伴，共同提升中国工业通讯领域的整体实力，为各行业的数字化转型铺平通讯之路。”
事实上，一年来，这一计划已经卓有成效，越来越多的合作伙伴加入了“西门子工业网络专家计划”，从之前的单一的硬件代理销售，转变成为解决方案供应商，赢得更多竞争优势。
TSN，西门子已经准备就绪
提到工业通讯网络，近两年都离不开的话题是时间敏感网络TSN。不过在TSN领域，一直以来西门子的声音并不很多，显得十分低调。那么西门子对TSN是什么态度呢？现在西门子在TSN上有哪些进展呢？本次论坛给出了正式答案：TSN，西门子已经准备就绪。
其实，在2018年的汉诺威工博会上，西门子就展出了利用TSN连接两个Simatic控制器实现两个机器人的同步运动。而在今年的汉诺威工博会上，西门子延伸了演示装置的规模，并亮相了第一批TSN技术相关产品，包括具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统。
西门子对于TSN的未来应用是清晰和全面的，将会把TSN贯穿到未来整个工业网络通讯架构之中。控制器与控制器之间，控制器与IT系统和控制器与云端的北向通信，西门子将采用TSN OPC UA来实现，而控制系统内部，控制器与I/O等OT设备的南向通信，西门子将使用PROFINET@TSN来实现。这样OPC UA和PROFINET可以共享同一个基于TSN的以太网络，就可以轻松将现场级设备数据实时、高速地传输至SCADA，MES和ERP系统以及云等整个企业网络，实现真正的互联互通。
在此次论坛的两周之前，PI正式发布了基于TSN的PROFINET最新规范V2.4版本，将TSN作为第二层的技术集成到PROFINET架构中。在西门子看来，在南向通信中继续使用PROFINET技术不仅是必要的更是可行的，通过这样的方式，可以平滑地把现有控制系统内部的通讯架构过渡到未来的通信架构之上。
首先，TSN和PROFINET的实时保障机制非常相似，这两种技术天生具有亲和力，西门子已经积累了丰富的关于时间感知队列优先技术经验。第二，现在PROFINET的安装节点量已经超过了1800万节点,基于保护这些用户投资的角度看，也还需要将PROFINET和TSN技术相结合。第三，由于TSN是一个二层的技术，而PROFINET是应用层的协议，所以可以把现有的PROFINET技术架构在TSN之上，解决诸如运动控制、故障安全、时钟同步、闭环控制等TSN还未完全解决的问题。
当然，西门子也在积极投身于推动TSN的发展，积极参与TSN测试床的建设。在相关的国际标准化组织IIC、AVnu联盟、PI和OPC基金会等，西门子都承担着非常重要的角色，推进这些标准发展。
据介绍，目前，西门子还没有量产TSN相关产品，一方面是由于需求较少导致成本较高的原因，另一方面是TSN技术本身仍然处于标准制定和发展之中，尚有比较长的完善过程。而作为西门子这样的数字化方案供应商，不仅仅是只提供TSN通讯设备，而是需要从控制器到终端软硬件的一整套解决方案。不过，据透露，在西门子内部已经具备了帮助用户过渡到TSN网络的技术实力，随时可以根据市场需求量产TSN相关软硬件产品。这次论坛西门子高调介绍TSN，也表明了西门子已经一切准备就绪，将很快给用户提供完整的TSN工业应用。
这次论坛上，西门子还重点介绍了工业5G、RTLS实时定位系统和SINEC NMS网络管理软件等最新通讯技术。可以看出，从将工业通讯网络作为数字化解决方案的核心要素，通过工业网络专家计划打造行业生态，到积极布局TSN、OPC UA、5G等新一代通讯技术，处于巨擘地位的西门子并没有固步自封，而是谋定而后动。当然，像西门子这样的“大象”转身之后，无论对于用户还是业界，都是一件好事，因为这无疑将加速工业通讯未来的发展进程。
