传统工业环境中，各层级之间相互孤立，设备间的兼容性差，导致形成一个个信息孤岛，难以满足未来工业互联网全面连接的目标。 时间敏感网络（TSN）技术作为一种新兴的工业通信技术，正在成为解决这些问题的关键，助力工业领域实现更高效、更灵活、更智能的转型。

一、传统工业通信：信息孤岛的挑战

传统工业通信主要依赖于现场总线和工业以太网技术，为实时可靠的连接提供服务。

• 现场总线： 例如Modbus、CAN（控制器局域网）、Profibus（过程现场总线）等，虽然在特定应用中表现出色，但在兼容性方面存在短板。

• 传统工业以太网： 包括Sercos（串行实时通信规范）、PROFINET（过程现场网）、EtherCAT（以太网控制自动化技术）等，构成了一系列不同的协议标准。

 这些异构的工业通信总线和网络标准，由于兼容性差，数据互通困难，导致工业生产形成一个个信息孤岛，无法满足未来工业互联网全面连接的目标。如果想要将相关的工业设备连接到以太网，需要针对不同的底层设备编写接口和应用层配置工具，这无疑增加了生产成本。

• 传统工业通信的局限性：

• 延迟与控制问题： 无法满足某些需要严格实时性的应用场景。

• 线路共享问题： 传统的通信协议难以支持多设备共享同一网络线路。

• 传输速度限制： 传统技术，尤其是100MB/s的传输速度限制了扩展性，阻碍了工业4.0时代大数据传输的需求。

• 运营维护成本高： 由于硬件和软件相对独立，容易导致交互操作出现问题，增加了运营和维护的成本。

• 难以实现互联互通： 各层级之间难以实现系统集成和透明可视，对整个价值链造成不利影响。

二、TSN：构建未来工业互联的基石

 在工业控制领域，对实时性、确定性、鲁棒性（robustness）的需求日益增长。未来的工业通信领域将朝着统一、融合、确定以及低时延的方向发展。在这些需求驱动下，工业自动化和工业互联网技术成为主流趋势，驱动着各个层级的工业通信网络走向融合。

• 柔性制造的需求： 企业希望保持最大的灵活性，提升效率，增强响应能力，促使传统制造逐渐转向柔性制造。

TSN技术基于以太网，为工业以太网连接到数据中心提供了理想的解决方案。

• TSN的技术优势：

• 打破信息孤岛： 实现工业设备之间的互联互通，促进IT和OT（运营技术）网络的融合。

• 提供高效率的实时决策信息： 满足工业控制对实时性的严格要求。

• 开放性标准： TSN是开放的标准，便于设备升级，降低成本，并且提高了兼容性。

• 解决协议复杂性： 解决了传统工业控制领域传输协议复杂的问题，实现不同设备间的无缝连接。

• 颠覆性的意义： 传统控制技术往往是各厂家和设备提供商的专有技术，不同控制系统之间难以实现兼容，升级改造也十分困难，TSN的出现，很好地规避了这些问题。

三、TSN应用案例及其对未来智能制造的价值

目前，TSN已在多个领域取得了成功的应用，为工业转型提供了可行的实践经验。

• 应用案例： 目前，TSN已经在多个行业中进行了应用，例如离散制造、流程工业和汽车工业，为用户带来了显著的效益。通过TSN，企业可以实现更高效的数据传输、更灵活的生产流程和更智能的决策支持。

• TSN的价值：

• 提高生产效率： 实现设备之间的实时协同，优化生产流程，缩短生产周期。

• 降低运营成本： 通过远程监控和维护，减少人力需求，降低故障率。

• 提升产品质量： 实现精准的控制和监控，提高产品质量和一致性。

• 推动数字化转型： 助力企业实现数字化转型，迈向智能制造的新时代。

 TSN技术凭借其在实时性、确定性和开放性等方面的优势，正在成为构建未来工业互联的关键技术。通过打破信息孤岛，实现设备互联互通，TSN将推动工业领域实现更高效、更灵活、更智能的制造模式，为工业4.0和智能制造的发展奠定坚实的基础。