NI聯(lián)合華為等20多家國際組織和知名廠商，于2018漢諾威工業(yè)博覽會發(fā)布覆蓋工業(yè)互聯(lián)6大場景的TSN+OPC UA測試床，攜手發(fā)力邊緣計算，落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”。
近日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)、Avnu聯(lián)盟、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)、Fraunhofer FOKUS、華為、美國國家儀器（NI）、施耐德電氣、貝加萊（B&R）等超過20家國際組織和業(yè)界知名廠商組成的“工業(yè)互聯(lián)半壁江山”，在全球規(guī)模最大的工業(yè)展會——2018德國漢諾威工業(yè)博覽會上，聯(lián)合發(fā)布了包含預測性維護網(wǎng)絡、運動控制同步場景、繪圖運動控制等工業(yè)互聯(lián)六大場景的TSN（時間敏感網(wǎng)絡，Time Sensitive Networking）+OPC UA（OPC統(tǒng)一架構）測試床。眾所周知，TSN與OPC UA的結合是預測性維護、數(shù)據(jù)分析、機器學習和人工智能等新技術的關鍵推動因素，更是幫助工業(yè)企業(yè)落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”，提高設備綜合效率、降低成本的重要支撐。
此次包含工業(yè)互聯(lián)6大場景TSN+OPC UA測試床的聯(lián)合發(fā)布，不僅是向最終實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場信息交互更經(jīng)濟高效邁出關鍵一步，更將進一步推動行業(yè)數(shù)字化轉型。得益于自身在TSN領域的多年積累，NI聯(lián)合華為在本次發(fā)布的TSN+OPC UA測試床中，打造了分布式運動控制同步系統(tǒng)，通過模擬豐富的真實智能制造場景，協(xié)同其它5大工業(yè)互聯(lián)場景Demo共同驗證了TSN網(wǎng)絡的高確定性和低時延，同時也是以包含NI、華為在內的這20+家全球領先的國際組織和廠商協(xié)力打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”愿景的集中體現(xiàn)。
在業(yè)內，德國漢諾威工業(yè)博覽會素有“全球工業(yè)技術發(fā)展風向標”之稱，NI市場策略與技術理事 （Business & Technology Fellow）Rahman Jamal在受邀參加華為于2018德國漢諾威工業(yè)博覽會同期舉辦的TSN+OPC UA測試床聯(lián)合發(fā)布儀式時表示，“NI在2016年就加入了由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（IIC）牽頭的首個TSN+OPC UA測試床，今天我們的合作伙伴華為展示的這個案例再次強調了TSN對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要性，NI在TSN領域的持續(xù)投資和領導地位也證明了這一點?！盧ahman補充說：“NI作為IEEE組織一部分標準制定團隊的成員，一直扮演著積極的角色；我們也是Avnu聯(lián)盟董事會成員；除此之外，NI還是OPC基金會TSN工作組的主席；最后，我們是IIC的積極成員，主導推進了多個測試床項目。除此之外更重要的是，NI已經(jīng)推出了支持TSN和OPC UA的產(chǎn)品，我們非常自豪能夠將TSN+OPC UA技術落地，作為同步、確定性通信領域的首要解決方案。確保我們的客戶能夠創(chuàng)建可互操作的測試、測量和控制系統(tǒng)。”
如前所述，在這個包含6大工業(yè)互聯(lián)場景的TSN+OPC UA測試床，NI的貢獻聚焦在運動控制同步場景的演示方案。基于兩臺支持TSN功能的NI CompactRIO嵌入式控制器，NI提供了一套分布式運動控制系統(tǒng)的演示方案，結合測試床提供的高可靠性和超低時延TSN環(huán)網(wǎng)，展示了多個控制節(jié)點間高精度同步與實時通訊的應用場景，也再次驗證了TSN網(wǎng)絡在復雜環(huán)境下保障工業(yè)場景嚴格同步的高確定性和低時延性。
據(jù)NI技術市場工程師易曦露介紹，在這套分布式運動控制同步系統(tǒng)的演示方案中，2臺NI CompactRIO組合構成Server-Client互聯(lián)系統(tǒng)，分別連接至步進電機并對其實行運動控制。而基于TSN技術，兩個控制節(jié)點間可以達到<1us的同步精度。在測試過程中，NI嘗試在TSN環(huán)網(wǎng)中發(fā)送一系列干擾數(shù)據(jù)（如視頻串流數(shù)據(jù)）時，系統(tǒng)仍能保持控制操作的準確性與同步性。“這意味著，基于TSN網(wǎng)絡的流量調度功能，該系統(tǒng)能夠有效協(xié)調OT與IT數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級，保證控制信號傳輸?shù)拇_定性和實時性?！?易曦露補充道。
NI發(fā)布基于TSN技術的運動控制同步系統(tǒng)。
破解工業(yè)互聯(lián)的不實時&不統(tǒng)一，NI認為TSN+OPC UA有心得
聚焦當前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，從互聯(lián)角度而言，一方面，現(xiàn)有網(wǎng)絡難以滿足工業(yè)生產(chǎn)高安全、高實時和高可靠的需求；另一方面，由于缺乏統(tǒng)一的標準接口，普遍面臨互通性差等困境，因此，以信息通信技術為支撐的網(wǎng)絡體系成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進階發(fā)展的關鍵。而作為一組位于數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議簇，從底層架構中改變了以太網(wǎng)不確定性的TSN猶如“天降奇兵”：可達1Gbit/s的高帶寬；無縫集成現(xiàn)有應用和標準IT網(wǎng)絡的互操作性；μs級別的確定性傳輸時間以及ns級的節(jié)點間時間同步的低延遲/高同步性；高安全性等眾多優(yōu)勢，都讓TSN成為助力IIoT加速實時化演進的方法論。
NI認為工業(yè)互聯(lián)的不斷深化讓高帶寬、實時性的工業(yè)現(xiàn)場信息交互成為關鍵。
盡管目前TSN仍處于技術定型測試階段，但近年來TSN確實發(fā)展迅速，特別是2017年Avnu聯(lián)盟，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）和OPC基金會宣布在TSN中引入OPC UA，并將與IT-OT行業(yè)領導者合作推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0應用互操作性的消息給業(yè)界帶來不小震動。
如果說專注產(chǎn)品互通性和穩(wěn)定性的TSN解決的主要是底層數(shù)據(jù)獲得的問題，提供了網(wǎng)絡通信的高確定性和低時延；OPC UA解決的就是應用層語義解析的問題，它則提供了一個獨立于平臺的面向服務的體系架構，為整個企業(yè)的互操作性提供了必要的基礎設施，真正實現(xiàn)了不同廠商、不同設備之間的交互。而基于兩者建立起的統(tǒng)一通道，不僅將徹底統(tǒng)一數(shù)據(jù)鏈路的服務標準，更有可能打破傳統(tǒng)工業(yè)的結構。因此，業(yè)界普遍認為TSN與OPC UA的融合將會為整個工業(yè)互聯(lián)帶來全新局面。目前，已有很多走在技術前端的工業(yè)自動化主流廠商著手展開對TSN+OPC UA的研究與實踐，NI正是其中之一。
看好TSN為“工業(yè)互聯(lián)新風口”，NI TSN產(chǎn)品矩陣不斷延展
追溯至2012年11月，IEEE 802.1任務組正式將AVB（以太網(wǎng)音視頻橋接技術）更名為TSN，同時也確立了TSN的4大應用場景：專業(yè)音視頻（Pro AV），汽車控制領域，商用電子領域以及未來最廣泛的應用：所有需要實時監(jiān)控或實時反饋的工業(yè)領域。
在2012年，作為國際工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC成員，NI成立了TSN任務小組，與思科、英特爾等眾多行業(yè)領導者共同定義、標準化和推動TSN的應用。
2016年，NI針對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)推出首款IP67級，適用于極端環(huán)境的IC-317x系列工業(yè)控制器，為自動化圖像處理和控制應用提供最高級別的處理能力和連接性；
NIWEEK 2017上，NI再次推出全新基于TSN的CompactDAQ機箱——cDAQ-9185和cDAQ-9189。作為專注于分布式測量及同步領域的以太網(wǎng)機箱，該款CompactDAQ最高同步精度<100ns，多跳精度<1μs；
2017年底，NI宣布推出堅固耐用的分布式同步FieldDAQ設備，并將TSN 引入最嚴苛的測試單元和室外環(huán)境。由于FieldDAQ集成了TSN，因而可支持大部分工業(yè)I/O和控制廠商（比如博世、貝加萊和施耐德電氣）的第三方TSN解決方案；
NI持續(xù)延展TSN產(chǎn)品矩陣，在全球TSN生態(tài)聯(lián)盟中實力表姿態(tài)。
當然，全新FieldDAQ是除工業(yè)控制器、CompactDAQ和CompactRIO之外的又一產(chǎn)品系列，它的推出更將預示NI TSN產(chǎn)品的進一步擴充。在未來，NI還會繼續(xù)大力推進TSN技術落地，并將其應用在更多的工業(yè)互聯(lián)場景中。
以生態(tài)包圍產(chǎn)品，NI攜行業(yè)標桿企業(yè)共同“攪動”TSN風口
對內，專注積累自身技術優(yōu)勢；對外，積極開拓產(chǎn)業(yè)合作邊界，作為測試測量行業(yè)的領先企業(yè)，NI不僅是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）的會員，Avnu聯(lián)盟的董事會成員（Board of Directors），還是中國邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）的常務理事成員，在全球工業(yè)互聯(lián)生態(tài)中占據(jù)重要一席。在TSN領域，NI同樣積極打造自身“TSN生態(tài)”。
