談?wù)摷夹g(shù)自然是有必要的，但是，討論Why才會讓我們更為清晰這件技術(shù)的意義和價值，也就知道因何要去做這件事情，如何更好的去做這件事情，關(guān)于TSN之前探討的都是技術(shù)話題，不妨從“Why”-為什么對于自動化而言，TSN是一個方向？

1.解決OT向整體運營管理延伸問題

事實上，自動化業(yè)界的企業(yè)一直在基于IT技術(shù)來解決實際工業(yè)的問題，這個發(fā)展并非是今天才有，包括采用現(xiàn)場總線、基于以太網(wǎng)的實時通信，以及今天的TSN技術(shù)發(fā)展，這些都是背后的原因。

1.1在運營管理發(fā)揮尋找空間

隨著離散機器與流程工業(yè)不斷的發(fā)展，其實，我們今天可以說享受了人類科技發(fā)展的巨大福利，因為自動化技術(shù)讓機器具有了極其巨大的生產(chǎn)能力，以至于達到了生產(chǎn)過剩的階段，要知道現(xiàn)在的飲料灌裝系統(tǒng)甚至可以達到20萬瓶的生產(chǎn)能力，而印刷機印報紙的速度已經(jīng)達到了1km/分鐘的速度，自動化還能讓速度提上去嗎？從控制的角度來說是可以的，只是機械受不了了，因為再提高的話，機械的剛度、磨損提高就意味著成本的指數(shù)增長，因此，可以理解為今天的機器在某種意義上已經(jīng)達到了一個最優(yōu)的極限，因此，純的機械升級具有不經(jīng)濟性。

表1-更為復(fù)雜的制造現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸需求

在這個背景下，更大的數(shù)據(jù)用于實現(xiàn)挖掘潛能的目標(biāo)，這造成了數(shù)據(jù)帶寬的需求，而這些視覺、振動、質(zhì)量、定位信息，包括AR/VR的信息傳遞則使得網(wǎng)絡(luò)容量有了更大的要求，而且數(shù)據(jù)的特性變得更為復(fù)雜，需要傳遞更多類型的數(shù)據(jù)，這使得網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜度較之以往提高不少，這對傳統(tǒng)實時以太網(wǎng)僅傳輸物理的信號而言是極大的挑戰(zhàn)，因此，人們開始尋找解決問題的新辦法，TSN進入了視野。

1.2邊緣計算的需求

我們前面談到過，在現(xiàn)場有大量的“優(yōu)化”需求，同時具有一定的實時性，原本來說，這些“計算”可以通過計算機慢慢計算，但是，由于生產(chǎn)的連接，使得對數(shù)據(jù)有了“同步”的需求，如實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對AGV進行動態(tài)的規(guī)劃，而這些計算往往又需要消耗一定的時間，處理“事件”，包括安全方面相關(guān)的問題，對于網(wǎng)絡(luò)的實時性就不是以前通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)嚴(yán)格優(yōu)先級這種方式可以解決的，因此，需要具有一定的實時性，一方面，是工業(yè)控制任務(wù)的協(xié)同—這種在M2M的協(xié)同也需要實時性，包括TSN往下下沉到運動控制級更需要實時性，就目前來看，TSN完全可以勝任到現(xiàn)場級的實時任務(wù)。

圖1-TSN解決多個域的問題（IEC60802關(guān)于TSN的場景架構(gòu)）

連接是一個剛性需求，因為，如上所述，當(dāng)無法在機械極限內(nèi)實現(xiàn)效率的提升，則需要通過連接“耦合-解耦”的方式消除同類項，進一步挖掘制造的潛力，而這個潛力包括了幾個方面：

(1).通過削減中間環(huán)節(jié)，直接體現(xiàn)在精益上，消除了浪費環(huán)節(jié)，提升效率，簡單的如讓柔性輸送系統(tǒng)來降低不必要的搬運輸送時間消耗，提高生產(chǎn)的連續(xù)性，使得離散自動化系統(tǒng)邁向流程工業(yè)那種連續(xù)的生產(chǎn)，使得效率提高。

(2).通過數(shù)據(jù)驅(qū)動來實現(xiàn)優(yōu)化，尋找在生產(chǎn)中的預(yù)測性，包括工藝參數(shù)預(yù)測，適應(yīng)于“變化”的需求，減少開機浪費的方法、尋找在新的協(xié)同生產(chǎn)下的質(zhì)量優(yōu)化、能源計量、維護成本下降的方法，各種方法都是因為連接帶來了優(yōu)化的可能性空間。

(3).資產(chǎn)管理類，確保透明的數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)中對問題進行歸結(jié)、判定，以便提高設(shè)備的使用效率，這些應(yīng)用包括了排產(chǎn)、預(yù)測性維護等應(yīng)用場景。

通過TSN網(wǎng)絡(luò)，其實，自動化可以發(fā)揮更為全局的力量來重塑制造業(yè)現(xiàn)場的格局，將從機器到產(chǎn)線，將設(shè)計與制造進行銜接，利用自身的優(yōu)勢繼續(xù)發(fā)揮全局的規(guī)劃能力。

為自動化引入新工具與方法

這些應(yīng)用催生了TSN,它代表著自動化領(lǐng)域自覺對IT的融合，這不是IT的推進，而是一種尋找經(jīng)濟性，新的解決問題的方法，應(yīng)該說“技術(shù)帶來了解決問題方法與工具的經(jīng)濟性”，因此，自動化端在成本可行的情況下，采用新的技術(shù)來解決過去的問題，或者以前沒有這樣解決問題純粹是因為技術(shù)無法實現(xiàn)，或者成本高昂，IT對于OT的貢獻主要體現(xiàn)在大量的商用市場帶來的規(guī)模效應(yīng)降低了器件、系統(tǒng)架構(gòu)的成本。

由于TSN的投入，使得自動化至少在幾個方向可以擴張：

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：經(jīng)由TSN的交換網(wǎng)絡(luò)，傳感器可以無需經(jīng)由控制器層而直接被Cloud訪問，這個帶來全新的應(yīng)用架構(gòu)的變化，因此，IIoT中所描述的APP可以提供新的業(yè)務(wù)模式支撐，采用TSN賦予了整個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全新的連接自由與更為廣泛的可能。

TSN可以實現(xiàn)傳感器到云的傳輸，這件事情本身對整個工業(yè)應(yīng)用場景是一個巨大的變革，突破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的層層架構(gòu)，賦予了新的應(yīng)用潛在的可能，使得整個運營管理更加透明、直接的數(shù)據(jù)實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

2.向邊緣計算的擴展，目前來說，IT和OT端都延伸到了邊緣計算這個領(lǐng)域，各自發(fā)力，OT以解決原有問題，以及新的形勢下的系統(tǒng)連接帶來的數(shù)據(jù)連接需求。

邊緣計算對于數(shù)據(jù)的需求是多樣的，而這正是TSN網(wǎng)絡(luò)所要應(yīng)對的，也即,TSN為這樣的場景而生。

3.TSN使得新的計算架構(gòu)得以實現(xiàn)：傳統(tǒng)的控制集中式架構(gòu)，DCS分布式控制架構(gòu)，但是，未來，有了TSN,新的架構(gòu)可以實現(xiàn)任意形式的，分布或集中，可以說沒有邊界，數(shù)據(jù)可以直接通過TSN交換網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到云端，這構(gòu)成了應(yīng)用的云端化，也會產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)模式。

4.TSN也將擴張到更多的領(lǐng)域，使得OT可以借助于更多的技術(shù)來解決問題。包括機器視覺、AR/VR，而解決問題不僅在控制，也在管理運營。

5.TSN使得現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以被有效的傳輸，分流，自動化在其中扮演更為靈活的角色，數(shù)據(jù)采集、信號處理本身就是自動化的優(yōu)勢，而借助于TSN會能夠讓自動化進入更為廣泛的領(lǐng)域，包括進入樓宇、智慧城市、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

IT與OT如何發(fā)揮各自效應(yīng)，則關(guān)鍵在于如何借助于OPCUAoverTSN的架構(gòu)來實現(xiàn)融合，如果各自為政，最終對于IT而言，則無法獲得經(jīng)濟性，對于OT同樣如此，如果無法取得經(jīng)濟性，高效益，用戶最終也無法讓整個架構(gòu)推進。

TSN構(gòu)建全新OICT融合生態(tài)系統(tǒng)

技術(shù)的發(fā)展有一種自然而然的規(guī)則，非以人的意志為轉(zhuǎn)移，從IT與OT融合角度來看，的確需要一個新的生態(tài)系統(tǒng)—這是自然發(fā)展的規(guī)律，從競爭到競合，這是一個必然的過程，而對于IT與OT都屬于工程技術(shù)界，那么本身的融合自然依靠于技術(shù)來作為生態(tài)系統(tǒng)的基底，而能夠扮演這個角色的，就目前來看，想要使得雙方都能夠獲得有效數(shù)據(jù)傳輸，則TSN可以在其中扮演這個角色。

圖3-OPCUAoverTSN構(gòu)建未來制造技術(shù)生態(tài)

顯然，最終的用戶是最有發(fā)言權(quán)的，TSN能否扮演這個角色，自然仍然以用戶的最終選擇來看，至少目前來看，正如22日在e-works論壇上來自ZF/RTW的CIO所說“為什么不能有一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)讓這些數(shù)據(jù)可以被有效的通信”，是的，對于用戶的現(xiàn)場而言，一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)會帶來非常多的便利，才能讓數(shù)據(jù)真正成為一個透明的、高效，發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值。

對于IT與OT端而言，各自對如何推進制造有各自的想法和主張，但是，必須明確的是“融合”是誰也規(guī)避的，誰也不能自說自話，必須通過相互的配合，但是，各自又有“邊界”，對于OT而言，優(yōu)勢在于接近現(xiàn)場，對現(xiàn)場物理對象與模型、控制、優(yōu)化有直接的采集、連接、應(yīng)用經(jīng)驗和知識積累，而對于IT則在于交換網(wǎng)絡(luò)、軟件、工具與方法等的積累，但是，相互逾越都不會專業(yè)，而邊界其實就在這個融合的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范上，各自繼續(xù)發(fā)揮自身的優(yōu)勢，而又可以為用戶帶來基于轉(zhuǎn)型需求的價值提升。

至于這個生態(tài)系統(tǒng)所需的商業(yè)智慧，則需要來自IT與OT業(yè)界的同仁們共同來構(gòu)建，需要引入專業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)研究的管理學(xué)家能夠參與其中，技術(shù)作為載體，而價值作為OT與IT各自有其發(fā)揮的領(lǐng)地，而如何平衡其中的關(guān)系與利益，則是來自于“人”的智慧。