物联网时代:物联网的十大应用领域(下)

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目录:

(上)

一、物联网应用概述

二、物联网应用领域划分

1智能物流

2智能交通

3智能家居

4环境监测

5金融与服务业

(下)

6智慧医疗

7智慧农业

8智慧工业

9智能电网

10国防军事

6智慧医疗

健康 对个人来说非常重要,但人生病是不可避免的,如何使人们少生病、生小病、生病后能及时诊断和治疗成为目前卫生领域的重大课题。

物联网在医疗卫生方面的广泛应用可以解决上述问题。目前可穿戴设备早已出现在市场上,他的出现可以使得人们及时了解自身如呼吸、心跳、血糖等一系列生理参数,这些参数可与正常生理参数相比对,为人们提供 健康 辅助信息与建议;同时这些参数可以上传到医疗信息中心,一来为个人建立一个实时的 健康 参数库,二来可以通过这些参数自动诊断 健康 状况,从而使人们达到少生病、生小病、生病后能及时诊断和医疗的目的。

目前,看病难困扰着整个卫生系统,其原因是医疗资源的分配不公。采用物联网技术可以解决医疗资源分配不公的问题。通过物联网采集的病理数据可远程传输给权威医疗机构,专家通过对这些数据的分析可诊断病情,提出医疗方案,在远端的病人可根据医疗方案,由当地医疗人员处置。这样就保障了优良医疗资源的高效应用。

目前有很多精确度很高的手术如一些神经外科手术都需要 *** 作专门的仪器来进行手术, *** 作便是传感层接收的信息,仪器内嵌入的系统根据接收的信息通过特定的程序执行特定的 *** 作。理论上来说,信息可以由仪器本身自带的传感器产生,也可由远程端发送来信息,这样一些难度极大的手术便可由专家通过远程 *** 作来完成。然而现实中由于手术需要的实时性与网络传输信息的延迟性,这一设想还无法实现。5G技术的出现让这一设想成为可能。

物联网的应用还可以减少排队就医的时间,病人可通过物联网终端以及病情的缓急来预约就诊时间,就诊后可用移动支付的手段减少付费的麻烦,附着在药品上的RFID标签可以极大地减少药品的误服率,保障了用药安全。

(值得一提的是,作者所在的团队的项目便是一个智能医疗的项目,是一个关于康复医学的项目,主要用来帮助骨折患者的恢复以及防止二次骨折的可能。)

7智慧农业

物联网在农业上的应用可以使得农业生产更加智慧。在农田里部署的无线传感器网络实时采集田地里的水、肥等与农作物生长有关的参数,及时控制农作物生长所需的各种环境使得农作物的品质更高。

物联网中的大数据分析与数据挖掘技术可以用来指导农户科学地生产、种植,从全局考虑种植与需求,以保证丰产丰收。

在养殖方面,RFID标签可植入动物体内,动物的全生长过程均存于监控之中,这样可以保障动物肉品的全方位可追溯,保障了食品的安全。

(如果有机会的话,我会写一篇一个基于物联网技术的大棚无人种植智能监控系统方案)

8智慧工业

物联网与工业的融合应用产生了智慧工业,工业从大规模的生产逐渐演变成了个性化生产。企业从供应链的角度出发,通过虚拟现实知道用户消费和订购,将用户的个性化需求通过物联网实时传送到企业的生产线上,通过工业的自动控制技术,在一个生产线上可生产不同的个性化的产品,从而提高了企业的竞争力。

物联网与3D打印技术的结合,使得工业生产“可见即可得”。通过各种感知技术将用户想象的个性化产品图形化,图形化的虚拟产品可通过3D打印变成实际产品,这样就加快了产品研发、生产的速度,更快速地响应用户需求,提高企业的效益。

9智能电网

智能电网来源于电力自动化,其目标是在保障电力系统可靠性的同时,以更加经济的方式合理调配电能,使得电力企业和用户获得满意的效益。

电能是由其它如水力、火力、核能等能源转化而成的,它是一个无法存储的能量,因此多发电会产生浪费,少发电则供电不足。采用物联网技术后,电力企业可以通过在每个用户的用电设备上部署传感器,实时获得其用电信息,将该用电信息传送给电力企业,企业就可以及时调整发电量,以保障用电需求。另外,企业也可根据这些信息以及感知到的其他与 社会 生活、生产有关的信息,估算出用电需求量,依据需求量可有计划地安排发电所需的煤、油等发电物料,以保障企业的经济效益。

此外,用户可根据自身经济状况,合理安排用电时间,在用电高峰期时,由于此时电价高,可减少用电,当在用电低谷时,由于电价较低,可加大用电量。采用物联网技术,电力企业和用户可以全面感知用电情况,准确获得用电的高峰和低谷信息,指导企业和用户,使双方均获得较好的经济收益。

10国防军事

物联网在国防军事上有着广泛的应用。全面的感知可获得战场上的全面情况,为合理部署战斗力量提供了保障。现代战争是一个精确打击的战争,感知了全面战场信息就获得了精确打击的对象,火力能有效地打击敌人,保护自己。全面感知还可以有效地调配战斗资源,合理分配各种轻、重及远程火力、战斗人员和后勤保障。

在国防军事上,通过各种地面、空中、海洋、空间感知设备获取全方位的信息,这些信息与武器互连,从而形成了强大的武装网络和战斗力,为我国的国防现代化做出了巨大的贡献。

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说起智能工厂,人们总是将其与无人化工厂相联系,其实智能工厂并不一定是“黑灯工厂”,或者说,智能工厂也不应该仅仅是“黑灯工厂”。对于现在大部分存量工厂而言,如何变成智能工厂,其实就是要弄清楚对于存量工厂而言,其痛点是什么;或者说,什么方式可以帮助其智能化转型,并为其所用。在 科技 进化到一定阶段之前,存量工厂如何智能化?

那么,在探讨存量工厂智能化转型之前,我们首先要知道几个概念:物联网是什么?工业互联网又是什么?

简单来说,工业互联网由工业物联网和产业互联网组成。

工业物联网是物联网(IoT)在工业场景的应用,可以打通工业“人机物法环测”六大要素。

产业互联网使产业链上下游互联互通。

工业互联网+云计算+大数据处理+人工智能,构成针对工业的综合性技术。

对于单体工厂来说,IoT是变成智能工厂的第一步,只有迈出了这第一步,才能实现数字化、智能化。

阿尔卑斯系统集成(大连)有限公司(简称“ALSI”)为制造业提供多元化智能工厂规划方案。其中,ALSI大连IoT解决方案主要根据制造现场实际情况,完成“人机物法环测”六要素有效数据的自动采集与上传,并进行数据分析与管理。

总体来说,ALSI大连IoT解决方案有五大特点:

1适用范围广。无论是由专用设备组成的产线,还是通用设备,都可以采用。

2具有强大的兼容性。无论一条产线上有多少种不同品牌、型号的设备,都可以统一入网进行全自动数据采集。

3接口完全开放,可与各种管理软件无缝衔接。如MES、PLM、WMS,都可调用ALSI的IoT解决方案采集的数据,也可以通过ALSI直接定制智能产线控制系统,实现现场管理的智能化转型。

4传感器技术先进。ASLI大连的集团公司ALPSALPINE,是世界知名的传感器研发生产企业,品质卓越,技术领先。“稳定”、“安全”是它的特点;“精准”、“可靠”是客户对它的评价。ALSI大连在IoT解决方案中根据应用场景需求选用最适合的传感器,完成向智能工厂转型的坚不可摧“基建”工作。

5成本相对较低、实施难度小。以生产设备智能管理为例,其成本仅为PLC的1/3,加装数采设备时不用停产,而且数采设备可以随时更换,或用于其它设备或产线,自由、方便、灵活。

对于存量工厂而言,一味地追求智能工厂建设不科学,而直接转变为“黑灯工厂”更是不现实的事情,在一定的 历史 时期,我们要考虑智能工厂的目的是什么,或者说,对于存量工厂来说,什么才是“智能工厂”,那一定是落地的、切实可行、将影响降到最小的解决方案,才是其智能化的切入点。

更多智能制造解决方案详见

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2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》

要说现在工业通讯领域最热门的技术,那一定是非TSN莫属。其实,TSN(Time Sensitive Network)时间敏感型网络是一个最新的但却并非陌生的技术,那TSN究竟是什么样的网络呢?为何TSN会被认为是未来工业通讯的统一标准呢?TSN会替代现在的各类实时工业以太网吗?……

面对这些问题,CE China的老石和B&R的老宋开始了一场刨根问底式的对话,希望能让你对TSN有一个全面正确的了解。

1TSN是时间敏感网络的意思,时间敏感是什么意思?其他网络对时间不敏感吗?有衡量指标吗?

答:说实话,最初在2016年贝加莱总部介绍TSN的时候,我觉得这似乎不像是一个工业自动化领域的技术,因为像PROFINET、POWERLINK、EtherCAT等工业网络已经可以达到比较高的实时性指标,而且好像也极少遇到什么当前100μS循环周期搞不定的案子,工业网络讲 “Determistic”,即确定性网络,因为控制是基于“等时同步”的,工业领域早已实现“时间敏感”。因此,就个人而言当时觉得这个词是IT的人不了解工业而开发出来的网络,因为TSN的最初描述是为以太网赋予“确定性”、“实时性”传输能力,这是因为标准以太网是没有这个能力的,但是,实时以太网有这个能力。

那么,问题的关键在哪里?TSN最关键的目的在于“同一”网络的数据传输,即,周期性的控制通信需求和非周期的数据在同一个网络中传输,才是TSN的核心诉求。

因为现在的IT与OT融合过程中会遇到非常大的问题,即,周期性数据和非周期性数据往往需要通过两个网络传输,因此,你会发现控制器各家都是两个网口,一个实时以太网,一个标准以太网,一般实时网络用语机器与系统控制,而标准网络用于管理级信息的传输。

通常,衡量网络的QoS(Qualityof Service)指标包括循环周期、延迟、抖动这几个指标,一般来说,硬实时会在百微秒这个级别的刷新,抖动控制在几十个nS这个级别,延迟在微秒级。没有特别的官方定义实时性,因为,应用场景不同。

2 TSN特点之一是实时性高,我们以往的现场总线、实时以太网不也有这个特点吗?相比这些TSN在实时性方面也有优势吗?

答:尽管TSN的关键诉求在于“同一”网络的传输,但经过研发人员的设计,其调度机制也允许获得较高的实时响应能力,目前贝加莱已经开发的千兆以太网的TSN测试下来抖动在50nS(抖动通常描述的是最差情况),可以达到的最快周期是在10μS级,‍因此,对于现有的工业控制而言,TSN的实时性是完全可以保障的。

和目前主流的实时以太网比TSN显然性能更高,据贝加莱总部的千兆测试数据显示高了18倍的整体性能(其测试是按照节点数、数据负载不断增加然后取性能的均值)。

3 TSN是如何实现时间敏感的呢?它是在标准以太网标准上做了哪些修改吗?

答:TSN本身是一系列的标准,它包含了时钟同步、数据调度与网络配置三个方面的关键标准,TSN仅指数据链路层的标准,这一点必须阐明,它可以采用IEEE8023的以太网或IEEE8023cg的标准网络来实现物理层,而数据链路层采用了桥接网络,以及不同的数据流调度的策略,也就是Shaper-整形器,比如CBS基于信用的整形器、Qbv-时间感知整形器TAS、CQF-周期性排队与转发、ATS-异步传输整形器。想了解这个就得了解以太网本身是怎么传输的,然后就明白TSN主要是在Transmit Selection这个地方进行了策略调度机制的设计。

4TSN这两年在工业界越来越火,这个TSN源自哪里,是咱们工业界独有吗?其他行业也叫TSN吗?全球谁在主导这个标准啊?

答:TSN并非是源自工业界,TSN最早是在音视频传输领域,后来在 汽车 领域于2012年成立IEEE8021Q工作,而到工业已经是2015年的事情了,成立了IEEE8021 TSN工作组。

在 汽车 工业里他们一般称为AVB-Audio Video Bridge,是由IEEE8021Qav、IEEE8021AS和IEEE8021Qat(已经作为IEEE8021Q的基础标准)构成。

在航空航天领域也有大量时间敏感型网络应用,他们可以称为AS6802,而在工业领域,IEC和IEEE合作,成立了IEC60802工作组用于实现TSN网络的互 *** 作性标准制定。

目前TSN的推动组织是Avnu,包括IIC、OPC UA基金会也加入了推动这项技术的工作,他们会和主要的Shaper厂商共同推动TSN技术的发展。

5 TSN今后是要成为标准以太网协议,而且比以前的标准以太网协议先进,那是否意味着今后民用商用工业用的以太网协议都会成为TSN?

答:TSN是一项VLAN技术,即Vitural Local Area Network,这显然定义了它是一个局域网,并且是一个虚拟的局域网,它不必一定成为商用和民用的所有通吃的标准,TSN域和非TSN域的区别在于VLANID,即,进入TSN网络会被交换机给打上VLAN标签,然后借助于TSN机制在该网络中传输,但离开了TSN网络的时候,这个VLAN标签会被去除,它也可以变为一个标准以太网帧被传输。因此,TSN交换机会和普通交换机一起工作没有问题。

因此,商业或民用网络并不是必须要变为TSN网络,这完全取决于应用本身的需求,尤其是经济性指标,因此,如果没有特殊的实时性需求的话,倒没有必要,目前TSN网络看来聚焦在工业级IoT应用比较多。

6 为何这两年突然TSN就受到业界这么多人的关注?它能解决哪些现在解决不了的问题吗?

答:TSN火的原因就是大量的物联网应用需求产生的,因为,你必须考虑周期性和非周期性数据的同一网络传输问题,带宽的需求较之以往更大。

你可以看到这个图中,描述了几个场景:

(1)音视频同步:其实,如果你看中央电视台,你看到播音员的口型和语音会出现不同步—这也属于质量问题,因为音频和视频没有同步,或者像大剧院里的音箱,你想想如果他们不能实现同步,就会出现重复的声音,也属于数据传输质量的问题。

(2)ADAS,相对于传统的 汽车 而言,ADAS会需要多个激光雷达(比如前后三个),包括安全系统,这些更多的传感器都会带来带宽的需求较之以往更大。

(3)AR/VR、机器视觉:这些技术在工业场景更多的使用都会让带宽的需求变大。

因此,TSN是有实际的需求的,连接变得更为广泛,则需要更大的网络容量传输能力。

7 既然具有时间敏感特点的以太网络有这么多优点,那么为何在早先的标准以太网推出时没有考虑做成时间敏感呢?为何现在就要加上时间敏感?是原先没有想到吗,还是原来的技术实现不了,或者是成本太高等其他原因?,

答: 90年代大众来中国投资建 汽车 厂的时候,中国的高速公路才刚开始,包括现在很多老的小区都没有足够的停车位,谁会料到今天 汽车 如此普及呢?

同样道理,在你不需要这项技术的时候,你是不会真正有动力去开发这样的技术的,因为如果没有人用,这些研发投入就失去意义了,因此,任何技术的流行都会需要时间,而且,就目前而言,TSN都还没有到它真正爆发的时候,因为,对互联的需求也就最近几年才刚开始,大量的工厂实际上还处于单机生产的阶段。因此,TSN现在已经处于未雨绸缪的阶段,因为大数据应用仅在局部开始,而并非进入爆发期。

当然,你说的没错,要实现TSN这样的网络的确需要非常大的技术投入,因为它的复杂性是超过现有的网络的,就像时钟同步就比IEEE1588有可靠性方面的需求,调度机制也更多样灵活,这些都是需要芯片处理包括千兆以太网处理芯片、传输电缆、交换芯片等,这些都是成本,而只有面临巨大的市场机会,芯片厂商才会有动力去投入研发。 现在大量的芯片厂商投入其中也是因为看到其广阔的未来-这些投入会让TSN变得更为易用而低成本--TSN潜在的规模使得它较之以往的网络更具竞争力。

8 截至到目前,关于TSN的相关产品研发、测试床,支持的厂商等最新进展是什么样的?

答:目前TSN有几个重要的测试床推动者,一个是德国的LNI-就是工业40组织的测试床,一个是在IIC的测试床,还有一个就是由华为ECC组织的测试床,贝加莱在三个组织中都积极的参与了Testbed的建设。

目前,主流的自动化厂商都发布了各自的TSN产品或者测试产品,像B&R在2017年SPS发布了TSN产品,而SIEMENS在2018年汉诺威展发布了Profinet over TSN的产品,2019年三菱发布了CC-Link IE TSN产品。华为、TTTech、CISCO、MOXA、赫斯曼等厂商也发布了TSN交换机产品。

9 虽然TSN这两年火热,几乎所有人看好和支持,那为何从实际产品上还并不多见,或者还没有批量生产和销售,正式工业应用几乎没有,主要卡在哪里呢?预计到什么时候,TSN会开始真正落地应用?

答:看来,你比用户更着急,但是,工业产品一般生命周期都比较长,就像CAN总线、Modbus现在还在用一样,实际上,它并没有想你想象那么慢,相对于过去的总线从概念、局部应用、大面积成熟应用的时间而言,TSN的发展算是比较快的,因为你要知道TSN面向工业的工作组2015年底才成立,2016年9月才召开Shaper的启动会议,因此,你能够在2018年看到这么多公司推出产品已经算是非常快的了。

TSN在2019年包括像现在已知的贝加莱、三菱都会有批量化产品推出,工业产品不会像手机那么更新快,华为的P20 Mate Pro我还没买呢,P30就出来了,而工业产品一般生命周期都在15年以上,因为一台机床可能会用20年以上。

因此,其实TSN发展已经非常快了。

10 一个通信网络要实现TSN,需要哪些设备来构成或支持?相比其他网络,TSN实现起来会不会更加昂贵?

答:TSN是一个VLAN,因此它很多实现是在软件的层面的,需要具有处理这种时钟同步和调度机制的交换机,当然对于控制器而言,需要TSN的芯片支撑,具体的芯片成本我倒没有考量过,但是,事物发展的规律是具有共性的,成本一定是一个不断下降的过程,因为大量的采用就可以降低成本。

11 现在看到国外厂商TSN产品陆续发布了,但国内厂商还没有,那要如何才能开发一个TSN的主站或者从站或者I/O呢?成本高吗?

答:这一点倒不完全是这个情况,华为在这方面已经走在前面,他们的TSN交换机也已经开发完成了,不过也似乎尚未进入批量化阶段,因为华为会考虑更多的场景问题,因此,在整形器方面会有一些自己的设计,最近我写了关于TSN的整形器(Shaper),还请教了华为的两位专家,另外,MOXA也有TSN的交换机产品推出,还有一些大学、研究所、企业也推出TSN相关的技术测试产品,目前尚未正式发布。

目前提供TSN技术开发板的包括XILINX,以及TTTech和Intel共同推出的TSN解决方案、芯片厂商NXP、AD等也推出了TSN的开发与测试芯片及测试板。

12 现在实时以太网、现场总线在控制领域、特别是运动控制领域应用广泛,那TSN会取代这些协议吗?TSN和这些实时网络会是什么样的关系?

答:又需要强调一遍,就是TSN是在ISO/OSI架构的第二层,这意味着目前的TSN可以以各种形式出现,其实,以太网本身也是这个发展过程,比如Profinet就是Profibus over Ethernet,POWERLINK就是CANopen over Ethernet,那么,就会出现Profinet over TSN、CC-Link IE over TSN这些场景,这种设计往往是为了保持应用层软件的延续性,以确保现有的设备投资的可用性,而贝加莱则会选择OPC UA over TSN,原有的POWERLINK CANopen应用层会逐渐转向OPC UA,必须保持一个软件应用的延续性,这也是在较长的一段时间里,应用层保持,而数据链路层则逐步转向TSN的过程。从TSN目前所展示的性能而言,应对运动控制的任务也没有丝毫问题,一些厂商宣城将很快推出TSN的运动控制产品,贝加莱2019年推出IO和控制器,并计划在2020年推出基于TSN通信的运动控制产品。

这一点必须强调,对于任何工业应用而言,保持技术的稳定性、继承性是一种必须的考量,因此,技术的升级必须尽量的平滑过渡,对于用户同样如此,这是投资安全性的保障,因此,TSN短期内当然不会取代现有的网络,但是,在更长的时间里,TSN会成为基础的网络架构。

ISO/OSI模型很有意思,就是它使得各个层可以独立设计,包括物理层,目前的IEEE8023可以继续使用,当然也可以使用诸如PoE(Power onEthernet)、SPE(Single Pair Ethernet-IEEE8023cg)的物理层。

13 现在另外一个通讯技术5G也已经来临,5G也是以低时延、高带宽为最大特点,而且5G要最多的应用可能在工业上,那么TSN和5G会是一个竞争关系吗?

答:5G也有针对ULL(UltraLower Latency)的场景,但是,5G属于无线网络,在工业领域的应用,尤其是类似于运动控制这些应该还不会采用5G,但是,基于IIoT的应用中对网络的确定性评估可以承受的领域5G是可以使用的,另外,TSN也会有针对无线场景的标准。

因此,评估技术的应用前景主要看场景—他们肯定不会是竞争关系,而是相互补充。

14 对于TSN,也有些人认为现在是“雷声大雨点小”,那TSN标准的最新进展是什么样的?还需要解决哪些方面的问题从而来加速推进呢?现在技术发展那么快,TSN会不会中途又被新的通信技术给替代了?

答:其实,任何一项技术的核心驱动力是“经济性”,而技术推动必然有一个接受过程,市场需要培育,因此,TSN显然也不可能短期马上就会大量的应用,想想现场总线从开始到发展到顶峰实际上也经历了30年的时间,如果放眼整个产业的发展,TSN从2015年发展到今天已经算是非常快的速度了。

至于TSN中途会不会被新的通信技术替代,这个问题比较有意思,理论上来说,一切皆有可能,但是,任何技术都是来自于需求的,如果需求没有本质的变化,那么技术也就不会有本质的变化,如果需求就是网络的统一,那么无论是TSN还是说一个新的技术,同样是这个技术实现路径,而且通信技术不可能离开芯片、工业控制独立存在,因此,只会有TSN的升级,而很难有一个独立的技术替代它。

技术的发展有其必然性,既然大家看到了10年后的技术需求而开发TSN,那么它就会在很长一段时间内持续的发展。

至于更久的时间比如30年后会是怎样,我想大部分人都无法关注,因为,这个时候如果你敏锐的观察到30年后的网络的需求,然后研发30年后要用到的技术,你这家公司是活不到那个时候的。

15 如果未来一旦TSN在各个领域都普及了,是不是就是实现了所谓的工业物联网万物互联?

答:这个倒是值得期待,TSN正是致力于此,不过,万物是否一定是被TSN互联,那也未必,因为这个世界有太多的技术,就像刚才提到的5G,人类因为多样性才有意思,也因为有未知才值得 探索 ,TSN能不能实现万物互联并不重要,它只是一个技术,不用赋予它那么重大的意义,就像比尔盖茨所说“我们总是高估在一年或者两年中能够做到的,而低估五年或者十年中能够做到的”—短期看TSN似乎还没有到要广泛应用的阶段,但长期来说,TSN在 汽车 、工业互联网领域将是具有统治性地位的,不过它的最佳搭档是OPC UA,这两者的配合将会让工业有着天下一统的可能。

当然,在工业世界里,价值的创造不仅仅依赖于网络技术,而依赖于对客户价值的追求,包括软件的应用价值、人的创造力,没有这些,TSN发挥不了什么,它只是一个实现我们价值创造过程的工具—对于工业企业而言,价值仍旧来自于为客户解决问题,TSN会帮助我们。

1 GE
Predix是第一个被认为是世界上最大的工业互联网平台,但推广不尽人意。
2西门子
2019年西门子一直在推动其MindSphere,在国内进行了多次的产品推广会,希望超越GE Digital的Predix。西门子是一家庞大的跨国公司,只需将其自己的设备连接到MindSphere,即可使其成为世界上最大的IIoT网络。
3施耐德电气(WonderWare)
施耐德电气主要提供能源管理系统和工业自动化解决方案,两者都非常适合IIoT网络。借助像施耐德电气的WonderWare这样的IIoT网络,可以对所有电机和机器人以及诸如此类的东西进行集中监控和管理。未来,只有一个人坐在控制室中的计算机上,可以直接访问故障机器并查看传感器参数,并且机器知道如何解决。
4 SAP

工业数据采集体系包括设备接入、协议转换、边缘计算。设备接入是工业数据采集建立物理世界和数字世界连接的起点。设备接入利用有线或无线通信方式,实现工业现场和工厂外智能产品/移动装备的泛在连接,将数据上报到云端。工业数据采集发展了这么多年,存在设备接入的复杂性和多样性。
数据接入后,将对数据进行解析、转换,并通过标准应用层协议如MQTT、>

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