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西门子:五大能力 构建数字化时代的工业通讯网络生态系统

  点击数:8546  发布时间:2019-07-19 11:48
2019年7月16日,西门子“2019工业网络专家计划论坛”在京举办。西门子将凭借专业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核心能力,推进工业网络专家计划,构建数字化时代的工业通讯网络生态系统。

当下,随着物联网、大数据等新一代信息技术的迅速崛起,工业制造领域也正在迎来新一轮变革浪潮,这一浪潮带来的不仅是万物互联、云端服务的应用变革,更给自动化与信息化的深度融合技术路径带来了深刻的变革。在这场变革当中,工业通讯被推到了前所未有的重要位置。作为工业4.0系统中至关重要的子系统,工业通讯将不仅仅需要满足系统的实时性,更大的挑战在于如何能够把通讯要求所涵盖的所有网络进行无缝连接。

未来,工业通讯发展将何去何从?IT与OT如何进一步融合?时间敏感型网络将如何发展?工业5G将给工业带来哪些改变和可能性?如何对日益复杂的工业网络进行高效管理,并确保网络安全?实时定位系统如何支持数字化企业?……这一系列问题都成为了数字化时代工业通讯变革的核心问题。

2019年7月16日,西门子“2019工业网络专家计划论坛”在京举办。西门子将凭借专业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核心能力,推进工业网络专家计划,构建数字化时代的工业通讯网络生态系统。西门子(中国)有限公司数字化工业集团副总裁兼过程自动化事业部总经理姚峻博士表示:“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。”


TSN+5G 领跑工业通讯技术变革

面向未来的工业通讯网络是打造数字化工厂和实现数字化转型的基础。数字化时代的通讯网络需要具备高可靠性、可用性和安全性,还要实现信息技术(IT)与制造技术(OT)网络的融合,更长远的目标还包括与云的连接并对之进行监控。而抓住工业通讯未来的两个重要根基技术则是TSN和5G。对此,西门子早已开始布局,并深入参与和研究TSN与5G的相关工作,领跑工业通讯技术变革。

根据权威报告预测,2025年,5G将带动我国直接和间接总经济产出达35.4万亿元。然而,不同于4G技术,5G带来的巨大市场空间将有超过75%集中在垂直行业。其中,工业应用场景将在5G应用拓展方面占据至关重要的地位。毫无疑问,5G作为无线通信的基本载体,正在引起工业领域的广泛关注。

工业5G为生产、维护和物流所需的无线网络打开了大门。高数据传输速率、可靠的高带宽传输和超短延迟将显著提高工业价值创造的效率和灵活性。西门子在5G发展初期就已经看到了5G在工业领域的巨大潜力,从一开始就拥抱这种新的通信标准,并通过开发相应的产品组合来支持其标准化和工业实施。

为推动5G在工业领域的落地,西门子积极参与3GPP标准组织,以确保对行业重要的要求成为5G标准的一部分。与此同时,西门子作为工业互联与自动化5G联盟(5G-ACIA:The 5G Alliance for Connected Industries and Automation)的创始成员,与众多知名企业合作,共同讨论工业5G的解决方案。据西门子介绍,目前发布的5G规范已经发布到第15版(R15),可以满足消费级5G网络的使用,但其并不符合工业使用的所有标准,预计到2020年3月第16版(R16)发布后,5G的性能将达到工业级应用水平。在这之前,西门子已经进行了一些有益的尝试。比如西门子在OT环境中为工业5G开发了自己的研究项目和试验平台等。

姚峻在论坛中说道:“数字化首先要解决的就是互联互通的问题,即IT与OT的互联互通。” 然而,IT与和OT相互融合却没有我们想象得那么简单。

从纵向来看,工业企业中现有的网络架构分为信息层、控制层和现场层,这些不同层级对于网络的需求不尽相同。信息层需要高带宽和灵活的网络拓扑结构,控制层和现场层则需要确定性网络,以固定的时间间隔传输控制信号,满足高速实时性的操作需求。因此,在IT与OT层面,工业企业往往需要多种网络同时工作。而从横向来看,各个公司都开发了自己的专属工业以太网协议,让网络设备与协议彼此绑定。这些协议通常不兼容,因此成为了互联互通的阻碍。此时,TSN应运而生。作为底层的通用架构,TSN使得更多企业可以在此架构上实现OT和IT的融合。TSN与OPC-UA相结合,在通讯机制和数据结构层面,实现了真正意义上的互联互通,将会重新定义现有的工业架构。

2018年西门子将TSN列为未来重要的通讯技术之一。西门子认为,在TSN的帮助下,OPC UA将具备实时性,可以在控制器和控制器之间、控制器以上乃至到云端发挥重要作用。而在控制器内部,基于TSN的Profinet将实现现场级的循环和实时I/O数据交换。目前,Profinet在全球安装的节点设备已达到1800万,是市场占有率最高的基于工业以太网技术的工业自动化总线标准。

值得强调的是,TSN虽然为工业制造描绘了一幅美好的愿景,但其在工业场景的应用还有很长的路要走,相关技术标准还没有完成,西门子会不断致力于推动TSN技术的发展。据悉,西门子将在年内推出第一批相关产品,如具有TSN功能的网络组件、通信处理器、软件和网络管理系统等。


深谙行业 提供安全可靠的工业通讯网络

随着“工业4.0”、“中国制造2025”的快速推进,智能制造和数字化转型已延伸至所有生产过程中,增加了各行各业的安全风险,关键的工业基础设施已成为重要的攻击目标。尤其是随着无线网络从消费领域扩展到工业和基础设施领域,5G时代的工业网络安全需要受到更多的关注。比如设备提供商对工厂设备的远程维护,对交通网络的监控,对能源、水和燃气等基础设施网络的控制等等。这些领域都需要数据与公共网络连接并通过其传输,网络安全至关重要。

西门子拥有一套完整的工业信息安全解决方案,以“评估、实施、持续监控”的理念保障客户工业信息安全。“评估”是第一步,即了解现状,就像我们需要常做体检来尽早规避疾病的发生一样。西门子会根据IEC62443,国家信息安全等级保护、行业最佳实践等进行评估对标,找出差距,定义下一步行动项。第二步“实施”,即按照纵深防御的理念,设计实施信息安全方案,从管理与技术两个方面将信息安全提升至目标水平,就像生了病要对症下药一样。以往的工业信息安全保护到这里就停止了,但这只能达到静态的安全,无法实现持续的安全。西门子在此基础上延伸了自己的理念,加入了“持续监控”,利用大数据关联的技术,将工厂的运行状态和外界环境的变化结合起来,持续保障客户的安全水平。这就像我们会佩戴可穿戴设备持续监测自己的健康水平一样。西门子利用领先的技术和管理水平让客户是关键数字资产可感知、可控制、可管理。


服务与培训 打造专业工业网络“朋友圈”

精准布局TSN、5G等前瞻技术产品,深耕工业行业百余年的行业积淀,构建全面系统的工业信息安全防护体系,这一切都是西门子打造“西门子工业网络专家计划”的根基,除此之外,一站式工业网络专家服务、工业网络专家培训及认证也作为该计划的重要组成部分,在西门子打造的数字化时代的通讯网络生态系统中发挥重要作用。西门子可以为用户提供包括专家咨询、方案设计、实施部署在内的一体化专业服务。

西门子的工业通讯培训起源于2017年,基于致力于将用户或合作伙伴培养成工业网络的专家的初衷,西门子打造了包含工业网络交换和路由技术、工业网络无线技术和工业网络安全技术三大主题在内的专业课程培训认证体系。自该培训2018年引入中国以来,已经有近百人获得了相关的资质认证。

自2018年发布“西门子工业网络专家计划”之后,经过一年的发展,该计划已卓有成效,吸引了越来越多的合作伙伴加入,与西门子共赴数字化浪潮。姚峻告诉记者:“‘西门子工业网络专家计划’能够帮助他们拓展业务模式并成为解决方案供应商,赢得更多竞争优势。”依托“西门子工业网络专家计划”,西门子正在全力构建数字化时代的工业通讯网络生态系统。

论坛期间,西门子还展示了包括数字化管理平台SINEC NMS 、数字化企业的实时定位平台--SIMATIC RTLS 、用于自动化网络的全千兆交换机等在内的工业通讯及识别技术和产品,彰显了其在数字化时代,迎接工业通讯变革的核心技术实力。



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