工業(yè)4.0的出現(xiàn)，衍生出“智能工廠”的概念。越來(lái)越多的企業(yè)希望通過(guò)構(gòu)建智能工廠來(lái)迅速提高產(chǎn)能。而工業(yè)以太網(wǎng)就成了關(guān)鍵。

構(gòu)建智能工廠正被全球制造業(yè)領(lǐng)域不約而同地選為下一個(gè)中長(zhǎng)期的發(fā)展愿景，同時(shí)也是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要突破口，而智能工廠的精髓就在于網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域的延伸，打通產(chǎn)、銷(xiāo)任督二脈，發(fā)揮信息化的作用，將產(chǎn)銷(xiāo)信息快速整合溝通。具體而言，智能工廠不僅是生產(chǎn)的自動(dòng)化，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控制程，確保生產(chǎn)順暢，還可協(xié)助制造業(yè)者整合各廠生產(chǎn)管理、物流管理及倉(cāng)庫(kù)管理，實(shí)時(shí)匹配產(chǎn)能的需求與規(guī)模，避免大興土木，同時(shí)迅速提高產(chǎn)能，滿足客戶定制化訂單的實(shí)時(shí)生產(chǎn)需求。

而工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡(luò)，從誕生之初，就擔(dān)負(fù)著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎(chǔ)。它的構(gòu)建也就成為智能工廠建設(shè)的核心。

工業(yè)以太網(wǎng)是智能工廠核心

如果說(shuō)第三次工業(yè)革命的自動(dòng)化，僅是將生產(chǎn)過(guò)程作為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行信息技術(shù)的應(yīng)用。工業(yè)4.0將信息技術(shù)的應(yīng)用大幅擴(kuò)大，進(jìn)而衍生出“智能工廠”的概念。它的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。

“工業(yè)以太網(wǎng)，互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能將是智能工廠的核心技術(shù)。”瑞薩電子通用解決方案中心綜合營(yíng)銷(xiāo)部副部長(zhǎng)王均峰表示。具體而言，包括生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自律協(xié)調(diào)作業(yè)的M2M，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售、ERP、PLM、SCM等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程之間的協(xié)同等。

因?yàn)楝F(xiàn)代智能工廠有四大關(guān)鍵點(diǎn)：一是要連接所有網(wǎng)絡(luò)以拿到數(shù)據(jù)。二是要有智能機(jī)器。三是大數(shù)據(jù)，將所有設(shè)備、所有人連接后，所有數(shù)據(jù)都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數(shù)據(jù)后從中抓取出應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)，提高設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和預(yù)測(cè)水平。王均峰認(rèn)為：“要形成高速傳輸、大數(shù)據(jù)，保證實(shí)時(shí)性、安全性和節(jié)能就變得十分關(guān)鍵。這正是工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建的要旨。”

標(biāo)準(zhǔn)化多協(xié)議是以太網(wǎng)當(dāng)前主要問(wèn)題

如果說(shuō)，構(gòu)建高速、大數(shù)據(jù)安全和節(jié)能的工業(yè)以太網(wǎng)是抓住了智能工廠的“牛首”，那么解決工業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)的多標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，則是工業(yè)以太網(wǎng)的關(guān)鍵。近些年來(lái)，工業(yè)以太網(wǎng)經(jīng)過(guò)了不斷的發(fā)展，其實(shí)用性、易用性都獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也逐漸得到了擴(kuò)展。然而，應(yīng)用的快速增長(zhǎng)也必然伴隨著各廠商在這一領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)。時(shí)至今日，受到不同廠商支持的各種工業(yè)以太網(wǎng)紛紛搭建了自己的舞臺(tái)。工業(yè)以太網(wǎng)通信LSI，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議及現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議：EtherCAT、CC-LinkIEField、DeviceNet、PROFINET(RT)、EtherNet/IP、ModbusTCP)CANopen、CC-Link。

許多不同的通信協(xié)議已成為工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此希望支持市場(chǎng)所需不同協(xié)議、或者希望在同一臺(tái)設(shè)備中支持多種協(xié)議的工業(yè)設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就要面臨開(kāi)發(fā)時(shí)間增加的問(wèn)題。上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院的繆學(xué)勤高工介紹，我們平時(shí)所說(shuō)的工業(yè)以太網(wǎng)，在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層都是符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的，而不同種類(lèi)的工業(yè)以太網(wǎng)，其區(qū)別主要是在應(yīng)用層。從某種程度上講，不同種類(lèi)的工業(yè)以太網(wǎng)之間是可以解決互聯(lián)和互通的，但仍不能解決設(shè)備間互操作的問(wèn)題。使用不同工業(yè)以太網(wǎng)的設(shè)備完全可以共存，但是不能對(duì)話?；ゲ僮魇求w現(xiàn)在應(yīng)用層的差異，要在同樣的網(wǎng)絡(luò)中使用多種以太網(wǎng)設(shè)備就需要網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

“這就需要開(kāi)發(fā)同時(shí)支持多協(xié)議的通信芯片，當(dāng)然開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要考慮以太網(wǎng)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、硬件開(kāi)發(fā)、一致性測(cè)試等，從開(kāi)發(fā)到量產(chǎn)需要很長(zhǎng)時(shí)間。”王均峰說(shuō)。

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