前言
開放平臺通信（OPC）基金會進入工業自動化領域，爲混亂的自動化場景帶來了秩序，由各個領域提供與其硬件相關的專有解決方案。早期的OPC標準（例如OPC統一體系架構（UA））試圖創建標準化的競爭環境，以減少使用一個供應商的限制。使用OPC UA，可以搭建非供應商相關技術，該技術共享數據並跨所有供應商的自動化技術進行通信。23年後，OPC UA爲發佈/訂閱奠定了基礎，現在又爲時間敏感網絡(TSN)的集成奠定了基礎。因此，增加了信息交換的可預測性。
TSN的引入旨在爲IT和運營技術（OT）做好OPC UA標準在工業自動化早期所做的工作。這意味着，隨着TSN標準化，通過與IT相關的軟件和硬件進行通信，以及處理過程控制和設備監視的操作技術將變得更加精簡和安全。目標是爲每個工業自動化過程提供現場級設備中的端到端互操作性。今天，工業自動化界的主要利益相關者已經與OPC UA和TSN標準簽署了合作協議，以實現與供應商無關的集成工業4.0的方法。
OPC基金會的里程碑式的聲明創造了一個場景，該場景的成功將導致IT公司如我們今天所知的那樣進入自動化和工業4.0運動的全新領域。
本文將討論：
- OPC UA和TSN對工業過程自動化的影響
- 對工業自動化感興趣的IT公司的新入口的好處
- IT企業在跨越IT與OT之間的鴻溝時將面臨的挑戰
分析OPC UA和TSN對工業自動化的影響
Industrie 4.0概念的引入以及供應商在自動化領域內的個人主義追求爲工業企業的進入創造了障礙。這些障礙包括必須鎖定專有系統，而忽視將棕地或舊設備集成到智能革命中。另一方面，供應商還必須開發類似產品的不同版本，以支持非標準化的自動化生態系統。
爲了有效應對這些挑戰，思科，博世力士樂和羅克韋爾自動化等利益相關方共同選擇了簡化工業自動化流程的統一標準。這個名爲“ Shapers Group”的組織選擇了OPC UA和TSN標準作爲領導。
OPC UA的同步通信功能可以驅動互連通信的安全性，並解決所有自動化工作的一種協議問題，而TSN將扮演將IT和OT統一在一個自動化屋頂下的角色。集合標準化選擇的好處是平臺獨立性、互操作性和易於使用，工業企業將從中受益。
企業現在可以選擇使用來自提供自動化技術的各種供應商的解決方案的自動化路線，還可以使用TSN以太網功能和智能邊緣設備集成舊設備。因此，當企業希望處理IIoT設備，HMI和其他智能應用程序之間的3級通信時，將使用OPC UA。雖然TSN爲跨互連繫統和設備的時間敏感通信創建了一個開放的通信堆棧，但TSN提供了可預測性，及時交付是工業流程的一個重要因素。
TSN的引入還意味着，由於其提供的低延遲和高可靠性，可以將數據傳送到更多的地方和服務。
IT公司進入新領域的好處
標準化IT和OT之間的差距，以及自動化過程爲IT公司提供了探索途徑。這是因爲IT公司有興趣在工業4.0革命中佔有一席之地，不再需要爲不同的客戶開發解決相同問題的多種解決方案。TSN在OPC UA中的引入將爲這些IT公司提供更實惠的切入點，以構建用於工業用途的自動化解決方案，嵌入式設備和智能邊緣解決方案。
這些公司現在可以利用雲計算和開源技術來構建工業 4.0解決方案，因爲他們知道自己的解決方案可以在所有工業設備和過程中無縫使用。IT企業進入企業的新領域的明顯好處是，隨着工業4.0的市場規模達到1500億美元大關，他們將獲得利潤。
對於工業和製造企業來說，這種進入的好處包括使“棕地”設施自動化或新建“綠地”設施的價格更便宜的途徑。其他好處包括控制關鍵數據流量，工業過程的時間同步以及以數據爲驅動的生產優化，從而帶來利潤。
IT公司利用標準化競爭環境所面臨的挑戰
第一個挑戰是原始設備製造商和智能邊緣設備開發人員對TSN的採用率。如今，TSN在足夠的設備和基礎結構中不可用，而這些設備和基礎結構是推動工業環境中接受這些標準所需的。儘管現在許多供應商將TSN產品包含在邊緣解決方案中，並且開發人員將其包含在控制系統中，但要爲IT公司利用這一堅實的基礎，可能還需要幾年的時間。
另一個重要挑戰是安全性。卡巴斯基（Kaspersky）在2018年進行的一項研究發現了大約17個安全問題或漏洞，這些問題或漏洞會影響OPC UA在工業自動化任務中的實施。這項研究促使OPC基金會進行了審查，該審查着重指出問題是由使用較舊版本的OPC UA軟件引起的。審查還指出，這些漏洞中的許多漏洞已得到修復，並且在它們出現時已得到修復。
OPC UA應用程序的開源性質也幫助卡巴斯基爲其中一些漏洞提供瞭解決方案，這些漏洞在上述研究中可以被視爲一線希望。這意味着打算集成OPC UA的開發人員還可以查看標準併爲他們認爲合適的漏洞開發解決方案。
結論
利益相關者和單個企業不斷採用工業4.0業務模型和概念，將成爲制定自動化和通信密封標準的動力。就目前而言，幾乎每個主要參與者都在同一頁面上，並且在未來幾年中，工業4.0將見證大量IT公司的涌入，這將有益於這場運動。（公衆號：IIOT-Hongke）
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