汽车生产领域被视为实施高度自动化流程和现代制造战略的先驱。然而，当你仔细观察会发现，这仅适用于工厂的各个部分。缺少一个统一的网络，使制造商能够有效地监测和控制整个生产过程。这正是OPC UA TSN现在想要改变的局面。
多年来，车身已经可以实现在全自动化生产线上通过高度同步的机器人焊接在一起 – 人类唯一的工作就是监控所有机器是否在正常工作。“然而，看似未来生产的一个典型范例却有一个弱点，”贝加莱业务发展主管Maurizio Tarozzi说道。在各个生产工序之间，没有统一的通信技术。相反，数据只能通过专门编程的接口进行交换。“既没有统一的生产控制，也没有共享的数据资源。”
Uwe Siebert，贝加莱大客户经理
数字互联
在许多情况下，工厂的每个部分不仅拥有自己的控制系统，而且还拥有独立的IT基础设施。“配置和管理如此庞大的网络既昂贵又费时，”贝加莱开放自动化技术经理Stefan Bina说道。这些孤岛之间的通信只能通过专门编程的网关来实现。“很多资源浪费在这里。”虽然工厂特定部分的流程和程序都经过高度优化和自动化，但是各个生产工序之间仅有少量的相互作用。
“统一网络是迈向数字互联制造的第一步，”Bina补充道。实现这一目标需要所有设备和组件都能理解的通信技术，无论其制造商是谁。这不仅包括整个机器和生产线，而且还包括各个传感器和执行机构以及上位系统如MES、SCADA和ERP系统。
跨厂商通信
“对这种通信技术的要求很高，”Bina强调说。例如，该技术必须允许实时轴同步。它还必须是厂商中立的，并具有集成的安全机制，以确保将数据传输至云端。
“OPC UA TSN将成为汽车行业向前迈进的一大步，”Tarozzi确信道。它不仅可以实现工厂各个部分之间的实时通信，而且还能使其与上位系统的通信变得更快速、更高效和更一致。继而生产计划可以变得更精确，并能对生产瓶颈做出实时响应。历史数据还可以随时提供给财务总监或管理层以便查看。
Stefan Bina，技术经理 - 开放自动化，贝加莱
分析大数据
“OPC UA TSN可以实现大数据的收集和分析 – 例如，在边缘控制器上或云端，”Bina说道。准备好的数据可用于优化制造商流程。这一切都是通过OPC UA的信息模型实现的。“该协议不只是传输无量纲化数据，”Bina解释道。相反，每个变量值都可以附加其它信息，如单位、范围和描述。“这极大地促进了多厂商系统间的通信和数据处理，”Bina强调说。来自不同制造商的设备可以在一个系统中相互通信，而且不必对任何网关或接口进行编程。
只需要一个网络即可实现管理、配置和执行，因此成本得以大幅削减。“你不再需要十位不同的专家来完成十种不同的协议，”Bina强调说。“与众多其他自动化和IT公司一起，我们目前正在研究很快将使OPC UA TSN网络能够自行配置的机制。相比今天的网络，诊断也将变得更容易。”
互联的价值链
“OPC UA TSN的益处并没有止步于生产车间，”Bina强调说。整个价值链可以更好地联网。当你能够实时评估生产数据时，你与供应商的协作可以实现更精确、自动化程度更高的安排。售后区域也可以得到更紧密地集成。
“OPC UA TSN对汽车行业来说是一次绝佳的机会，”Tarozzi总结道。通过采用统一的通信技术，汽车制造商将能够使他们的生产线变得比以往更高效。生产能力和盈利能力都将齐头并进。
作者：Stefan Hensel，企业传播编辑，贝加莱
OPC UA TSN的演变
为了使OPC UA TSN满足工业要求，近年来已经启动了对现有标准的三项重要扩展：
- 增添发布/订阅模型：目前，OPC UA已经使用客户端/服务器机制。客户端请求信息并接收来自服务器的响应。当网络上有许多节点时，该系统有其局限性。相比之下，发布-订阅模型能够实现一对多和多对多通信。服务器将其数据发送至网络（发布），然后每一个客户端都可以接收该数据（订阅）。
- 对以太网标准进行扩展，即所谓的时间敏感网络（TSN）。TSN是指在IEEE 802.1以太网标准下的一组子标准。它增添了数据通过标准以太网传输的实时能力。
- 为OPC UA TSN建立自动配置机制：即使是具有OPC UA TSN的大型动态网络也将很快实现自动配置。
现已完成大部分必要开发的规范工作。这些技术之间的相互作用现在正在多家厂商的测试平台上进行优化，而且首批支持OPC UA TSN的原型正在进行测试。