想像一下，在一間工廠中，機器之間必須能夠精準通訊，因為只要一毫秒的延遲，就會導致代價高昂的故障停機。那麼，該如何避免延遲的發生，並確保及時準確的資料傳輸？如果有一項先進的乙太網路技術，能夠做到毫秒無誤的精準傳輸，進而推動工業自動化的全面轉型，這將帶來何等巨大的變革？
時效性網路（TSN）正是眾所探尋的技術，工業自動化將因而徹底改變。數字不會說謊：根據 MarketsandMarkets 的報告，分析師預測全球 TSN 市場將以每年 58.3% 的驚人速度成長，預計到 2028 年整體規模將達到 17 億美元。
本文將探討 TSN 崛起的關鍵驅動力、它如何重塑工業效率，以及部署這項技術的挑戰和解決方案。
採用 TSN 的主要優點
TSN 的變革性力量已開始展現成效。例如，一家大型家電製造商成功部署了 TSN 技術，並在多個關鍵領域取得了重大進展，包括：
- 確定性通訊：TSN 具有低延遲的確定性流量排程功能，可精確控制並同步生產線設備。如此一來，TSN 增強了即時控制能力和整體系統回應速度，讓工廠能在資料密集型環境中維持高效率運作。
- 互通性：TSN 可無縫整合來自不同供應商的各類生產設備，大幅簡化了網路的管理和最佳化，可確保生產線維持絕佳相容性和一致的效能。
- IT 和 OT 融合：TSN 可將 IT 和 OT 系統整合到單一網路中，以簡化網路運作、減少人力負擔，並且更快做出決策。
- 降低網路複雜度：TSN 基於標準乙太網路，可將網路通訊整合到簡化的單一架構中，不但降低了複雜性和成本，同時還可靈活地進行擴充。
- 提升生產力：TSN 可優先處理控制資料並確保即時傳輸，讓製造商得以提高生產力、減少停機事件、縮短回應時間，最終大幅提升了設備的運作效率。
這些增強功能的累積效應，全面提升了該家電製造商的整體營運效率和生產力，並助力其達成效率與精確度改進目標。
採用 TSN 技術可能遇到的障礙
TSN 的優點無庸置疑，吸引著許多企業將其系統和設備，整合入基於 TSN 的統合工業網路中。將關鍵任務和非關鍵網路合而為一的好處很多，但整合 TSN 等新技術，同時帶來了前所未有的挑戰。有意部署這項新技術的企業，可能擔心此部署會帶來種種新的要求。以下段落將重點討論這些特定要求，亦提供成功完成部署的有效策略。主要挑戰包括：
- 不斷成長的資料量：今天，越來越多的設備和應用開始連接到網路，導致資料流量暴增。為此，業者需借助高頻寬功能，來有效處理不斷升高的需求。儘管 Gigabit 和 10G 連接是提高網路速度的關鍵，但它們也會增加網路資源管理的成本和複雜度。由於 AI 和機器學習等先進應用不斷為這些系統帶來壓力，有效地配置頻寬變得更加重要。
- 日益複雜的網路管理：隨著 TSN 融合網路中連網設備的數量不斷增加，網路管理也變得更加複雜。中央網路控制器（CNC）等精密的管理和配置工具，是簡化管理流程的利器。然而，考慮到技術投資、培訓和持續維護等各項需求，企業在部署這些解決方案時可能會感到焦頭爛額。
- 系統相容性：藉由使用符合相關測試規格的產品，或是已整合入既有測試平台的產品，業者可輕而易舉地完成 TSN 部署。這些標準可確保系統相容性和可靠度，進而減輕整合挑戰並加速提高效率。然而，尋找、驗證和整合這些標準化產品，既耗時又耗資源，而且還需具備專業知識，來因應各種標準和認證。
成功實現 TSN 整合的祕訣
再次強調，TSN 整合相當複雜。如前所述，TSN 的優點非常多，包括更強的即時控制能力、無縫互通性，以及融合網路架構等，但亟需克服的挑戰也不少。為確保成功的部署，企業必須考慮多個關鍵要素：
- Full Gigabit 效能：隨著工業環境的資料需求不斷增加，業者需借助高頻寬功能來有效地處理更大量的資料。因此，請選擇每個埠均支援 Gigabit 速度的 TSN 解決方案，這是確保穩定網路效能的關鍵所在。高頻寬和低延遲通訊對於維持即時資料交換至關重要，它們可實現複雜工業流程的精確控制和回應。
- 輕鬆配置：直覺的管理工具，例如網頁式圖形操作介面（GUI），可顯著簡化設備的設定和管理。對於複雜性不斷升高的大規模部署而言，這點尤為重要。
- 輕巧靈活的設計：選擇體積輕巧、可靈活調整的設備，以便輕鬆安裝於狹小空間中。而節省空間的設計，可以讓您將更多先進網路功能，無縫整合到現有基礎設施中。
- 相容性：確定您選用的產品符合相關測試規格，或是包含在現有測試平台中。遵循這些標準有助於保證無縫的相容性和可靠的效能，這對於成功整合 TSN 不可或缺。
Moxa 如何助您一臂之力
身為工業網路解決方案領導廠商，Moxa 積極參與全球 TSN 計畫，例如 IEC/IEEE 60802 TSN profile 和 IEEE 802.1 TSN Task Group。Moxa TSN-G5004 和 TSN-G5008 系列乙太網路交換器在 2024 年夏天獲 Avnu Alliance 頒發全球第一個 TSN 設備認證，締造了歷史性的里程碑。這些交換器提供多達 8 個 Full Gigabit 埠，方便自動化工程師輕鬆建立高度整合的網路。
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