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時效性網路

透過統合網路基礎設施,加速實現數位轉型

什麼是時效性網路?

時效性網路(TSN)是一系列標準,旨在透過標準乙太網路實現確定性通訊。根據美國電機電子工程師學會(IEEE)802.1 標準(包括 802.1AS、802.1Qbv 和 802.1CB)的定義,TSN 建立了一種網路流量管理方式,可保證在特定延遲限制內完成資料傳輸。為了達成此目標,TSN 網路中的所有設備都必須維持時間同步,而且全都使用一個共同的時間參考,以實現工業自動化控制應用所需的即時通訊。

時間同步

時效性網路基於 IEEE 802.1AS 標準,專注於在統合基礎設施內,為所有 TSN 設備建立共同的時間參考。此時間同步也為確定性網路通訊奠定了基礎。

限制低延遲特性

藉由採用 IEEE 802.1Qbv(時間感知整流器)中定義的端對端傳輸不可協商時間週期分配概念,TSN 網路設備可確保具有確定性的資料傳輸,以實現超低延遲。

出色的可靠性

為了全面部署並維護確定性網路環境,採用符合 IEEE 802.1CB 標準的設備,才能確保最佳的可靠性和安全性。

資源管理

TSN 提供資源管理和可視化工具,設備供應商可根據網路需求來進行整合。

TSN 推動數位轉型

目前的製造自動化和資料交換趨勢,亦即「工業 4.0」或「工業物聯網(IIoT)」,高度依賴數位處理技術。對於製造商而言,收集並處理來自工廠感測器和設備的即時資料,以便做出明智的決策,是一項艱鉅的任務。TSN 縮小了現今分散式網路與未來統合網路之間的落差。TSN 使用標準化、確定性和高效能網路功能來增強標準乙太網路效能,以便將各種工業乙太網路協定無縫整合到一個統合網路中,進而縮小兩者之間的落差。

如此一來,工業自動化生態系統的參與者可充分發揮數位轉型的潛力,進而實現更有效率、具有自適應性,而且更智慧的工業運作。

Transitioning from a complex multi-layered Automation Pyramid to a streamlined, TSN-powered Autonomous Pyramid for improved interoperability, flexibility, and efficiency in industrial automation.

TSN 應用

從工業自動化、智慧製造工廠,到汽車系統,TSN 奠基於標準乙太網路上,實現了精確、低延遲的確定性通訊,以便為關鍵應用提供增強的效能和可靠性,掀起了一場產業革命。探索 TSN 的多種用途,進一步了解它如何推動不同產業的創新和效率。

家電製造

家電製造

一家知名家電製造商在管理不斷增加的資料量時遇到了麻煩:他們現有的基礎設施已無法因應效能和準確度要求。為了克服前述挑戰,他們將 TSN 技術整合入自動化生產線,以打造現代化網路。他們還部署了 TSN 乙太網路交換器,以確保即時、可靠的確定性網路通訊。這次升級提高了工廠運作效率、縮短了生產時間,並將資源消耗降到最低,使得該公司能夠實現獲利和永續發展等目標。

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現代大規模客製化生產

現代大規模客製化生產

一家產品製造商希望藉由統合生產、組裝和物流系統,來縮短生產週期並降低成本。利用 TSN 技術,他們可優先處理關鍵網路流量,以實現高速網路、精確的動作控制,以及低延遲通訊。這種轉型實現了自適應生產、大規模客製和高效率運作,讓製造商得以滿足多樣化的市場需求,並增強了他們的工業 4.0 和 IIoT 能力。

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水力發電廠

水力發電廠

一家水力發電廠希望藉由整合多個控制網路,將系統升級以便提高運作效率。過去,不同的系統各自使用不同的協定,因此維護成本和複雜性都很高。採用 TSN 技術之後,該發電廠有效統合了這些網路,以實現高速、精確的控制和更嚴密的安全保護。這種整合可實現即時通訊、提高效率,也可快速調整輸出功率,進而降低成本並提高自適應性。

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CNC 車床

CNC 車床

一家領先的工業機械製造商利用 TSN 技術,將多個 CNC 車床應用整合在一起並進行最佳化。藉由部署 TSN,該業者可無縫整合遠端 I/O 和機器視覺攝影機,以確保精確的資料傳輸,同時減少維護工作。這次升級讓該公司能夠實現確定性通訊,以便控制關鍵機具並增強可擴充性。不僅如此,它還進一步提高了先進機具的效率和潛力。

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TSN 常見問答集

隨著各行各業朝著緊密互連和智慧化運作的方向演進,TSN 的地位也越來越重要。無論您是 TSN 新手,還是希望更深入了解 TSN 的老手,本章節將解答常見的問題,詳細解析 TSN 如何改變您的工業網路格局。

TSN 提供具有確定性的低延遲、低抖動資料傳輸功能,旨在增強標準乙太網路效能。乙太網路本質上是以盡力傳遞式、先到先處理的方式運作,而 TSN 則可保證以精確的時序傳送資料。為此,TSN 採用多個 IEEE 802.1 標準,包括 802.1Qbv 時間感知整流器和 802.1AS 時間同步。這些特性使得 TSN 在工業自動化等領域,成為至關重要的工具。

  • 效能:TSN 提供高速網路、大量資料傳輸、高度準確的動作控制,以及低延遲等特性,它們都有助於大幅提升網路效能。
  • 靈活彈性:TSN 基於標準乙太網路,可支援各種不同的網路設備。此外,TSN 讓您能在乙太網路中加入更多進階應用。
  • 可靠性:TSN 可排定網路流量的優先順序,以實現即時通訊,並確保時間關鍵型資料能在正確的時間,傳送到正確的目的地。
  • 安全性:TSN 可排定時效性資料傳輸,避免未經授權的資料湧入網路,藉以增強網路安全性。

將 IT 和 OT 系統融合入統合網路中,是實現更精簡生產流程和更高運作效率的關鍵步驟,但要將這些截然不同的隔離系統整合到同一個網路中,絕非易事。然而,統合網路有幾個獨特的優點:

  • 標準化通訊:使用單一產業標準進行通訊,可簡化互動、確保各種系統之間的相容性,並開啟採用 AI 等先進應用的可能性。
  • 更出色的可存取性:統合網路僅使用一種語言,因此員工無需熟悉不同廠商的專屬協定,也可輕鬆地操作和維護網路。
  • 成本效益:TSN 將設備和協定要求化繁為簡,以精簡網路基礎設施,進而降低維運成本。

TSN 技術發展最新概況

隨時了解最新的 TSN 技術新聞與發展。探索關鍵洞察、突破與資源,了解 TSN 如何推動工業網路發展並塑造通訊基礎設施的未來。

Moxa 如何協助您建構 TSN 網路

Moxa TSN 交換器可滿足現代工業網路的嚴苛要求。Moxa TSN 交換器具備多項進階功能,可確保確定性通訊、低延遲和高可靠性,為各種應用提供即時資料交換所需的骨幹網路。無論您是想將現有網路升級,還是從頭開始建構新網路,我們的 TSN 交換器均提供無與倫比的效能和靈活彈性。

TSN 交換器展示

Moxa 與合作夥伴共同推動 TSN 發展

Moxa 很高興能為 Avnu Alliance 首創的設備認證計畫貢獻一己之力,這是業界第一個根據 IEEE SA 802.1 標準,對時效性網路(TSN)功能進行認證的計畫。身為測試合作夥伴,我們協助將這些標準轉化為測試規格,並建立涵蓋乙太網路交換器等設備的測試案例,以確保該計畫的可行性。

Moxa 是 OPC 基金會現場層級通訊(FLC)指導委員會的初始成員之一,致力於推動現場層級的 OPC UA 和 TSN 整合。該委員會負責監管 OPC UA TSN 生態系統,確保從感測器到雲端的不間斷連接,以實現統合的自動化網路。

加入技術相容性測試平台

Moxa 承諾將持續提供創新的工業連接技術和解決方案,因此不遺餘力地與其他業界領導者合作,以便嚴格測試 TSN 互通性,並在開發中的產品上市之前,確保其穩定性與可靠性。

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