Erik：大家好，我是 IoT ONE 的创始人 Erik Walenza。这就是工业物联网焦点。每一集，我都会就一个影响当今企业的项目采访一位专家。访问我们的 IoTone.com 了解更多信息，或给我发电子邮件开始讨论。

欢迎回到工业物联网聚焦播客。今天，美国国家仪器公司首席营销经理 Todd Walther 和思科物联网解决方案架构师 Todd Didier 加入了我的行列。除了与 National Instruments 和 Cisco 合作之外，Paul 和 Todd 还在工业互联网联盟的其中一个测试平台上处于领先地位。对于那些不知道的人，工业互联网联盟或 IIC 是一个全球成员支持的组织，它促进公司之间的合作，以加速工业互联网技术的发展和采用。

IIC 领导的最有趣的举措之一是测试平台举措，公司集团将在其中合作测试新解决方案、新技术并加速其进入市场。今天，我们特别讨论了一个测试平台，即时间敏感网络。但是，在我们讨论时间敏感网络或 TSN 测试平台的细节之前，Todd 和 Paul，在我快速介绍你们自己或 IIC 的过程中，我是否遗漏了什么，你们认为我们应该在深入讨论之前把它们放在桌面上吗？测试台的详细信息？

Paul：在 IIC 开展这项工作对于 IIC 的许多认为这项技术很有趣的公司来说是一个非常好的机会，是推动技术准备以及市场和生态系统准备的一个非常好的机会。我们是一个可以快速组建测试平台的组织，我们已经举办了许多哈巴狗节。但最重要的是，我们工作的所有结果都会起起伏伏。

我们向正在帮助塑造这项技术的各种标准组织提供大量反馈和意见，并向市场提供大量信息，说明我们在技术上的表现如何，帮助传播有关这项新技术的消息或新闻技术。因此，真正实现我认为 IIC 的总体目标是加速这些物联网技术的采用。因此，这个测试平台在实现其中一些目标方面确实做得很好，特别是在一个技术时间敏感的网络上。

托德：我要建立在保罗在这里所说的基础上的另一件事是，我们确实有许多不同的组织，既有标准组织，如 IEEE 与 Avenue 等组织的一致性，也有构建更高级别协议的组织，如 OPC。托管测试平台的 IIC，然后投资的公司将所有这些不同的部分组合在一起，以了解它们将如何工作。这是一种类比，就像一支足球队。我们在这些不同的组织中扮演我们的角色时，我们真的非常适应。这些测试平台在整个团队中非常重要。

Erik：所以在我们讨论 TSN 的细节之前，Paul 或 Todd，您能否快速概述一下测试平台的结构以及测试平台与试点项目或研究项目有何不同？测试平台的真正区别是什么？

托德：实际上，我们在这个测试平台上所做的事情是双重的。首先，我们正在建立新技术。从根本上说，我们正在努力实现 TSN 承诺要做的事情是在我们的智能系统、我们的工厂、我们的自动化系统中。今天，我们使用不同的一组不同的通信技术来构建控制系统，然后尝试将这些数据集成到我们的数据管理和企业管理系统中。

TSN 是一项源自 IEEE 802 的技术。因此，它是维护以太网标准的主体，这将使我们能够使用一种从传感器到云的通用技术。现在技术是新的，一些标准还在工作中。因此，这为我们提供了一个地方，多个不同的公司可以聚在一起创建非常务实的证据，证明我们正在做的这些投资，它们有效，也许更重要的是，它很常见，它不是供应商专有实施的东西，但是您可以从多个不同的公司获得产品，将它们混合在一起并能够使用它们。

所以第一个基础部分，实际上我们现在正在做的是确保技术能够发挥作用并且可以互操作。下一阶段，我们将展示如何一起构建它，为这些灵活的制造和智能机器人应用程序创建参考架构。

保罗：在我看来，真正重要的方面之一是技术要求终端设备制造商构建它，网络基础设施供应商构建它，芯片供应商生产正确的技术，我们都将其整合到我们的基础设施和终端设备中.因此，需要许多公司联合起来。这就是我认为这个 IIC 和这个测试平台真正使我们能够做到这一点的地方，将所有关键参与者拉到一起，不仅仅是公司范围内，而是各种类型的公司，真正尝试推动这项技术的采用。

Erik：我认为这确实是独一无二的。 IIC 能够完成的工作是让那些在许多市场上甚至可以说是竞争对手的公司，但要合作推动技术向前发展，因为他们知道这将对整个市场变得更好。 TSN 测试台在上次会议上赢得了 Q1 测试台比赛。因为回顾市场上的其他测试平台，我认为有很多非常有趣的项目正在完成，但它们通常是围绕特定用例开发的。

用例驱动的测试平台在概念上更容易。我更多地来自商业背景，而 TSN 正在大力开发一项基础技术，该技术将简化或启用许多其他假设的用例，这些用例可能由于实施障碍而目前可能不在市场上。

对于像我这样的人，来自更多商业背景的人，对阻碍物联网领域大量实施的技术挑战没有太多洞察力，请概述一下之前和之后的情况？这对制造环境有何影响？

保罗：嗯，我会给你一些例子，一些来自 NI 客户的故事。所以今天，当我们的客户构建一个系统时，他们正在构建机器，他们正在构建测试台，他们最终要做的就是设计和验证整台机器。所以所有的传感器、执行器、整个机器操作、用户界面，他们都会构建它，然后再一次验证一切是否正常工作。他们的控制回路工作。数据流工作。然后他们锁定了那个系统。通过锁定它，我的意思是，其他传感器或执行器没有变化，这可能是显而易见的。

锁定它的另一件事通常意味着，该系统没有正常的通信。该系统上的某个地方通常有一个端口可以让他们获取数据。因此，当他们构建系统时，工程师或系统设计人员会考虑我希望从中获得哪些数据集并公开，但其他信息通常不可用。

当他们进入柔性制造领域时，这是一个挑战，设计师在进行机器初始设计时的期望。而制造车间的实际情况，可能是投产一周后，也可能是生产一年后，这些都是完全不同的。而今天，通过并添加不同的数据通信是非常冒险的，因为网络本身相当脆弱。或者他们做的另一件事是他们将使用特殊的专用现场总线，基本上我无法进行以太网通信，因为它不是完整的标准以太网。

TSN 允许的是收敛。因此，控制数据和业务信息都可以在同一个网络上运行。重要的是，它提供了可组合性。我的意思是额外请求获取不同的运行效率数据或有关电机电流特征的信息，有关机器健康的信息。所以我知道它是否需要维修或诊断工作：这些数据不会干扰对控制或测量应用至关重要的数据。它是有计划的和优先的，它是可组合的。所以我可以添加更多这些元素，而不会有任何改变那里的危险。所以它给了我没有风险的灵活性。

Erik：我认为很多营销材料，围绕 TSN 测试平台的沟通材料，你有三个好处或三个方面经常被强调，它们是时间同步、流量调度和系统配置。我解释这些的方式是时间调度，确保机器在不同供应商、不同机器、流量调度之间保持一致，数据可以是设备之间的数据传输，可以以受控方式完成。以及系统配置，您可以更新未锁定的设备。您能否提供更多详细信息，说明这三个对制造商的实际意义？

Paul：这些有点像 TSN 的关键元素，即时间敏感网络模型。首先，在整个概念中真正关键的是，这整个想法对于许多应用程序至关重要，并且所有设备都具有非常精确的对齐时间感，不仅仅是相位或其他方面，而是非常好的感觉的时间。

在过去十年左右的时间里，在一种称为精确时间协议的技术上做了很多工作，它又是一个 IEEE 标准。但这样做的目的是在设备网络中以非常精确的方式将时间分配给所有这些终端设备。如果你想一下，它的NTP是IP版本的时间。这通常可靠到秒，可能不到一秒，但是出于人类目的，时钟是相当好的对齐的。但是对于很多这样的机器来说，这还远远不够好。他们需要更精确的时间感。这就是精确协议时间同步所提供的。

一旦所有的基础设施和设备都具有这种良好的时间感，我们在这里所做的就是增强基本以太网，以便您可以调度流量。这基本上意味着终端设备以及网络都知道关键数据流的时间表，期望数据基本按时进入和发送数据。

如果你可以打个比方，在城市街道上行驶，你的车在行驶，刚到十字路口，灯变绿，你不必减速，你只是继续沿着一个非常确定性路径，因此您可以在非常精确的时间内从 A 点到达 B 点。在许多这些应用程序中，真正关键的是它们能够按时提供这些信息。

要使整个概念正常工作，重要的是系统配置方面。您可能听说在过去的 5 到 10 年中，在称为软件定义网络的网络领域开展了大量工作。我们基本上正在做的是在这里应用这些概念和想法，以便这是一种对最终客户来说相对容易使用的技术。他们使用应用程序来配置自动化和控制系统。但是这些系统现在与网络交谈并说，这是我的要求，他们提出要求，网络说，嘿，是的，我可以满足这些要求。

然后网络可以将时间表分发回网络基础设施中的终端设备，一切准备就绪。这不是一种基于软件定义网络的配置。我认为这将使这项技术易于为客户和生态系统采用。

这就是 TSN 的三个关键要素。 TSN（时间传感器网络）中内置了许多其他标准，它们有助于许多关于如何更精确地传递信息、如何保护信息的核心概念。但这些是我们认为是时间敏感网络的关键基础组件或元素，它们允许 Todd 早先经历的所有这些好处。

托德：真正带来了这些通用网络服务，然后作为终端设备供应商，我们可以充分利用这些网络服务。正如保罗所说，这为我们共同的最终客户带来了整个价值世界。

Erik：我在这张最近的甲板上看到时间同步有一个绿色检查，交通调度，黄色；和系统配置，还没有。那么这些是相互建立的吗？是不是要先解决时间同步才能开启流量调度，而在流量调度解决之前不能开启系统配置？或者这只是迄今为止的发展路径？

托德：两者兼而有之。当然，每个人都有一个共同的时间概念，然后才能安排时间。如果我们不同意时间，你就不可能同意时间表。所以这两者是有技术联系的。我认为系统配置更实用，我们中的一个人要弄清楚如何让数据平面元素工作，而每个供应商都以自己的方式处理他们的配置。这只是一个务实的垫脚石。但我认为我们很快就达到了我们拥有基本数据平面元素的地步，现在真正有趣的部分变成了软件和配置界面，我们如何确保这些都是可互操作的，你可以选择一个来自一个供应商的工具，并将其与另一个供应商的产品一起使用，并获得已构建且可操作的系统。

Paul：但一般来说，在我们 PlugFest 的测试平台中，我们走到了一起。这在某种程度上是一个垫脚石，作为我们正在经历和个别公司经历的试验台。正如托德所说，如果您无法与时钟同步，甚至很难知道您正在按计划通过和接收交通。所以这通常是第一步。然后流量调度就来了。在很大程度上，大多数公司都在实现这一目标。我们正在做大量工作，从各种标准组织那里了解系统配置方面，并将大量反馈反馈给那些组织。我们没有复选标记，因为我们仍在这些领域的相当一部分工作。但正如托德所说，我们进展很快。从本质上讲，这有点像 IIC 的目标是真正帮助推动该技术以及市场准备。

托德：我要评论的另一件事是，我们有点成为自己成功的受害者。我们现在有 20 个不同的组织参与了这个测试平台。因此，如果只有一两家公司，您可以更快地取得进展。但归根结底，影响要小得多。所以现在，市场对这些技术的兴趣，作为其中的一部分，市场对各种公司参与构建可互操作生态系统的兴趣，所以它真的非常非常高。这意味着最终结果，我们非常乐观，通常并不意味着每次新公司加入时，都会有另一轮让另一个组织加快速度并将这些部分也整合起来。但我认为这是一个很好的问题。

Erik：致力于此的组织联盟确实令人印象深刻。稍后我想谈谈实际的技术和架构。但首先，你的想法，这里有一些成员，施耐德电气、博世、力士乐，我会说他们有自己的协议，在某种程度上他们有市场利基，因为客户很难经常更换供应商或带来供应商，因为在这种现状下，跨供应商技术进行交流实际上非常困难。

对市场上这种时间敏感的网络技术有何影响？我们是否会在五年后看到该技术广泛可用的市场，最终用户或制造商不再一定被锁定在特定供应商的生态系统中，而是可以更精确地选择满足特定需求的最佳设备，然后可以将该设备集成到广泛的供应商？

保罗：我认为 TSN 不会让我们为客户做到极致。它们在不同供应商系统之间完全灵活。这就是我们在 OSI 模型中所采用的类似于第 7 层的灵活性。但要达到这些阶段，您确实需要能够支持各种应用程序的网络通信。所以我们用这个 TSN 做的事情，至少让我们在推动这种融合方面取得了重大进展。

有许多这样的自动化和控制协议正在研究 TSN 并试图采用它，无论所有这些协议是否开始自我融合，这可能是下一阶段或除此之外的任务。无论是 OPC 还是其他一些协议，这都取决于市场来推动这种采用。但可以肯定的一点是，您确实需要一个能够支持那里的各种需求的网络基础设施。 TSN 为我们提供了过去 20-25 年以太网所缺乏的核心确定性能力之一。

托德：我将建立在两件事上。第一，我想澄清一下，测试平台的范围是有意映射到这些真实工厂系统和棕地中将存在的内容。我所说的不仅仅是现有的安装，而是现有的设备对于这些系统来说是必不可少的。所以我认为测试平台非常聪明且非常清楚的一件事是，我们并不是要说只有一个上层协议。这将使任何人都很难移植或扩展。因此，TSN 更多的是关于这些通用网络服务，在这些服务之上可以存在不同的协议。而且您至少在最终用户空间中看不到关于，嘿，我的网络浏览器使用什么协议来获取这些信息？但作为最终用户，如果只是协议位于顶部，则需要进行相对较小的调整。但是，如果我必须改变我的整个基础设施才能安装另一台设备，那将是一个大问题。

所以真的，我们首先关注的是网络服务的真正关键问题，每个人都可以以兼容的方式使用。然后，正如 Paul 所说，我们认为随着时间的推移，市场将自行解决哪些是正确的更高级别的协议。这可能因行业和应用而异。

Erik：所以让我们更深入地了解这项技术。我认为到目前为止，我们一直在讨论价值以及这可能如何影响制造环境。该测试平台采用什么技术？

托德：价值链上的几乎每个层面都有代表。因此，当然，TSN 具有非常精确的调度功能，具有纳秒级精度，以便以可靠的方式调度流经网络的软件来配置所有这些，从硬件开始。因此，有许多芯片供应商，从英特尔到模拟设备，赫优讯。但这些供应商正在对其核心产品进行投资。我们看到，在工业市场上建立有机硅服务的供应商的所有供应商都是如此。他们正在投资将 TSN 添加到硅胶中。

我们在此基础上构建的下一个级别，该硅进入桥接器，因此交换机就像 Cisco 交换机一样，就像 Hirshman Belden 制造的一样，并且是测试平台的一部分，然后是终端设备。因此，美国国家仪器公司、施耐德电气公司、博世力士乐公司，我们都在此基础上构建，最后是配置软件，使最终用户的设置成为可能和可扩展。因此，您会看到供应商在价值链上各处的投资，并将系统整合在一起。

Paul：通常情况下，收听者和谈话者的终端设备是使用某种形式的用户配置工具来配置的，从 National Instruments 的角度来看，可能是 LabVIEW。然后每个生态系统都有自己的用户配置工具。这就是我们之前提到的。这些用户配置工具需要与网络中了解需求的系统或服务进行对话，流程是什么？然后根据这些流量，可以确定，嘿，我可以将其纳入我的日程安排和流量吗？我有足够的带宽吗？我是否有足够的能力来安排所有这些流程？然后基本上，对用户配置工具说是或否。

但是当他说是时，然后继续按照那个时间表，为沿途的每座桥梁创建，这是你的火车或将要经过你的桥梁的交通清单，我希望你支持这一点。确保所有这些桥接器都具有该信息，然后将一些参数传递回用户配置工具，以说明您的听众和谈话者何时需要开始对话或期望接收信息，以便一切都以非常协调的方式执行方式。

我认为这满足了围绕软件定义网络的许多概念，其中路由、流量交换是根据应用程序给出的要求完成的。并且应用程序可以真正帮助确定优先级是什么以及何时需要沟通，等等。所以这确实是事物的系统视图以及我们真正努力的方向。

当供应商从测试平台方面接近我们时，我们通常会提出这个问题并说，您打算将这张图片的哪些部分带入这个测试平台？重要的是，他们通常会带来某种形式的技术，可以是侦听器、谈话或桥接器，也可以是网络配置工具或用户配置工具。因为这确实是我们运营和执行的方式。有时间和交通通过，都内置到这个模型中。但这是我们都在努力构建的系统视图。

埃里克：我们今天在哪里？我们是否处于工作模型级别？我们是否有已经在操作环境中运行的特殊情况？或者它仍然是一个测试环境，并且仍然有正在开发的核心技术？

托德：两者兼而有之。因此，在标准一致性和互操作性测试的基础上，仍然存在两种技术部件，以便最终客户可以放心地从多个供应商那里购买，因为他们知道他们将一起工作。这项工作正在大道进行，并且仍在进行中。

还有在测试台上，混合了已发布产品的产品，以及测试台上的原型产品。我们确实有共同的客户，他们将我们的产品用于微电网研究领域和半导体生产设备领域的机械加工应用领域。但这些确实是我们密切合作的主要客户，他们为他们提供了这项早期技术。所以我认为我们仍处于将这项技术推向市场的早期边缘。但我们看到整个市场都表现出极大的兴趣。

保罗：通常，这个行业不像消费世界。它移动得慢了一点。因此，它通常是为更高级别的可用性和弹性而构建的。这些是真实世界的应用程序。我们大多数人都希望这些能够在非常高的可用性和非常确定的性质下工作。因此，将这样的新技术构建到产品周期到系统和解决方案周期中需要更长的时间。正如托德所说，我们正处于早期阶段；我们有一些客户在这方面处于领先地位。但随着时间的推移，我们认为这将成为工业物联网和所有应用行业的一项非常关键的重要技术。要真正获得丰富的数据，您需要这些开放标准的边缘技术，并且可以支持这种类型的数据流。

Erik：对于那些可能从技术开发的角度收听这个播客并思考的人来说，好吧，我知道什么时候可以使用它来构建解决方案，我知道，投影是一项有风险的业务，但你能给我当您认为这将从先行者的利基采用转变为更多的大众市场采用时，也许是一个高水平的粗略估计？我的意思是，我们是在谈论一到两年吗？我们是否更关注三、四年？

保罗：我们正在研究这个测试平台，正如托德所说，你已经让一些人拥有现有产品，一些人拥有产品和开发。我想，这里的大多数玩家都希望将技术构建到通常需要一年或两年的产品中，但他们显然正在考虑并构建。因此，我们希望看到从现在开始采用率上升，只有一小部分公司向更大的群体提供技术。

然后根据您所从事的领域的行业，将其内置到机器中并进入我们在许多这些生产环境中看到的系统中需要时间。很难说您可能会很快在特定机器上看到它，然后稍后在广泛的自动化和控制供应商中使用它，然后您可以构建基于 TSN 的完整系统。但是很难预测可能不太合适，无法放置一些精确的数字。我们都代表个别公司，这是一个生态系统。但是我们对我们拥有的供应商数量非常有信心，对这项技术的兴趣似乎相当高。所以，我们都对此持积极态度。

托德：我认为问题背后的问题可能是针对负责技术路线图的个人或公司，正在考虑生产设备挑战过于严格的公司的人，是开始关注 TSN 和真正开始与他们的首选供应商互动是现在。就像我说的，所有主要供应商现在都在研究 TSN 路线图和 TSN 实施。现在，这并不意味着您一定可以使用 TSN 设备构建您的机器。但你将能够在未来几年。因此，如果您有现有的限制和挑战，我将以终端设备供应商的身份发言，我们越能了解我们的客户会重视什么，帮助我们做出正确的权衡和实施。

所以我认为合适的时间，如果你是你组织中的技术专家，那么现在就是参与的时间。如果您是今天想要构建您的机器的人，那么它可能还没有完全准备好。

Erik：但我看到 TSN 测试平台专注于柔性制造，在我看来，该应用程序对于一些智慧城市实施和能源实施也很有用。我是对的，这是一种横向技术，是否也适用于您在传输数据方面遇到类似挑战的其他环境？还是这种技术对制造环境更独特？

托德：不，它绝对是水平的。在 IIC 中，我们想做的一件事不仅仅是进行技术审查，而且正如我评论的那样，将其构建到应用程序架构中，以便系统设计人员更容易理解和采用。我们希望确保我们不仅审查技术，而且审查其他系统设计的复杂性。今天，正如您所听到的那样，我们在第一阶段非常努力地获得技术，以可靠和兼容的方式工作和工作。我希望我们能迅速从让它工作过渡到做系统架构的其余部分。

然而，第一部分，技术本身，你是绝对正确的，Erik，这是适用的。随着我们开始研究越来越多的应用程序，我们不断发现越来越多的地方可以进行可靠的及时数据传输，简化了设置和管理网络的方法，这对普遍有益。因此，我们预计这些 TSN 功能将随着时间的推移进入几乎所有工业应用。现在的测试平台正在做横向工作，我们希望其他人能够利用，然后我们将能够过渡并为柔性制造做更多的纵向工作。

Paul：我肯定要补充一点，它被认为是工业领域的横向技术。如果我们看看一些对该技术表现出公开兴趣的组织，它们包括其他自动化和控制协议。它们还包括一些实用程序协议。我认为，就智慧城市而言，显然也有一些应用。如果我们看看大道，汽车网络中有汽车焦点小组。所以它肯定有很多不同的用途。

但要让测试平台真正发挥作用，你确实需要专注于特定垂直领域的生态系统，然后让具有相同需求的人，同样的所有人都试图获得相似的结果。这对于获得该试验台车辆很重要。如果我们试图用机器人制造商和智能电网制造商来做这件事，感觉有点笨拙。终端设备本身，您通常不会看到在现实世界的应用程序中协同工作。因此，它有助于保持专注，但从我们正在推动的这个测试平台和技术准备中学到的知识肯定会发现自己在不同的垂直领域有所不同，而测试平台正是我们想象的那样。

Erik：所以，保罗、托德，我祝你和这个试验台上的其他合作伙伴在世界上一切顺利。我认为您将对物联网领域的制造业和其他工业用例产生巨大影响。告诉我人们如何才能更多地了解 TSN 测试平台？如果他们想参加，他们如何联系？

保罗：如果你去 IIC。网站，工业互联网联盟，在该网站上，他们有非常突出的链接到测试平台，包括这个用于灵活制造测试平台的 TSN。在那里，他们可以阅读更多内容，链接到他们可以看到测试平台的一些视频的位置，获取有关作品如何工作以及谁参与的更多信息。他们的链接上也有他们可以跟进 IIC 的地方。因此，如果他们想获得更多信息，想分享用例以确保他们被覆盖或更好，如果他们想加入已经在这里投资的 20 多个组织，那将是获得涉及。

埃里克：太好了，保罗。托德，非常感谢您的精彩电话。

保罗：谢谢你，埃里克。

托德：是的。谢谢，埃里克。谢谢，保罗。

Erik：感谢您收看另一个版本的工业物联网聚焦。不要忘记在 IoTONEHQ 的 Twitter 上关注我们，并查看我们在 IoTone.com 上的案例研究数据库。我们通过就如何将物联网技术集成到他们的运营和产品中向商业领袖提供建议，帮助加速数字化转型。我们感谢您的想法、建议，当然还有您的评论。如果您有一个有趣的项目，我们很乐意在未来的版本中介绍您。您可以通过 erik.walenza@IoTone.com 给我写信。