工業(yè)以太網(wǎng)，撥云見霞光

工業(yè)以太網(wǎng)作為一種高效的局域網(wǎng)絡(luò)，從誕生之初，就擔負著傳感器數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制等功能，是現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎(chǔ)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、“工業(yè)4.0”概念的驅(qū)使下，工業(yè)以太網(wǎng)成為工業(yè)智能化的關(guān)鍵。 

自動化產(chǎn)品增長的領(lǐng)跑者

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、“工業(yè)4.0”概念的驅(qū)使下，工業(yè)通信市場得到很大提升。HS最新數(shù)據(jù)，2014年全球工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備銷售達到14.8億美元，相比2013年增長了7.1%。工業(yè)以太網(wǎng)的增長主要在2013年~2014年，其增長速度超過了其他自動化產(chǎn)品。IHS預(yù)測2015年至2018年工業(yè)以太網(wǎng)將保持約8.6%的復(fù)合增長速度。

據(jù)統(tǒng)計，在全球工業(yè)通信市場中現(xiàn)場總線仍然占主導(dǎo)地位，市場份額中現(xiàn)場總線占66%，工業(yè)以太網(wǎng)占34%。在現(xiàn)場總線ProFibus全球大約18%的銷售額中，Profinet和EtherNet/IP各占一半。隨著系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，大部分現(xiàn)場總線難以滿足平臺通用性和系統(tǒng)性能的要求，工業(yè)以太網(wǎng)正在成為控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前，有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)似乎已經(jīng)不能完全滿足人們的需求，無線技術(shù)將成為工業(yè)領(lǐng)域的一個重點方向。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，無線通信主要的通信標準有WirelessHART、ISA100.11a和WIA-PA，而在民用網(wǎng)絡(luò)方面也有了很多突破，例如WiFi。近年來，手持設(shè)備的發(fā)展日新月異，智能手機的出現(xiàn)如同每個使用者都攜帶了一臺電腦。通過無線網(wǎng)絡(luò)和智能手機連接，可以直接監(jiān)控工廠的設(shè)備，無線技術(shù)的發(fā)展同時帶動了視覺識別和遠程監(jiān)測等技術(shù)的進步，這都是未來智能工廠的重要組成技術(shù)。

市場發(fā)展呈現(xiàn)七大趨勢

需求催生市場，未來工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展呈現(xiàn)出如下的7個趨勢：

安全性：22%的讀者認為，在選購工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案時，最關(guān)心的就是安全性（22%），其次是穩(wěn)定性（21%）、速度（14%）和兼容性（12%）。另外還有7%的中國用戶更看重選用的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議是否為國家標準。在日前舉行的美國2015黑帽大會上，來自O(shè)Active的研究人員發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)協(xié)議缺乏認證或加密完整性，并在一些廠商的工業(yè)以太網(wǎng)交換機默認配置中發(fā)現(xiàn)了安全漏洞問題。隨著更多工廠關(guān)鍵設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，安全問題成為人們對于以太網(wǎng)應(yīng)用的最大擔心。在評價其“控制系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)遭受到的安全威脅水平時，高達26%的人認為其系統(tǒng)容易受到攻擊。

數(shù)據(jù)連接：根據(jù)受訪者的反饋，使用以太網(wǎng)技術(shù)的最主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)連接的便捷性。其他的優(yōu)勢還包括使用簡單（39%）、節(jié)約成本（27%）、更好的資產(chǎn)管理（23%）以及提升生產(chǎn)率（22%）。數(shù)據(jù)的分析和優(yōu)化是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，以太網(wǎng)協(xié)議的開放性和兼容性有助于企業(yè)打通上下層的信息孤島。

采納率：有52%的受訪者所在的公司正在使用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，另有41%的用戶正在計劃未來采用。在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等概念的帶動下，未來將有越來越多的設(shè)備接入到工廠的整個網(wǎng)絡(luò)中，成為可以提供大數(shù)據(jù)的智能設(shè)備終端。市場研究公司Gartner公布預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達到250億部，超過全球人口數(shù)量2倍。有44%的受訪者預(yù)測在2015年生產(chǎn)率的提升會直接與以太網(wǎng)技術(shù)相關(guān)，49%的人希望繼續(xù)增加在以太網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)上面的投資。

集成：有40%運行、服務(wù)或者集成以太網(wǎng)技術(shù)的受訪者工作在運營或者工程部門，商業(yè)IT部門的受訪者緊隨其后，占到23%，而制造IT部門的受訪者有16%。有50%的受訪者表示，只有控制、自動化和儀表技術(shù)在他們的企業(yè)中實現(xiàn)了與以太網(wǎng)技術(shù)的集成，相比之下只有29%的企業(yè)實現(xiàn)了高度集成，還有7%的企業(yè)根本沒有集成。只有38%的受訪者認為自己是以太網(wǎng)技術(shù)的專家，另外53%的人指出他們只是對技術(shù)“有些熟悉”。

保密性：有45%的受訪者表示保密性是采用或者更多地使用以太網(wǎng)技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)。在實施以太網(wǎng)保密技術(shù)的時候，61%的受訪者基于IT規(guī)則，15%的人采用所在部門的規(guī)則，還有8%的人任由系統(tǒng)管理員自行決定。

成本：在比較受訪者購買的產(chǎn)品、軟件和服務(wù)的成本構(gòu)成的時候，有45%的人表示在產(chǎn)品和軟件上的花費要超過服務(wù)，而在2014年這個數(shù)字是59%。有26%的受訪者表示在兩個門類上的話費是均等的。23%的人所在公司采購的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備占總通訊設(shè)備的比重超過50%。

協(xié)議：受訪者企業(yè)內(nèi)部使用最多工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議是EtherNet/IP（32%），其他主要的協(xié)議分別為：ModbusTCP（23%）、PROFINET（20%）、EtherCAT（11%）、EthernetPowerLink（4%）、HARTIP（3%）、CC-LINKIE（2%）、MECHATROLINK-Ⅲ（2%）和EPA（1%）。