随着智能制造战略的深入，推动企业的运营管理系统与制造执行系统的纵向集成与贯通已成为当前企业新的应用需求，也加速了 IT 与 OT 的融合进程。与此同时，OT 厂商和 IT 厂商也开始重视统一架构标准的建设工作。

       IT 与 OT 融合时常被作为重要的产业趋势，旨在通过两者的融合打通运营管理系统与制造执行系统之间的数据链路，将二者整合在一个统一的信息平台上，从而帮助企业提升在运营决策与制造执行等各方面的综合效益。

       然而，IT 与 OT 融合并不容易，除了需要面对跨界投入不稳定、不确定的风险以及设备、人力等成本的挑战外，IT 与 OT 本身所具备的特性也为二者融合设置了障碍。

       其一，支撑 IT 和 OT 的网络协议是不一样的。IT 网络以通用的 TCP/IP 协议为主，如以太网、4G、5G、WIFI 等，这些标准协议下的数据通信对实时性和可靠性要求均不高。OT 网络以 Profinet、POWERLINK、EtherCAT、Ethernet/IP、CC-Link IE 等工业总线为主，不但实时性要求高，而且对可靠性要求更高。

       其二，IT 与 OT 的数据采集特点和属性是不一样的。OT 主要对温度闭环、运动控制、机器人等周期性数据进行采集，数据库是实时数据库和历史数据库相结合，这些场景中节点较多且单次采集数据量小，采用轮询机制解决“周期性”问题。IT 系统并不是周期性采集数据，如ERP、OA等运营数据都是随机性读写和传输，采用的是关系型数据库，但节点数量不多且单次数据传输量较大。

OPC UA 示意图

       为解决 IT 与 OT 在网络协议标准以及数据采集方式上的差异，实现办公网络与工业网络的融入，近年来，基于 OPC UA 和 TSN 两大标准体系建设工作也在加速推进，OPC UA 和 TSN 旨在解决两个方面的问题。

       其一，OPC UA 统一架构提供统一的数据互联基础标准与规范，将 Profinet、POWERLINK、EtherCAT、Ethernet/IP、CC-Link IE 等不同标准的工业总线协议进行整合。目前各大标准拥有厂商正在依托 OPC UA 提供的基础信息模型重新定义自己的标准。其中 Profibus、BACnet 等协议正在映射到 OPC UA 以及垂直行业的特定协作。

       其二，为解决 OT 周期性数据传输与 IT 非周期性数据传输的问题。TSN 基于 MAC 上 SDN（软件定义网络）的思想对在该网段内的实时数据进行预先分配通道、预留通道，而其它非周期性数据则按照优先级，这两种模式混合进行的方式来进行数据在同一网络进行传输。

       在 2019 汉诺威工业博览会上，基于 TSN 与 OPC UA 构建的工业通信产品受到了业界的广泛关注。如德国赫优讯就展示了基于 OPC UA TSN 技术的工业通信产品。贝加莱公司推出用于融合实时网络的 TSN 机器交换机，可用于通过跨厂商通信解决方案 OPC UA over TSN 来建立网络。作为 OPC UA 标准的核心建设者，西门子将时间敏感网络（TSN）标准应用于以太网，从而在工业网络中实现预留带宽、服务质量（QoS）机制、低传输延迟以及多种协议（包括实时协议）的并行传输。

       现阶段一些主流的自动化厂商和顶级的 IT 公司如华为、Microsoft、CISCO 等都成为了 OPC UA 的支持者，以及协会组织如 OMAC、Euromap、Automation ML、ISA、FDT/DTM、MTConnect、BacNet。全球主要的现场总线基金会如 PI、EPSG、ETG、SERCOSIII 均积极支持参与 OPC UA 的融合与开发工作。德国工业 4.0组织和美国工业互联网组织 IIC 均将 OPC UA 列为了实现语义互操作的标准规范。

       随着 TSN 与 OPC UA 两大标准的发展，OPC UA 在水平方向将不同品牌的控制器设备进行集成。在垂直方向，TSN 则实现设备到工厂再到云端的连接，推动 IT 与 OT 的融合。可以预见，在主流 OT 厂商和 IT 厂商均支持 OPC UA 和 TSN 的趋势下，IT 与 OT 融合的诸多问题开始被逐一解决，打通“从计划层到执行层”的全业务流程数据，实现企业内部由上而下的业务纵向集成也水到渠成。