工業(yè)4.0在最近幾年越來越火熱，伴隨著中國制造2025行動(dòng)綱領(lǐng)的提出，越來越多的企業(yè)加入到了新產(chǎn)品和新技術(shù)的開發(fā)當(dāng)中。隨著理解與研究的深入我們不難得出結(jié)論：工業(yè)4.0的技術(shù)實(shí)現(xiàn)首先是自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部的橫向連接，即通過統(tǒng)一平臺(tái)和單一的編程環(huán)境將控制、驅(qū)動(dòng)、低壓配電等系統(tǒng)深度集成；其次是下層現(xiàn)場(chǎng)傳感和數(shù)據(jù)采集層與中層設(shè)備控制層及上層企業(yè)管理系統(tǒng)的縱向連接。

最后，是基于移動(dòng)和虛擬化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)人性化、可交互和更高效的遠(yuǎn)程管理。以上這些都必須基于開放標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一協(xié)議的通訊網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)工業(yè)交換機(jī)彼此之間的相互通信。

然而，目前中國制造的設(shè)備層數(shù)據(jù)尚未數(shù)字化、控制層總線標(biāo)準(zhǔn)各異、工廠管控與企業(yè)管理信息不交互的三大癥結(jié)，使得現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層、生產(chǎn)控制層以及企業(yè)管理層的信息交互很難實(shí)現(xiàn)。所以，通過按資源配置、效率最大化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將工廠網(wǎng)絡(luò)和總線資源整合起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工藝流程、品類切換、產(chǎn)線資源等要素的自由調(diào)配，則應(yīng)是我們首先應(yīng)該實(shí)施的。也就是說，我們可以通過生產(chǎn)控制層的網(wǎng)絡(luò)化改造和建設(shè)，邁出走向工業(yè)4.0的第一步。

隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化以及控制方式由單點(diǎn)走向協(xié)同，同時(shí)工業(yè)控制由工廠應(yīng)用發(fā)展到市政、金融等更廣闊的領(lǐng)域，系統(tǒng)日趨分散，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間需要進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速的通信，傳輸數(shù)據(jù)的帶寬也相應(yīng)由窄帶轉(zhuǎn)向?qū)拵?。此外，在工業(yè)控制的上層，需要集成生產(chǎn)計(jì)劃和控制、質(zhì)量管理、跟蹤能力、維護(hù)系統(tǒng)等功能，希望從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到本地操作站、管理層的整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)一體化以提高生產(chǎn)率，更快地評(píng)估、控制系統(tǒng)的每一部分，從而實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)、透明的遠(yuǎn)程運(yùn)營和管理。

因此，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)正朝著寬帶、實(shí)時(shí)、透明、雙向、互操作的方向發(fā)展，這就需要工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)具備標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化的技術(shù)特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)管理層、控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層更好的互連、互通和互操作。

我國工業(yè)領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化的改造工程中，智能變電站的三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造取得非常優(yōu)秀的成績(jī)。而其中工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)更是起到重要作用。

工業(yè)以太網(wǎng)可以構(gòu)建互連、互通，以及具有更好互操作性的透明一體化工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，它具備更寬的帶寬和更大的數(shù)據(jù)包以滿足越來越多的智能自動(dòng)化設(shè)備的通信；更快速的同步實(shí)時(shí)通信以滿足運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的需求；在更大范圍內(nèi)連接更多的設(shè)備并為之設(shè)置地址；提供新功能如制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、在線升級(jí)固件、遠(yuǎn)程組態(tài)及故障處理；集成現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)；可以使用標(biāo)準(zhǔn)化、低成本的以太網(wǎng)設(shè)備，如工業(yè)交換機(jī)、線纜、集線器等。

因此，工業(yè)以太網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)管理層、控制層到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層之間工業(yè)通信的一網(wǎng)到底。而現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層對(duì)工業(yè)交換機(jī)的需求遠(yuǎn)高于管理層和控制層的需求。