1.1 定義與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵參與者

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)代表著一種革新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，它將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域中。此技術(shù)體系通過連接眾多傳感器、設(shè)備、系統(tǒng)、工廠及企業(yè)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交換，旨在提升生產(chǎn)效率、減少成本、增強產(chǎn)品質(zhì)量，以及推動智能制造的實現(xiàn)。作為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵基礎(chǔ)和支柱，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了切實可行的方案。通過實現(xiàn)人、機器和物體的全面連接，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠分析來自智能反饋的各類數(shù)據(jù)，推動新型制造和服務(wù)體系的形成。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念體系中，數(shù)據(jù)平臺是一個重要組成部分。企業(yè)通常建立并運用自己的專有數(shù)據(jù)平臺。與現(xiàn)有數(shù)據(jù)平臺不同，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺匯集了包括工業(yè)企業(yè)、應(yīng)用開發(fā)者、平臺服務(wù)提供者及政府監(jiān)管機構(gòu)在內(nèi)的關(guān)鍵角色。這些角色在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺內(nèi)協(xié)同工作，如圖1所示。

圖1. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵參與者

下面簡要介紹這些關(guān)鍵參與者的角色：首先，工業(yè)企業(yè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的主要用戶和應(yīng)用場景的貢獻者，它們將傳感器、可編程邏輯控制器和設(shè)備等物理設(shè)備接入平臺，利用平臺提供的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析和優(yōu)化功能，推動生產(chǎn)線的優(yōu)化和智能化，從而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，減少成本和風(fēng)險。其次，應(yīng)用開發(fā)者在平臺中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為工業(yè)企業(yè)開發(fā)多樣化的應(yīng)用程序，包括數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析、預(yù)測等，這要求他們利用平臺提供的API和開發(fā)工具。與工業(yè)企業(yè)的有效合作和對其業(yè)務(wù)需求及數(shù)據(jù)源的深入了解對開發(fā)定制應(yīng)用程序至關(guān)重要，同時，與平臺服務(wù)提供商的緊密協(xié)作確保了對平臺最新技術(shù)和功能的了解，以及開發(fā)工具和API的最佳利用。平臺服務(wù)提供商則承擔(dān)起平臺的運營、管理、技術(shù)支持、安全保障等責(zé)任，確保平臺的穩(wěn)定性和安全性。最后，政府監(jiān)管機構(gòu)在推動和監(jiān)管工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展中扮演雙重角色，通過政策、資金、人才支持等多種方式，促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的創(chuàng)新與發(fā)展，同時監(jiān)督平臺的合規(guī)性、標(biāo)準(zhǔn)化和安全性。

除了擴大關(guān)鍵角色的參與外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺展現(xiàn)出更為強大的功能。這一平臺著重于運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，以優(yōu)化數(shù)據(jù)的收集、存儲、處理與分析流程。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，企業(yè)能夠處理和分析龐大的數(shù)據(jù)集，包括結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這樣的處理促進了精準(zhǔn)的預(yù)測和基于先進計算技術(shù)的實時決策。進一步地，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺融合了人工智能技術(shù)，提升了企業(yè)洞察數(shù)據(jù)模式和趨勢的能力，從而支持智能化決策和業(yè)務(wù)的增長。

1.2 中國的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

當(dāng)前，中國制造業(yè)長期以來的成本優(yōu)勢正逐步減弱，并面對著先進制造業(yè)“產(chǎn)業(yè)空心化”的挑戰(zhàn)。比如，眾多制造企業(yè)已經(jīng)將加工和組裝作業(yè)轉(zhuǎn)移到海外。中國的制造業(yè)在工業(yè)價值鏈中一直處于較低層次，這就需要提升高端產(chǎn)品的生產(chǎn)量?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級變得尤為重要，不僅有助于減少勞動力，也促進了工業(yè)鏈和價值鏈的延伸與擴展。例如，中國一家大型電子信息制造企業(yè)通過實施全面的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案來升級其工廠，取得了顯著成果，員工數(shù)量減少了50%，生產(chǎn)效率提高了30%（Dong, 2019）。

觀察工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最新進展，可以明顯看到政府正在加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐。然而，企業(yè)在適應(yīng)市場變化、人才獲取和管理方面卻顯得滯后。中國的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個長期過程。這一轉(zhuǎn)型需要與工業(yè)技術(shù)、知識和專業(yè)技能深度融合，成為一項復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。同時，中國的工業(yè)布局以其龐大規(guī)模和相對較低的數(shù)字化水平為特點，這意味著建設(shè)數(shù)字工業(yè)集群將面臨巨大成本和長期的時間跨度（Lu, 2022）。盡管如此，企業(yè)仍面臨資本和生存的壓力，迫切需要工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的快速回報和即時效益。在這些約束條件下，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)字化顯得尤為困難。此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)屬于企業(yè)專有，這增加了進入大數(shù)據(jù)市場的門檻。這種情況可能導(dǎo)致市場壟斷，阻礙工業(yè)數(shù)字化的廣泛應(yīng)用。

同時，人才資源的短缺對工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型構(gòu)成了重大障礙。成功的數(shù)字化需要具備信息與通訊技術(shù)技能的同時，還需擁有數(shù)字化理解能力的人才。在當(dāng)前的人才市場中，缺乏既理解行業(yè)趨勢又具備數(shù)字專長、協(xié)作效率和創(chuàng)新能力的跨學(xué)科專業(yè)人才（Li et al., 2022）。在數(shù)字時代，產(chǎn)品生命周期顯著縮短，企業(yè)爭奪用戶的窗口期越來越短，這對它們的生存和發(fā)展構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。人才是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)驅(qū)動力，企業(yè)需要構(gòu)建高技能的數(shù)字化團隊來推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

在管理挑戰(zhàn)方面，政府在協(xié)調(diào)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的能力需要加強。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求跨部門、跨行業(yè)、跨企業(yè)和跨地區(qū)的合作。此外，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流通的大規(guī)模、廣泛范圍、技術(shù)復(fù)雜性和監(jiān)管挑戰(zhàn)，使得有效監(jiān)管成為一項艱巨的任務(wù)。數(shù)字管理實體的組織結(jié)構(gòu)差異，阻礙了其有效監(jiān)督工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的能力（Yu et al., 2020）。迫切需要在企業(yè)層面進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃。大多數(shù)公司需要全面的戰(zhàn)略、長期規(guī)劃和深入的討論與策略制定，以應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的復(fù)雜性。因此，制造企業(yè)經(jīng)常面臨“轉(zhuǎn)型什么和如何轉(zhuǎn)型”的問題（Dong, 2020）。此外，中國的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型還面臨著數(shù)據(jù)獲取與應(yīng)用的復(fù)雜性、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享等技術(shù)管理問題。

在中國，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已從單純的概念倡導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃扰嘤龑嶋H應(yīng)用的階段。中國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司實現(xiàn)了快速發(fā)展，并不斷創(chuàng)新和完善技術(shù)。根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部的數(shù)據(jù)，截至2022年底，中國已建立了150多個具有區(qū)域和行業(yè)影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)已從單一設(shè)備控制發(fā)展到智能制造，廣泛應(yīng)用于包括電子設(shè)備制造、鋼鐵生產(chǎn)和電力生成在內(nèi)的十個關(guān)鍵行業(yè)。（Han, 2021）。

作為新興基礎(chǔ)設(shè)施之一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過數(shù)字技術(shù)和自動化解決方案增強了企業(yè)的數(shù)字能力，促進了智能制造。

在商業(yè)模式分析領(lǐng)域，得益于大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以獲取實時市場數(shù)據(jù)并進行深入的數(shù)據(jù)分析。這幫助企業(yè)完善其商業(yè)模式，提升商業(yè)價值。通過建立企業(yè)信息系統(tǒng)和客戶關(guān)系系統(tǒng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)并評估客戶偏好，使企業(yè)能夠在企業(yè)和客戶信息迅速變化中與市場需求保持一致（Wang et al., 2020）。例如，在不同的市場條件下，制造企業(yè)可以提供產(chǎn)品、預(yù)測性維護服務(wù)和其他解決方案，以與客戶建立持久的合作伙伴關(guān)系，同時增加收入（Jacobson et al., 2017）。

在生產(chǎn)方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使企業(yè)能夠通過審查大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)和監(jiān)控實時生產(chǎn)程序來優(yōu)化生產(chǎn)過程，減少浪費。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促成的數(shù)據(jù)分析，大規(guī)模制造業(yè)可以減少因誤判和生產(chǎn)線疏忽造成的成本。例如，博世工廠利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺審視其工業(yè)數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率。通過剖析生產(chǎn)線問題的根本原因，實現(xiàn)完全的數(shù)字連通性和轉(zhuǎn)型（Lade et al., 2017）。在以小批量制造為特點的行業(yè)中，如航空制造業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)減少了信息延遲，并能在組件裝配過程中自動跟蹤設(shè)備信息（Szymanski, 2016）。

就工業(yè)鏈而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進了各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。企業(yè)可以通過數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)鏈路（包括供應(yīng)鏈、生產(chǎn)鏈和銷售鏈）實現(xiàn)最優(yōu)資源配置和生產(chǎn)流程的協(xié)同管理。例如，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)采用深度學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)產(chǎn)品維護、預(yù)測分析、產(chǎn)品開發(fā)和供應(yīng)鏈管理等功能。這促進了企業(yè)內(nèi)部部門的連通性，并沿著工業(yè)鏈推動數(shù)據(jù)合作（Latif et al., 2021）。通過技術(shù)如數(shù)字孿生集成產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售渠道，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與實體世界橋接起來，提高了整個工業(yè)鏈的效率和質(zhì)量，從而提升了整個行業(yè)的競爭力（Kiel et al., 2017）。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過先進的連接和數(shù)據(jù)交換技術(shù)增強工業(yè)流程。其成功依賴于創(chuàng)新的架構(gòu)和必要技術(shù)的無縫整合。我們展示了一個典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)，如圖2所示。這一架構(gòu)可以劃分為四個獨特的層次：邊緣層、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)層、平臺即服務(wù)(PaaS)層和軟件即服務(wù)(SaaS)層。

如圖2所示，邊緣層主要提供如廣泛的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理和邊緣分析應(yīng)用等功能?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層主要包括與硬件服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲、5G網(wǎng)絡(luò)和虛擬化技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。這些元素為確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的安全穩(wěn)定運行提供了必需的硬件基礎(chǔ)。PaaS層提供了一系列功能，包括資源管理、工業(yè)數(shù)據(jù)和模型管理、工業(yè)建模分析以及支持工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。最后，最上層的軟件即服務(wù)層促進業(yè)務(wù)運營并促使應(yīng)用創(chuàng)新。

圖2. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)

圖3. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的先驅(qū)是工業(yè)智能云系統(tǒng)（INDICS），由Chai等人在2018年引入。在INDICS平臺的PaaS層中，設(shè)計有超過200個API，以支持應(yīng)用生命周期管理。INDICS提供工業(yè)服務(wù)、工作流管理和仿真引擎，從而使應(yīng)用制造軟件化。該平臺在促進中小型企業(yè)成功數(shù)字化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。例如，它連接了1022個風(fēng)扇，并每日處理2億條數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了電網(wǎng)風(fēng)扇的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控。這一功能幫助風(fēng)力發(fā)電場識別設(shè)備故障并自動評估發(fā)電量（Chai et al., 2018）。此外，INDICS還連接了266臺機器人設(shè)備，用于監(jiān)控計算機數(shù)控公司中的機器人操作，通過故障數(shù)據(jù)分析減少計劃外停機，并優(yōu)化機器人性能。這些解決方案依賴于兩項核心技術(shù)：從傳感器和設(shè)備收集多樣化生產(chǎn)數(shù)據(jù)的能力，以及基于云計算架構(gòu)的廣泛數(shù)據(jù)存儲、管理和處理。這些技術(shù)確保了產(chǎn)品生命周期中的產(chǎn)品質(zhì)量。

Li等人（2017）探討了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在徹底改變傳統(tǒng)能源行業(yè)。該平臺首先通過工業(yè)傳感和無線通信技術(shù)提供的廣泛傳感能力，收集實時傳感器數(shù)據(jù)（Luo et al., 2006）。隨后，這些收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理并整合到能源管理系統(tǒng)中。這有助于決策者識別浪費并制定更有效的節(jié)能策略。此外，該平臺將能源數(shù)據(jù)整合到生產(chǎn)管理實踐中，以提高能效。該平臺在很大程度上依賴于先進的信息和通信技術(shù)，如軟件定義機器、智能傳感和大數(shù)據(jù)分析。值得注意的是，大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析提供了預(yù)測分析的見解，最小化了計劃外的系統(tǒng)停機時間，并防止了意外關(guān)機。在能源行業(yè)采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，帶來了先進的控制、遠程監(jiān)控、預(yù)測性維護技術(shù)以及提高了安全性和效率（Zbunjak et al., 2013）。

在中國以外，通用電氣（GE）開創(chuàng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，包括“基礎(chǔ)設(shè)施層”和“平臺層”?；A(chǔ)設(shè)施層管理負(fù)責(zé)處理結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心，而平臺層由可擴展的軟件編程組成，覆蓋在基礎(chǔ)設(shè)施層之上（Agarwal et al., 2015）。GE為平臺層推出了Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺，可在GE及非GE設(shè)備上運行。Predix在開發(fā)行業(yè)特定應(yīng)用程序中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，利用了先進的軟件技術(shù)和云計算范式。幾條GE業(yè)務(wù)線將Predix作為大數(shù)據(jù)和分析驅(qū)動的軟件開發(fā)工作的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)平臺。例如，它使GE的航空發(fā)動機和燃?xì)廨啓C實現(xiàn)了預(yù)測性維護和修理，同時為客戶提供分析和優(yōu)化解決方案。

另一方面，西門子開發(fā)了稱為MindSphere的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。該平臺連接了大約100萬個設(shè)備和系統(tǒng)，同時為這些設(shè)備提供預(yù)測性維護服務(wù)（Wang et al., 2020）。許多公司為產(chǎn)品制造過程的特定階段創(chuàng)建了軟件應(yīng)用程序，但在不同系統(tǒng)間傳輸數(shù)據(jù)時出現(xiàn)了集成挑戰(zhàn)。

MindSphere利用信息融合技術(shù)針對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，提供了涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的全面自動化解決方案。

盡管工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對于改造制造業(yè)充滿了巨大的潛力，但它面臨著一系列需要解決的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括混合臨界性、網(wǎng)絡(luò)延遲、安全漏洞，以及遺留工業(yè)系統(tǒng)（Breivold et al., 2015）。在接下來的部分中，我們將簡要總結(jié)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺促進數(shù)字化轉(zhuǎn)型必須克服的障礙。

4.1 混合臨界性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺需要在多個組件、設(shè)備和階段之間集成眾多功能，以實現(xiàn)更高水平的智能控制和協(xié)作。然而，當(dāng)一個工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部混合了不同關(guān)鍵性級別的功能時，就會出現(xiàn)混合臨界性的挑戰(zhàn)。為了防止低關(guān)鍵性功能干擾其高關(guān)鍵性功能，平臺必須保證軟件應(yīng)用的自主性。雖然多核處理器硬件為解決這一問題提供了一個可行方案，但大量遺留軟件最初是為單核執(zhí)行設(shè)計的。在轉(zhuǎn)向多核處理時，平臺必須支持軟件分區(qū)。虛擬化作為這一背景下的一項寶貴技術(shù)，通過允許不同操作系統(tǒng)在不同的虛擬機上同時運行，實現(xiàn)了同一系統(tǒng)內(nèi)不同關(guān)鍵性級別的共存，確保了資源的有效分離和隔離。

4.2 網(wǎng)絡(luò)延遲

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，數(shù)千個傳感器、設(shè)備和可編程邏輯控制器通過工業(yè)現(xiàn)場總線和通信協(xié)議如IoT和5G進行互連。為了實現(xiàn)實時監(jiān)控，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺必須確?？煽亢偷脱舆t的數(shù)據(jù)傳輸。然而，隨著現(xiàn)代工廠迅速增加傳感器和分布式設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)延遲已經(jīng)成為一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。Hegazy等人（2014）的研究表明，互聯(lián)網(wǎng)上的往返延遲通常從幾十到幾百毫秒不等，這一范圍可以顯著影響對延遲敏感的工業(yè)應(yīng)用。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，文獻中引入了霧計算或邊緣計算的概念（Hegazy et al., 2014）。在霧計算中，將具有實時性能要求的應(yīng)用或服務(wù)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)邊緣或端設(shè)備以減少響應(yīng)時間和延遲。邊緣計算將不適合在云中執(zhí)行的服務(wù)轉(zhuǎn)移到端設(shè)備，從而減少響應(yīng)時間。為了通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，研究人員必須在霧計算或邊緣計算領(lǐng)域取得實質(zhì)性進展。

4.3 安全挑戰(zhàn)

通常存在這樣一種假設(shè)，即工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是安全的，不受外部干擾。然而，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺連接傳感器、執(zhí)行器、機械和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從而對系統(tǒng)設(shè)計者在數(shù)據(jù)隱私方面提出了挑戰(zhàn)。從多個設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的安全存儲對于阻止惡意攻擊至關(guān)重要。

在現(xiàn)有平臺中，一般采用基于簽名的安全技術(shù)。然而，攻擊者可以輕松地操縱這些簽名的語法表示來發(fā)動攻擊。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是以一個可以適應(yīng)特定攻擊變體的平衡抽象來表示攻擊（Li et al., 2017）。此外，平臺需要定期的安全升級。然而，對于某些系統(tǒng)即使毫秒級的停機也是不可接受的。因此，確保既不妨礙功能安全也不中斷控制過程的無縫安全升級，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺面臨的另一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)（Breivold et al., 2015）。

4.4 遺留的工業(yè)系統(tǒng)

目前，工業(yè)領(lǐng)域主要使用遺留的軟件系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通常的壽命從十年到三十年不等。這些系統(tǒng)具有一些缺陷，如不斷增加的復(fù)雜性、不充分的文檔和現(xiàn)代開發(fā)人員的有限理解（Breivold et al., 2015）。除此以外，遺留系統(tǒng)也難以適應(yīng)迅速變化的市場需求。因此，有效地利用和改造這些遺留系統(tǒng)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。這些平臺需要不斷部署新功能和服務(wù)以滿足不可預(yù)測的市場動態(tài)。

在中國，許多工廠位于工業(yè)2.0階段，自動化水平相對較低。數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級設(shè)備需要巨大的成本和復(fù)雜性，帶來了額外的挑戰(zhàn)。例如，從這些工廠收集的數(shù)據(jù)可能是不完整的、不準(zhǔn)確的，甚至是無法獲得的。在解決中小型制造企業(yè)當(dāng)前需求的同時，提高平臺應(yīng)用的深度，這是一項艱巨的任務(wù)。

隨著人工智能、信息傳輸和區(qū)塊鏈等技術(shù)的出現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?。同時，通過這些平臺的工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型也在持續(xù)進行。以下是這一領(lǐng)域潛在的未來方向。

首先，一個關(guān)鍵的未來方向涉及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能(AI)技術(shù)的融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將越來越多地利用IoT設(shè)備和AI技術(shù)的集成。IoT設(shè)備將從多樣化的工業(yè)流程中收集大量數(shù)據(jù)，AI在分析和提取這些數(shù)據(jù)中的有價值見解中扮演關(guān)鍵角色。AI在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中的應(yīng)用將逐步擴展，增強工業(yè)生產(chǎn)平臺的智能化。通過數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)，機械設(shè)備可以自主執(zhí)行任務(wù)，實現(xiàn)高效生產(chǎn)并提升產(chǎn)品質(zhì)量。此外，AI可以幫助公司實現(xiàn)個性化產(chǎn)品定制。通過智能生產(chǎn)和簡化的供應(yīng)鏈管理，公司可以迅速響應(yīng)消費者需求，提供滿足消費者需求的產(chǎn)品和服務(wù)。

其次，將自主系統(tǒng)和機器人集成到工業(yè)流程中是另一個值得注意的方向。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將促進自主系統(tǒng)和機器人的整合，這可能包括自主車輛、機器人裝配線和用于監(jiān)控和檢查的無人機。這些技術(shù)有望提高工業(yè)操作中的效率、精確度和安全性。

第三，工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，這需要區(qū)塊鏈技術(shù)的支持。鑒于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上存在大量敏感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的泄露或篡改可能導(dǎo)致生產(chǎn)中斷和質(zhì)量問題等風(fēng)險。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化和加密屬性提供了防篡改和防泄漏的保障，從而增強了數(shù)據(jù)安全。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)可以增強數(shù)據(jù)透明度。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺涉及多個企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換和共享，但不同企業(yè)之間的數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)不一致可能導(dǎo)致信息不對稱。區(qū)塊鏈技術(shù)固有的分布式賬本機制確保了數(shù)據(jù)的一致性和透明度，從而減少信息不對稱，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

此外，信息傳輸技術(shù)的未來進步將在工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的運營中發(fā)揮關(guān)鍵作用。這些技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展和改進，包括更高的數(shù)據(jù)傳輸速度、更低的延遲、更廣的覆蓋范圍、更強的安全性和更智能的交互模式。例如，5G網(wǎng)絡(luò)支持網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，增強了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用適應(yīng)不同行業(yè)需求的能力。

最后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)成了支撐工業(yè)5.0的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。作為一個新的范式，工業(yè)5.0強調(diào)人與機器的整合和協(xié)同，以滿足個性化和高度定制化的生產(chǎn)需求。它強調(diào)員工的積極參與和創(chuàng)造力，將他們從生產(chǎn)線上的單純操作者轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿恿鞒虄?yōu)化和技術(shù)進步的主要動力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在推進工業(yè)5.0中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。首先，它們促進了工業(yè)5.0中的人機合作。通過各種設(shè)備和系統(tǒng)的互聯(lián)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)過程中不同階段的實時連通性和信息交換，促進了人與機器之間的無縫協(xié)作。其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在工業(yè)5.0中促進了實時互動。通過這些平臺，包括制造企業(yè)、客戶和供應(yīng)商在內(nèi)的各方利益相關(guān)者可以進行實時信息交換和協(xié)作，更好地滿足定制化需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。最后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為工業(yè)5.0提供了安全支撐。它們實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全存儲和傳輸，確保了制造企業(yè)信息的保護，加強了其知識產(chǎn)權(quán)和商業(yè)秘密的保護。