2.2　工业互联网

在过去的200年中，世界经历了四大创新浪潮。第一波创新称为机械革命，始于18世纪中叶，将蒸汽机引入工业生产过程。第二波开始于20世纪初，并通过引入电力加速了产业演进。在20世纪50年代，第三次浪潮开始于现代计算技术的发展以及将计算机相互连接的因特网的发明。近期，工业革命和互联网革命的深度融合，推动了工业互联网革命的新浪潮。

由于最近呈指数级增长的技术（如大数据、云计算、网络）的兴起，工业互联网或工业4.0已经引起了工业界和学术界的极大兴趣。例如，不同的传感器数据将被收集并发送到云计算，以便使用大数据技术进行智能决策。在制造业方面，3D打印技术也可以以更低的成本生产几乎任何形状的定制产品，所需要的时间反而更短。工业互联网通常被理解为应用了信息物理系统（CPS）的通用概念，其中来自所有工业视角的信息被收集，从物理空间进行监控并与网络空间同步。随处提供信息和服务的需求使得CPS成为当今高度网络化世界的必然趋势。如今，医疗设备、汽车驾驶安全和驾驶辅助系统、工业过程控制和自动化系统等行业中有许多CPS应用领域。利用先进的现代传感和网络技术以及大数据分析将物理工业组件、机器、车队和工厂融合在一起，为减少浪费以及提高生产效率开辟了巨大机遇。工业互联网将对制造业、航空、轨道交通、医疗保健、发电、油气开发等传统产业带来深刻变革。

工业互联网的远景在很大程度上取决于传统行业采用的先进信息和通信技术。工业互联网包括互联网、工业传感与控制、大数据、云计算、安全等领域的多种支持技术。这些技术涵盖工业生产过程的不同方面，如分析、存储、传感、连接、自动化、人机交互（HMI）和制造等。尽管工业互联网在理论和实践上都有了重大发展，但仍存在许多挑战，例如，在执行关键功能时，工业系统要求被设计为具有严格的性能指标，如稳定性、准确性和对极端环境和长期运行的抵抗能力等。另外，这些系统通常使用为特定任务编程高度定制的基础设施，生命周期超过15～20年。在工业互联网的实现中，安全成为一个巨大的挑战，并且仍在探索之中。此外，为确保安全和高效的工业生产环境，需要认真处理信息通信技术（ICT）与工业环境相结合的其他挑战，例如大数据分析、高级传感网络等。