工业物联网（IIoT）：定义、重要性及驱动工业变革

工业物联网（IIoT）爆发进入企业视野五年后，关于这个连接智能机器和设备的强大新时代已有大量讨论和文章。由于这些信息散落在数字世界各处，RTI 整合了 IIoT 的 是什么、为什么、怎么做 和 在哪里。欢迎反馈，请联系 info@rti.com。

工业物联网（IIoT）简介

互联网改变了人类沟通、工作和协作方式。现在重点转移到为机器做同样的事。过去十年，系统开发者专注于互联传感器、边缘节点和分析，创建将运营提升为高生产力环境的智能系统。这些连接生态系统构成我们所谓的工业物联网（IIoT）。

这场第四次工业革命是工业自动化历史上最具颠覆性的，影响医疗、能源、交通、制造等领域。变革步伐加快，更强大的计算和分析平台涌现新能力。各行业工程师将很快利用这些进步连接机器和流程，解锁前所未有的效率和可靠性。

什么是工业物联网（IIoT）？

IIoT 指机器、设备和传感器自动化、互关联地运行工业应用。强调大数据和机器学习，IIoT 使组织提高运营效率、减少人机交互、并从可操作数据中解锁新收入模式。根据 2023 年 IDC 报告，IIoT 市场预计到 2027 年将达到 1.7 万亿美元。

工业互联网联盟定义 IIoT 系统为：“物联网、机器、计算机和人，利用先进数据分析实现智能工业运营，实现变革性业务成果。”

深度了解，请下载 RTI CEO Stan Schneider 电子书《机器霸主的崛起》。简明视频概览，请观看下方 IDG 视频。

IoT 与 IIoT：有何区别？

“物联网”一词由 Kevin Ashton 1999 年在向宝洁演示时首创。早期 IoT 工作聚焦消费应用——想想连接冰箱提醒你鸡蛋不足。

IoT 是所有连接应用的超集，从可穿戴到家庭安防到旅行规划应用。它颠覆了各行业，市场规模达数千亿美元。消费者对便利的需求驱动企业利用数据寻求新增长机会。

IIoT 则是针对运输、制造、能源、农业等工业领域的 IoT 专用子集。因工业应用涉及更高复杂性、互操作性和安全性，技术要求与消费级 IoT 显著不同。虽两领域均面临挑战，但自主工业系统的赌注和风险远大。

过去几年，大学、企业、联盟和标准机构合作推动安全、可扩展、可靠的 IIoT 解决方案。

工业 4.0 与 IIoT

工业 4.0——德国政府在“高技术战略 2020”下发起——推广连接价值链，机器和流程自动集成到网络物理系统。目标是通过先进技术提高制造价值、减少浪费。

早期讨论试图区分工业 4.0 与 IIoT，如今共识是它们相似多于差异。两者都描述机器、设备和分析融合以提升生产力和成果。

主要 IIoT 行业与应用

IIoT 应用渗透几乎每个行业：

航空航天 – 机场、飞机、无人机和无人驾驶飞行器
农业 – 精准农业和牲畜监测
汽车 – 连网、半自动驾驶和自动驾驶车辆
能源 – 智能电网、分布式能源、可再生能源
医疗 – 连接医疗设备、机器人手术、影像
制造 – 连接工厂和数字孪生
军事 – 仿真、训练和自主行动
石油天然气 – 勘探、炼化、管道监测
智慧城市 – 市民服务、停车、基础设施
交通 – 公交、地铁、火车、新兴超级高铁

跨行业用例包括自主系统、通信网络、机器人、无人机和触觉接口。

IIoT 如何运作？

典型 IIoT 系统跨多设备和网络共享数据——从边缘传感器到中心云分析。在满足严格安全要求的同时管理海量数据极具挑战。工业互联网联盟的 数据总线 架构通过管理运动中的实时数据，使设备通过共享、过滤的数据对象通信，而非交换消息。

了解更多数据总线，请访问 RTI 专用网页。

IIoT 连接性

连接性是数据密集型 IIoT 应用的骨干。工业互联网连接框架（IICF）梳理并阐明碎片化的连接解决方案版图，推荐参考架构以释放孤立系统中的数据并加速跨行业新应用开发。

IICF 推广基于网关的集成与核心连接标准，在提供语法互操作性的同时保留领域特定技术保真度。

面向工程师、开发者和架构师的 IIoT

IIoT 不只是技术升级——它重写供应商关系、重新定义盈利能力、变革交付模式。工程师和架构师必须设计能在不确定环境中完美运行并扩展数十年的系统。工业互联网参考架构（IIRA），2015 年首发、2019 年更新，提供基于标准的框架以创建面向未来的 IIoT 解决方案。

DDS 在 IIoT 系统中的作用

对象管理组的数据分发服务（DDS）是为复杂分布式系统设计的中间件标准。其以数据为中心的架构非常适合在 IIoT 中实现分层数据总线。DDS 为数千应用提供动力——从水下机器人到 NASA 太空发射——提供极致可靠性、可扩展性和上下文数据完整性。

DDS 拥有开放接口，被汽车（AUTOSAR Adaptive）、航空电子（FACE）、电网现代化（OpenFMB）、医疗（OpenICE, MD PnP）等标准采纳。它也是工业互联网联盟的核心连接标准。

IIoT 的投资回报率

通过自动化流程，IIoT 推动生产力增益、成本节约和新收入流。预测性维护、质量改进和运营效率释放员工专注于高价值任务。智能机器数据还能生成洞察，实现新产品、服务和商业模式。

例如，利用 IIoT 监控能耗的智能建筑可通过优化 HVAC 和照明降低运营成本。相同数据可售予公用事业，聚合数千建筑数据以预测和调节需求，创造新收入来源。

简而言之，IIoT 可提升生产力、增强质量、开辟全新增长途径。

IIoT 准入障碍

尽管益处显著，IIoT 采用面临关键障碍——首当其冲是安全和互操作性。物理系统上线后，网络攻击可能造成巨大财务损失甚至危及安全。安全必须从一开始烘焙进系统，而非事后添加。业界领袖一致认为安全仍是 IIoT 部署的头号担忧。

互操作性同样关键。IIoT 依赖跨传感器、机器和全球企业系统的实时、准确数据交换。缺乏通用标准阻碍通信。IICF 和 DDS 标准有助于缓解这些风险，实现无缝集成并降低开发复杂性。

RTI 与 IIoT

以数据为中心的连接性是高性能、智能 IIoT 系统的关键。作为 DDS 商业领导者，RTI 提供为深海监测到太空探索、自动驾驶交通到互联医疗等 IIoT 环境提供动力的连接框架。联系我们，了解实时、高可靠连接如何变革您的 IIoT 解决方案。