一、背景

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是機(jī)器、物品、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、人之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，為智能制造提供信息感知、傳輸、分析、反饋、控制支撐。美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)由GE聯(lián)合AT&T、思科、IBM和英特爾于2014年3月發(fā)起，由對(duì)象管理組織(OMG)管理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、互聯(lián)互通、系統(tǒng)安全和產(chǎn)業(yè)提升均離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化的引領(lǐng)。2015年6月，IIC發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA (Industrial Internet ReferenceArchiteture)。在工業(yè)領(lǐng)域建立新物聯(lián)網(wǎng)能力的過(guò)程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)(IIRA)是重要的第一步，將幫助開(kāi)發(fā)者更快反應(yīng)。借助IIRA可以創(chuàng)造新方法來(lái)組織工業(yè)應(yīng)用，從設(shè)計(jì)主導(dǎo)向?qū)嵱弥鲗?dǎo)轉(zhuǎn)變。IIRA為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的各要素及相互關(guān)系提供了通用語(yǔ)言，在通用語(yǔ)言的幫助下，開(kāi)發(fā)者可為系統(tǒng)選取所需要素，從而更快地交付系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)(IIRA)

IIC發(fā)布的參考架構(gòu)(IIRA)包括商業(yè)視角、使用視角、功能視角和實(shí)現(xiàn)視角四個(gè)層級(jí)(采納自ISO/IEC/IEEE 42010：2011)，并論述了系統(tǒng)安全、信息安全、彈性、互操作性、連接性、數(shù)據(jù)管理、高級(jí)數(shù)據(jù)分析、智能控制、動(dòng)態(tài)組合九大系統(tǒng)特性。

(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四層視角

1、商業(yè)視角。從商業(yè)視角來(lái)看，在企業(yè)中建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之后，利益相關(guān)者的企業(yè)愿景、價(jià)值觀和企業(yè)目標(biāo)被更多聚焦。它進(jìn)一步明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)如何通過(guò)映射基本的系統(tǒng)功能去達(dá)到既定目標(biāo)。這些問(wèn)題都是以企業(yè)為主體，特定的企業(yè)決策者、產(chǎn)品經(jīng)理和系統(tǒng)工程師會(huì)對(duì)此產(chǎn)生興趣，如果將商業(yè)實(shí)現(xiàn)與復(fù)雜系統(tǒng)流程對(duì)接。

2、使用視角。使用視角指出系統(tǒng)預(yù)期使用的一些問(wèn)題，它通常表示為涉及在最終實(shí)現(xiàn)其基本系統(tǒng)功能的人或邏輯用戶活動(dòng)序列。這些問(wèn)題通常牽涉到系統(tǒng)工程師、產(chǎn)品經(jīng)理和其他利益相關(guān)者，包括參與到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)范制定和代表最終使用用戶的人。

3、功能視角。功能視角聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)里的功能元件，包括他們的相互關(guān)系、結(jié)構(gòu)、相互之間接口與交互，以及與環(huán)境外部的相互作用，來(lái)支撐整個(gè)系統(tǒng)的使用活動(dòng)。該視角確定了商業(yè)、運(yùn)營(yíng)、信息、應(yīng)用和控制五大功能領(lǐng)域，對(duì)系統(tǒng)組件建筑師、開(kāi)發(fā)商和集成商有強(qiáng)大的吸引力。

4、實(shí)現(xiàn)視角。實(shí)現(xiàn)視角主要關(guān)注功能部件之間通信方案與生命周期所需要的技術(shù)問(wèn)題。這些功能部件通過(guò)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)并支持系統(tǒng)能力。此視角所關(guān)注的問(wèn)題與系統(tǒng)組件工程師、開(kāi)發(fā)商、集成商和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商有密切聯(lián)系。

(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特性

1、系統(tǒng)安全。系統(tǒng)安全是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要核心問(wèn)題，單個(gè)組件的安全不能保證整個(gè)系統(tǒng)的安全，缺乏系統(tǒng)行為預(yù)測(cè)前提下很難預(yù)警系統(tǒng)安全問(wèn)題。

2、信息安全。為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的安全、信任與隱私問(wèn)題，必須保障系統(tǒng)端到端信息安全。

3、彈性。彈性系統(tǒng)需要有容錯(cuò)、自我配置、自我修復(fù)、自我組織與計(jì)算的自主計(jì)算概念。

4、互操作性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由不同廠商和組織的不同組件裝配而成，這些組件需確?；诩嫒萃ㄐ艆f(xié)議的相互通信功能，基于共同概念模型互相交換與解釋信息，基于交互方期望在重組方式下相互作用。

5、連接性。無(wú)處不在的連接是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)之一，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的分布式工業(yè)傳感器、控制器、設(shè)備、網(wǎng)關(guān)和其他子系統(tǒng)，有必要定義新的連接性功能層模型。

6、數(shù)據(jù)管理。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理包含涉及從使用角度考慮的任務(wù)角色和從功能角度看的功能功能組件的具體協(xié)調(diào)活動(dòng)，如數(shù)據(jù)分析、發(fā)布與訂閱、查詢、存儲(chǔ)與檢索、集成、描述和呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)框架和權(quán)限管理。

7、高級(jí)數(shù)據(jù)分析。分析與先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與分析，從而提取能提供特定功能的有效信息，給運(yùn)營(yíng)商有見(jiàn)地的建議，支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與運(yùn)營(yíng)決策。

8、智能控制。智能控制提出相關(guān)的概念模型，并就如何建立智能彈性控制提出關(guān)鍵的概念。

9、動(dòng)態(tài)組合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要對(duì)各種來(lái)源的分散組件進(jìn)行安全、穩(wěn)定和可擴(kuò)展組合。這些組合通常基于不同協(xié)議，提供可靠地端到端服務(wù)。

總體來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)(IIRA)將現(xiàn)存的和新興的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一在相同的結(jié)構(gòu)中，與此同時(shí)，IIC正建立垂直領(lǐng)域應(yīng)用案例分類表，在參考架構(gòu)下體系化推進(jìn)應(yīng)用。