隨著工業互聯網的崛起，世界正在進入一個新的創新與變化的時代。在這一時代，全球工業體系與由互聯網促成的先進計算、分析、低成本傳感和新水平的連接相互融合接軌。數字世界與機器世界的更深層次的嚙合有可能帶來深刻的全球產業轉型，并在觸及日常生活的許多方面，包括我們很多人的工作方式。

　　如同工業革命和互聯網革命一樣，工業互聯網將給眾多行業帶來更高的速度和效率，如航空、鐵路運輸、發電、石油和天然氣開發，以及醫療保健服務等。它能加速生產率增長，給全球帶來更強勁的經濟增長，比如以較低的成本獲得更好的健康成效，在燃料和能源方面的大量節省，以及更好更長期的有形資產等。它能給全球帶來更多更好的就業，和不斷提高的生活水平，不論是在美國還是在中國，在特大城市還是在邊遠農村。

工業互聯網的興起——三波創新浪潮

　　在過去的200年中，世界經歷了幾次創新浪潮。成功的公司學會了駕馭這些浪潮，并適應變化的環境。今天，我們正處在另一波創新浪潮——工業互聯網的尖端，它承諾要改變我們工作的方式，改變我們與機器世界互動的方式。

第一波:工業革命

　　工業革命是一個長期的創新過程，歷經150年。在此期間，技術上的創新被應用到制造、能源生產、運輸和農業等，迎來了一段時期的經濟增長和轉型，對社會、經濟和世界文化都產生了深遠的影響。

　　工業革命改變了我們的生活方式，給各個方面帶來了深刻的變革：在交通運輸上，從馬車和帆船轉變到了鐵路、輪船和卡車；在通訊方面，出現了電話和電報；在城市中心，有了電、水、衛生設施和醫療。可以說，工業革命大大改變了人們的生活標準和健康狀況。在這一時期，有幾個關鍵特點：首先是新產業中大公司興起；其次，隨著機器和機組變大，產量增加，產生了規模經濟，從而降低了成本；另外，它在集中控制下，利用了分層結構的效率。

　　隨著中央實驗室和研發中心的興起，人們開始以系統的方式考慮創新。各類企業，不論是大型還是小型，都致力于利用新發明來創造在新市場中的利潤。盡管工業革命給經濟和社會帶來了巨大的收益，但它也有自身的缺點。比如全球經濟體系變得更加資源密集，隨著對資源的開采和工業廢物的流出，對外部環境造成了重大的負面影響。此外，這一時代的工作條件也有巨大的改進。自工業革命以來，許多增量創新的重點是放在改進效率、減少浪費和改善工作環境。

第二波 : 互聯網革命

　　二十世紀末期，互聯網革命又一次改變了世界。與工業革命的150年不同，互聯網革命的時間要短得多，僅僅有大概50多年。互聯網革命始于能夠讓計算機之間相互通信的大型主框架計算機、軟件和“數據信息包”。而網絡的開放性和靈活性是為革命的爆炸性增長奠定基礎的關鍵要素。

　　速度與容量相結合，通過推動降低商業交易和社交的成本，創建了新的功能強大的商務和社交平臺。公司從在互聯網上不賣任何東西，轉變為在互聯網上創造了巨大的、新的有效交易市場。比如1995年當eBay剛剛成立的時候，當年僅有4.1萬用戶，交易額為720萬美元。到 2006年,它已經擁有超過2200萬用戶，交易額高達525億美元。同樣，社交網絡的發展也有類似的軌跡。Facebook于2004年2月啟動，不到一年就發展到100萬活躍用戶。到2008年8月, Facebook已經擁有1億活躍用戶，而現在，其活躍用戶數已經遠超10億。

　　互聯網革命的性質與工業革命有很大的不同。互聯網、計算能力，以及發送和接收大量數據的能力，是建立在網絡的創建和價值、水平結構以及分布式智能之上的。通過允許更深入的一體化和更為靈活的操作，互聯網革命改變了對生產體系的思考。此外，互聯網啟用的是并行式創新，而不是有序的線性方式的研發。迅速交換信息和分散決策的能力衍生出更加協作的不受地理限制的工作環境。因此，集中化內部創新的舊模式給初創企業和更開放的創新模式讓路，因為它們能夠利用具有更豐富的知識的環境。

　　因此，互聯網革命是信息和知識密集型，而不是資源密集型。它突出強調了網絡的價值和平臺的創建。同時，它也為減少環境足跡和支持更環保型的產品和服務開辟了新途徑。

第三波 : 工業互聯網

　　在二十一世紀的今天，工業互聯網承諾將再次改變我們的世界。由工業革命帶來的全球工業系統，與部分發展于互聯網革命的開放計算和通信系統相融合，為加快生產力，減少低效和浪費，以及改善人類工作經驗開辟了新的領域。

　　事實上，工業互聯網革命已經開始。在過去十年間，公司已經將基于互聯網的技術應用于工業中。但是，我們目前的狀況遠遠低于可能的前沿：基于互聯網的數字技術的全部潛力仍有待在全球的工業系統中得到充分實現。

　　智能設備、智能系統和智能決策代表了工業互聯網的主要方法，它們能讓物理世界中的機器、設施、機組和網絡更深入地與數字世界中的連接、大數據和分析法相融合。

智能設備

　　智能設備向工業機器提供數字儀器是工業互聯網革命的第一步。多種因素已經共同使得廣泛的工業機器儀表化不僅是可能的，而且在經濟上是可行的，而廣泛的儀表化是工業互聯網崛起的一項必要條件。在發展過程中，多方面的力量都在共同努力，使機器和機器集更加智能化。

　　部署的成本：儀器儀表化的成本大幅下降，從而能夠用比過去更經濟的方式裝備和監控工業機器。

　　計算能力：微處理器芯片的持續改進已經達到了能夠增加物理機器的數字智能的拐點。

　　高級分析法：“大數據”軟件工具和分析技術的進展為理解智能設備產生的大量數據提供了手段。同時，這些力量也正在改變收集、分析和處理那些已經在理論上存在，但在實踐中并沒有被充分利用的數據的成本和價值。

　　讓那些產生于智能設備的數據流有意義是工業互聯網的關鍵組件之一。如圖2所示，工業互聯網可以被看作是數據、硬件、軟件和智能的流動與相互作用。

　　數據來自于智能設備和網絡，并使用大數據和分析工具進行存儲、分析和可視化。由此產生的“智能信息”可以被決策者用來采取行動，必要時甚至可以實時使用。另外，這些智能信息可以作為跨不同工業體系的更廣泛的工業資產優化或者戰略決定流程的一部分。智能信息也可以在計算機、網絡、個人或團體間共享，以促進智能協作和更好的做出決策。智能信息還可以被反饋到原始機器上。這不僅包括產生于原始機器的數據，還包括能夠提高機器、機組和較大系統的操作與維護的外部數據。數據反饋回路能讓機器從它自身的歷史中“學習”，并通過機載控制系統表現得更智能。

　　每臺儀表化的設備都會產生大量的數據，這些數據可以通過工業互聯網網絡傳輸到遠程機器和用戶。工業互聯網實施的一個重要部分就涉及確定哪些數據仍然駐留在設備上，哪些數據被傳輸到遠程位置進行分析和存儲。確定駐留本地數據的程度是確保工業互聯網安全的關鍵之一，許多不同的公司也將作為其中的一員而受益。

智能系統 

　　智能系統有巨大的潛在好處。隨著越來越多的機器和設備加入工業互聯網，可以跨機組和網絡實現廣泛的機器儀表化。智能系統以多種不同的形式存在：

　　網絡優化：系統中相互連接的機器的操作可以進行協調，以實現網絡層級的運營效率。例如智能系統可以用于交通網絡中的路線優化。相互關聯的車輛可以知道它們自己的位置和目的地，而且也能知道系統中其他車輛的位置和目的地，從而能夠優化行車路線，找到最有效的系統級解決方案。

　　維護優化：智能系統可以促進跨機組的最佳低成本機器維護。對機器、組件和單個零件的綜合總體視圖能夠讓最優數量的零件在正確的時間運送到正確的位置。這將最大限度地減少零件庫存需求和維護成本，并提供更高水平的機器可靠性。

　　系統恢復：建立廣泛的全系統智能可以協助更快、更有效的在遭受重大創傷后恢復系統。例如在大風暴、地震或其他自然災害發生后，智能儀表、傳感器和其他智能設備和系統的網絡可用于快速檢測和隔離最大的問題，從而防止級聯并導致中斷。

　　學習：與系統中的機器互連的好處之一就是網絡學習效應。各臺機器的操作經驗都可以被整合到單一的信息系統中，從而加速機器組合的學習，而這僅在一臺機器上是無法實現的。例如，從飛機上收集的數據加上位置信息和飛行歷史，就可以提供關于飛機在各種不同的環境中的性能的豐富信息。這一來自數據的見解是可操作的，它可以使整個系統更智慧，從而推動持續的知識積累并洞察實施過程。當越來越多的機器連接到系統中時，結果會不斷擴展，從而使得自學習系統隨著時間的推移成長得更智慧。

智能決策

　　工業互聯網的力量將會通過智能決策來實現。當已經從智能設備和系統中收集到了足夠的信息來協助數據驅動的學習時，才會產生智能決策。反過來，智能決策能夠讓一個子集的機器和網絡層級的操作功能從運營商轉移到安全的數字系統中。要解決互聯機器、設施、機組和網絡的日益增加的復雜性問題，智能決策是必要元素。

　　智能決策是工業互聯網的長期愿景。如果實現的話，可以大大提高生產率和降低運營成本，其規模可以與工業革命和互聯網革命產生的結果類似。當三個主要數據方法（智能設備，智能系統和智能決策）與物理機器、設施、機組及網絡完全融合在一起的時候，才能充分體會到工業互聯網的潛力。而到那時，提高生產效率、降低成本和減少浪費將會傳播到整個工業經濟中。

　　許多在起作用的力量都能夠解釋為什么工業互聯網會在今天發生。機器的能力并沒有被充分地實現。不同于以往的單個機器級別，在現在的系統級別下，持續的低效率變得更加嚴重。并且，其復雜性已經讓人類操作員的能力不足以識別和減少這些低效率。雖然這些因素使得通過傳統手段已經難以實現改進，但同時它們也創造了激勵措施，來應用產生自基于互聯網創新的解決方案。計算技術、信息和通信系統現在可以支持廣泛的儀器儀表、監測和分析。儀器儀表的成本急劇下降，使得大規模的裝備和監測工業機器成為可能。過程收益繼續有增無減，并且已經達到了一個可以增加物理機器的數字智能化的拐點。可以處理大量信息的遠程數據存儲、大數據集和更先進的分析工具都變得越來越成熟，應用也日益廣泛。當應用到機器、機組和網絡上時，這些變化正在共同創造令人興奮的新機會。

　　儀器儀表成本的迅速下降與云計算的影響是相匹配的，它能讓我們以較低的成本收集和分析大量的數據，這在以往任何時候都是不可能的。這將創建一個成本通貨緊縮的趨勢，類似于20世紀90年代后半期刺激信息和通信技術的快速采用，而這一次的趨勢，可以促進并加快工業互聯網的發展。另外，移動革命也將加速這一通貨緊縮趨勢，使得能夠更經濟且高效地共享信息，并導致分散優化和個性化優化。對工業設施的遠程監測和控制、分布式電源以及個性化和便攜式的醫療都只是一些最有力的實例。

　　全球的工業系統相當龐大。現在全世界有數百萬的機器，從簡單的電動馬達到用于醫療保健的高度先進的計算機斷層掃描（computed tomography，CT）掃描儀；有數以萬計的機組，從用于發電的發電廠，到將人和貨物運往世界各地的飛機；有數千個復雜的網絡，從電網到鐵路系統，它們將機器和機組緊密結合。工業互聯網將有助于讓工業體系的每個層次都做得更好。通過優化檢查、維護和維修流程，工業互聯網能夠提高資產的可靠性。不論是在機組級，還是在更大的網絡級，它都能提高運營效率。

工業互聯網的關鍵要素

　　工業互聯網匯集了兩個革命性變革的進展：一是產生于工業革命的無數的機器、設備、機組和網絡，另一個是互聯網革命帶來的最新的計算、信息和通信系統的強大進步。這些發展匯集在一起便帶來了體現工業互聯網本質的三個要素。

　　第一是智能機器。它是將世界上無數的機器、設備、機組和網絡用先進的傳感器、控制器和軟件應用程序連接起來的新方式。

　　第二是先進分析。它利用基于物理的分析學、預測算法和自動化的能力，以及要了解機器和更大的系統如何運作所需的材料科學、電氣工程和其他重點學科的深厚的專業知識。

　　第三是工作中的人。在工業互聯網中，人是被隨時連接的，無論他們是在工業設施、辦公室、醫院中工作，還是在移動中，用以支持更智能化的設計、操作、維護，以及更高的服務質量和安全。

　　將這些要素連接并組合在一起，將會給各企業和經濟體提供新的機會。工業互聯網始于將傳感器和其他先進的檢測儀器嵌入到機器陣列中，從簡單到高度復雜。這就使得可以收集和分析大量的數據，用于改善機器的性能，同時不可避免地提高了與之相連的網絡和系統的效率。即使是數據本身，也可以變得“智能化”，即能夠立刻知道它需要到達哪些用戶處。

來源：互聯網