工业互联网与工业4.0的关系，工业管理系统5C的体系结构和功能维度

工业互联网系统和工业4.0有什么区别？这两种说法在本质上没有区别，它们通常用于强调企业信息系统的集成、智能化和自动化机械化。工业互联网和工业4.0总结了过去几十年企业信息化的成就，提出了未来10年企业信息化可以追求的更高层次的目标。目前，主流的工业互联网系统和工业4.0模式已经帮助企业实现网络化、全三维数字平台、相关设计等。我国大多数企业要想实现工业4.0近年来提出的各种假设和功能目标，就必须在工业4.0或工业互联网的指导下，把握企业数字化建设的“补课”。近年来，工业系统开发平台[商务与商务(Business with Business)为传统工业制造企业转变工业互联网模式提供了多种解决方案，积累了行业内无与伦比的丰富经验。为了让更多的人对工业互联网系统有更深的了解，本文总结了工业互联网系统5C架构的四个维度和工业4.0系统的功能。

早在2000年8月，一些美国学者就提出了工业互联网的概念。其基本思想是将复杂的物理设备和网络(包括传感器和软件)构建成一个工业系统整体，集成大数据、机器学习、M2M等。以及使用获得的数据和信息，控制和调整设备以获得优化的结果。最终目标是构建一个企业级的集成工业系统。工业互联网系统是一个综合性的企业信息整体解决方案，包括一套内置的核心技术，必将成为一个综合性的技术范畴。我个人更喜欢工业互联网，而不是工业4.0和工业互联网，因为它清楚地描述了企业网络和全球网络的未来发展。

5层的第一个字母是“c”。底部是智能连接，即工业制造企业所需的所有数据都必须是可访问的。

第二层是转换(Conversion)，即把数据转换成信息，对获得的工业系统数据进行挖掘和分析，以获得对决策有用的信息。

第三层是计算网络层(Cyber)，它是企业信息中心的枢纽。在这一层，从第二层获取的信息与最初设定的期望值进行比较，发现制造企业运营中的问题或机会。

第四层是认知层。从第三层获得的信息以及对资产和设备状况的监控，以直观的方式为决策者提供了关于制造企业当前问题的知识，并使决策者能够做出相应的决策。

第五层是配置层。目的是通过网络空间将决策信息发送到物理空间和相应的子系统，以完成相应设备或工业系统管理调整的实际操作。

图1

工业管理系统5C的架构实际上是一个企业级反馈控制系统，一个包括人，(计算)机器和事物的反馈控制系统。工业管理系统控制对象的当前状态信息，无论是人、机器还是对象，都是通过C1(第一层)获得的。获得后，它被发送到反馈设备C2(第二层)进行数据挖掘和分析。在C3(第三层)比较整个企业情况的实际价值和预期价值。经过比较，获得决策信息C4(第四层)，以指示需要在哪里进行调整或更改。然后控制器C5(第五层)发出指令来控制人、机器和物体。反馈控制是自动控制理论的核心思想之一。只有反馈控制才能达到理想的控制效果。在人、机、物一体化的大系统中，反馈系统的集成和优化设计确实存在许多重要的理论和创新问题。

了解工业互联网系统，尤其是掌握其本质和内涵，对我国企业信息化的发展具有重要意义。工业互联网系统不仅涉及信息技术的各个方面，还涉及许多相关的科学技术领域。世界上没有任何企业能够承担工业互联网的所有研发任务。为此，几个美国信息技术巨头领导了工业互联网联盟的组织。2015年6月，美国工业互联网联盟发布了工业互联网系统参考框架，系统地讨论和研究了工业互联网的构成要素以及各要素之间的相互关系，为工业互联网的系统架构、解决方案架构和应用架构提供了发展指南，具有重要的指导意义。

工业互联网提出了分析系统功能的四个维度，包括业务维度、用户维度、系统功能维度和系统实现维度。它对每个维度进行了详细的需求分析，并研究了必须考虑的基本问题。

工业互联网平台的参考框架将工业互联网系统分为三层:外边缘层、平台层和企业层。工业制造企业所需的所有数据都通过外边缘层进入企业的数据平台，数据在平台层进行转换和分析。在完成一系列操作操作后，决策所需的数据被生成并发送到企业层。企业层收到数据后，根据决策系统设置的规则决定下一步做什么，并将决策产生的控制信息流返回给平台层，平台层对控制流进行分析并将其发送给外部边缘层，包括企业外部的相关企业。在整个过程中，核心部分是数据分析和处理，包括终端数据采集、高级数据处理、决策执行模块、系统输出生成等。各种模型的构建和数据分析计算是数据处理系统的核心。

工业互联网系统涉及许多核心技术。

第一层涉及物联网技术和应用；

第二层使用商业智能和大数据技术；

第三层是云计算技术；

四楼离不开计算科学技术；

第五层是工业系统的网络化自动控制技术。

不难看出，工业互联网系统所需的技术支持实际上概括了当前信息技术发展的几乎所有热点。目前，中国的大数据、云计算和物联网都非常受欢迎。然而，如果这些受欢迎的技术不专注于一个主题并朝着一个共同的方向努力，它们就不会形成竞争优势。

2016年3月2日，工业互联网和工业4.0两个技术平台在瑞士苏黎世连接。双方达成共识，必须实现工业4.0参考架构模型和工业互联网系统架构模型的兼容性和互操作性，这是双方共享全球市场的重要一步。中国也推出了自己的工业互联网架构模式，但总体而言，我们的步伐仍然缓慢。如果我们能走得更快，工业互联网系统中的竞争可能会形成三方对抗。

特别是，涉及许多标准和规范问题。如果我们不参与早期标准的制定，我们将非常被动。中国必须尽快成立团队，推出自己的工业互联网系统“参考架构(IIRA)”，并与“工业4.0平台”和“工业互联网联盟”协调行动，避免被边缘化。