前言

发现一个CSDN博客，写得太好了，希望随时回来复习一下，遂转载。来自《什么是工业物联网》。

正文

历史上，工业自动化和控制系统（IACS）很大程度上与传统的数字网络（如企业ICT环境）隔离。在需要连接的地方，采用了分区架构，使用防火墙（Firewall）和非军事化区域（DMZ）来保护核心控制系统组件。物联网（IoT）技术的采用和部署正在导致IACS的架构变化，包括与工业系统的更大连接。本文回顾了工业物联网（IIoT）的含义以及与信息物理系统和工业4.0等概念的关系。可用于在研究系统架构和分析安全威胁和漏洞时枚举和描述工业物联网设备。

1. 工业自动化与物联网

工业自动化和控制系统（IACS，Industrial Automation and Control Systems)的概念已经确立。这些系统通常被称为操作技术（OT），应用于包括制造、运输和公共事业在内的不同行业，有时也被称为信息物理系统（CPS）。自物联网（IoT）术语于1999年首次使用以来，它已被应用于消费者、家庭、商业和工业设置的连接设备。虽然有大量的文献试图定义物联网、它的用途和它的典型组件，但很少清楚地表明这些如何应用于工业环境。

由于目前物联网的定义总是暗示着与系统的高层架构类似的方法，因此普遍使用物联网术语来指代数字技术在工业中的使用是没有帮助的，因为它妨碍了对替代系统架构的分析，包括数据或信息处理的位置和性质，以及相关的性能和安全问题。本文的目的是改进工业物联网（IIoT）的现有定义，并提出工业物联网组件的框架，作为分析物联网技术在工业环境中的使用和部署的基础。在这项研究中，我们的目标是建立一个框架，使我们能够分析工业物联网设备的性质和它们的用途，并将其作为这些设备的脆弱性和威胁分析过程的一部分。通过系统地描述设备的特性，我们预计能够分析横切的威胁和漏洞，并识别在关注所采用的技术或行业特定问题时可能被掩盖的模式。

在研究工业物联网的过程中，我们查阅了大量的学术文献，并发现当将搜索词组合在一起时：（工业机器或工业系统）和互联网或（工业互联网）和机器，以下是最常见的搜索词：网络物理系统（CPS）、工业控制系统（ICS）、监控和数据采集（SCADA）以及工业互联网。虽然不是一个详尽的列表，但它确实代表了在学术和相关的非学术文献（如白皮书和企业博客）中最常用的术语。在本节的其余部分中，我们将定义工业4.0，并在继续发展工业互联网的定义和分类之前回顾上述术语。

1.1 第四次工业革命

前三次工业革命的特点是：分别由依靠水和蒸汽动力的机械生产、大规模劳动力和电能的使用以及电子、自动化生产的使用驱动。虽然第四次工业革命（工业4.0）最初是在2011年提出的，以发展德国经济为目标。这场革命的特点是，它依赖于CPS的使用，CPS能够相互通信，并做出自主、去中心化的决策，以提高工业效率、生产率、安全性和透明度。

在德国提出的工业4.0概念和起源于美国的工业互联网概念之间有相当多的重叠。后者的定义现在包括了企业和个人的变化：“工业互联网是物联网、机器联网、计算机联网和人联网，利用先进的数据分析实现智能工业运营，以获得具有变革性的商业成果，它正在重新定义企业和个人的前景。”

工业4.0在其英语同源词中，作者将其视为工业互联网的同义词，其定义是：我们对工业4.0的定义如下：工业4.0是一个技术和价值链组织概念的集合术语。在工业4.0的模块化结构智能工厂中，CPS监控物理过程，创建物理世界的虚拟副本，并进行分散决策。通过物联网，CPS之间和人类之间可以进行实时的交流和合作。通过IoS（Internet of Service），价值链的参与者可以提供内部和跨组织的服务。

1.2 信息物理融合系统（CPS）

虽然有很多CPS的定义，本文使用：”一个系统由一组相互作用的物理和数字组件，这可能是集中或者分布式，提供传感、控制、计算和网络功能，影响结果通过物理过程在现实世界中。“

CPS与更传统的信息和通信系统（IT或ICT）的区别在于它们与物理世界交互的实时特性。虽然CPS和ICT系统都处理数据和/或信息，但CPS的重点是物理过程的控制。CPS使用传感器接收信息，包括测量、物理参数和执行器，以控制物理过程。CPS通常涉及很大程度的自主性。例如，CPS通常有能力决定是否改变执行器的状态，或吸引人类操作员的注意力（alarm），以感知环境的某些特征。

1.3 工业自动化控制系统（IACS）

IACS或ICS是一个集合术语，通常用来描述不同类型的控制系统和相关仪器，包括用于操作和/或自动工业化过程的设备、系统、网络和控制。美国和欧洲权威机构对ICS的描述分别为：（权威机构？）

最初，ICS与传统信息技术（IT）系统几乎没有相似之处，因为ICS是使用专用硬件和软件运行专有控制协议（Protocol）的隔离系统。许多ICS组件处于物理安全区域，这些组件没有连接到IT网络或系统。广泛使用的、低成本的互联网协议（IP）设备正在取代专有解决方案（ICS专有Protocol将被取代？）。
今天的ICS产品大多基于标准的嵌入式系统平台，应用于各种设备，如路由器或电缆调制解调器，它们经常使用商业现成的软件和指挥控制网络和系统，旨在支持工业过程。ICS最大的子组是SCADA。

1.4 监控与数据采集（SCADA）

SCADA可以简单的理解为：

系统允许操作员，在一个中央位置，一个广泛分布的过程，比如一个石油和天然气领域、管道系统、水力发电，使设定值变化对遥远的过程控制器产生物理影响，比如打开或关闭阀门或交换机、监控警报、并收集测量信息
类似于分布式系统，但子控制系统在地理上分散在较大的区域，并使用远程终端服务器访问。分布式控制系统（DCS）是以恶搞监控控制系统，通常控制和监控分布在整个工厂的字控制器的设定值。
SCADA应用程序由两个元素组成：你想监控和控制的过程/系统/机器，可以采取电厂、供水系统、网络或者交通灯的形式；以及通过传感器和控制输出与第一系统接口的只能设备网络。该网络是平台系统，提供了测量和控制第一个系统特定元素的能力。

[这段原文说的什么东西？] SCADA的性质导致了它被考虑是否构成工业物联网生态系统的一部分。例如，在IIoT中对SCADA系统取证分析的讨论，与认为SCADA只是IIoT的前身的观点形成了鲜明的对比，特别是在SCADA系统已经发展到可以连接互联网，但却不具备IIoT中的分析和连接级别的情况下。

1.5 工业因特网（互联网）

工业互联网的概念首先由通用电气公司（GE）提出，并描述为：工业互联网的定义包括两个关键部分——工业机器传感器和执行器与本地加工和互联网的连接：即与其他能够独立产生价值的重要工业网络的连接。消费者/社交互联网（我们平常的互联网）和工业互联网之间的主要区别在于如何创造价值以及创造多少价值。对于消费者/社交网络而言，广告创造了大部分的价值。

虽然在这两种情况下，Internet（互联网）的功能都是提供广域网，但上述描述清楚地将Internet和工业Internet区分开来。最近，工业互联网被定义为：运营效率和创新的源泉，是技术发展的一个令人信服的结果。这些部分的综合使工业互联网成为实体世界和数字世界的紧密结合。工业互联网使企业能够使用传感器、软件、机器利用机器学习和其他技术来收集和分析来自物理对象或者其他大型数据流的数据，然后使用这些分析的结果来管理运营，甚至在某些情况下，还可以提供新的增值服务。从这个定义，很显然作者认为工业网络的一个关键组件是分析数据的能力，它们声称大数据分析是工业的基础网络，收集和分析数据的愿望是工业4.0的一个共同特征。

2. 工业物联网（IIoT）

2.1 物联网的定义

虽然物联网的定义很多，但那些与工业应用相关的定义明确了嵌入到普通对象中的智能组件的种类，以便这些对象可以算作物联网设备，并构成信息物理系统（CPS）的组成部分。三个相关的定义是是：

[这段原文说的什么东西？] 物联网的定义是一批基础设施，连接连接的对象和允许他们的管理，数据挖掘和数据访问他们生成传感器连接对象和执行机构以此执行一个特定的函数能够与其他设备通信
物联网这个术语泛指网络连接和计算能力的扩展，包括通常不被认为是计算机的对象、设备、传感器和物品。这些智能对象在生成、交换和使用数据时只需要极少的人工干预；它们通常具有与远程数据收集、分析和管理功能的连接
物联网代表了一个场景，每个物体或事物都嵌入了一个传感器，并能够自动与环境中的其他物体或者自动化系统通信其状态。每个对象代表虚拟网络中的一个节点，不断地传输关于自身和周围环境的大量数据

2.2 工业物联网的定义

在此基础上，工业物联网的初始定义可能是：在工业环境中某些物联网技术，在网络物理系统中使用某些类型的智能对象，以促进工业特有的目标。例如，在文献搜索中可以找到类似的简单定义：工业物联网（IIoT）是将物联网技术（IoT）用于制造，工业互联网是物联网工业应用的简称，也被称为工业物联网。

然而，这样一个简单的概念对于我们在文中的目的来说是不够的。我们需要一些实质性的东西和一个精确的概念来告知我们所提议的工业物联网框架。这个简单的概念确实为工业物联网的定义提供了模板，因为它正确地试图通过两个基本特征来定义工业物联网：(a)在工业物联网环境中使用的技术种类与(b)这些技术的独特目标和目的。我们需要一个具有这种结构的定义，但它能让我们对(a)和(b)进行更深入的展开。

对简单定义进行递增改进的定义是“工业互联网或工业物联网（IIoT）是为比智能手机和无线设备更大的'东西'而设计的。它的目标是通过网络将引擎、电网和传感器等工业资产连接到云上。”这个定义超越了简单的概念，它明确表示在工业物联网环境中被视为连接的是工业资产，并且它告诉了我们一些关于该连接的性质的信息：相关资产通过网络连接到云。

第二个更详细的定义是：工业物联网是由通信软件连接的众多设备组成的。由此产生的系统，甚至包括其中的单个设备，都可以监控、收集、交换、分析信息，并且立即对信息采取行动，从而智能地改变它们的行为或它们的环境，而无需人工干预。不可否认的是，这一模糊定义的主要优势在于，它明确了工业物联网设备的功能：监测、收集、交换和分析信息，从而使它们能够改变自己的行为，或指示其他设备这样做，而无需人工干预。

许多用德语写作的研究人员提供了一系列工业物联网的定义，这些定义共同关注在工业物联网环境中投入运行的技术种类，以及它们在这些环境中被使用的方式。据建议，工业物联网的一个核心要素是其在工业环境中对已升级为CPS的对象、系统和机械的依赖，以便以自主的方式引导产品和服务通过供应链和价值链。另一个观点是，工业物联网不仅依赖CPS，还依赖嵌入式系统、云计算、边缘计算、与智能工厂相关的通用技术和相关软件。另一个深入的观点与工业物联网技术的目标和目的有关，它认为工业物联网技术不应该仅仅实现自主生产，还应该向用户、消费者和其他流程提供实时信息。前文中揭示了各种工艺流程利用作为IIoT的一部分，以及如何应用这些过程在促进相互产业的价值的同时也使它显示IIoT技术是如何连接到其他功能的工业技术，例如智能工厂和服务互联网（即物即服务，例如电力即服务或者移动性即服务）。

我们现在能够提供我们自己的工业物联网定义。它的结构与我们开始时的简单概念相同：工业物联网的定义取决于组成它的技术种类，以及这些技术的独特用途，但与简单概念相比，它构建了更多的细节。工业互联网是由网络化的智能对象、信息物理资产、相关的通用信息技术和可选的云或边缘计算平台组成的系统

总结

本文大致介绍了一下工业互联网，和与其相关的一些术语。

其实还不错，就是感觉不像是原创，也没有给出原创的地址，有些地方实在是不好理解。

P.S.: 据我观察应该是从某个外网转载的文章，因为有些语言实在不像是中文，太奇怪了，作为一个中文母语者，看了半天我没读懂：

比如“SCADA应用程序由两个元素组成:你想监控和控制的过程/系统/机器，可以采取电厂、供水系统、网络或交通灯系统的形式;以及通过传感器和控制输出与第一系统接口的智能设备网络。该网络是平台系统，提供了测量和控制第一个系统的特定元素的能力”，
又比如“SCADA的性质导致了关于它是否构成工业物联网生态系统的一部分的相互矛盾的观点。”，
和比如“物联网(Internet of Things)和物联网(IoT)这两个术语泛指网络连接和计算能力的扩展，”。