工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集、控制센서或제어기，以及移动통신、智能分析等기술不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和자료消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。从적용形式上，工业物联网的적용具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性、和信息互通互联性等特点。

工业物联网IIOT之所以重要，是因为它有助于企业更快更好地做出决策，它带来的变化也与许多企业正在进行的数字转型项目密切相关。

工业物联网IIOT不应该与消费者物联网混淆，但是消费物联网的核心理念与工业物联网IIOT基本相同：使用센서和自动化来提高效率。

根据相关데이터，到2025年，与全球工业物联网的연결数量将达到138亿，其中大中华区的연결数将达到41亿，约占全球市场的1/3。与此同时，根据工业和信息기술部的데이터，中国工业物联网市场的年收入增长率约为25%，2018年超过3000亿元人民币。这表明物联网和工业物联网正迎来一个快速发展的时期。

工业物联网기술的研究是一个跨学科的엔지니어링，它涉及自动化、통신、계산机以及管理科学等领域。

工业物联网的广泛적용需要解决众多关键기술문제。

工业物联网所需기술：

센서기술

价格低廉、性能良好的센서是工业物联网적용的基石，工业物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的센서기술。智能데이터采集기술是센서기술发展的一个新方向。信息的泛在化对工业센서和传感装置提出了更高的要求。具体如，微型化：元器件的微小型化，要求节约자료与能源；智能化：具备自校准、自诊断、自학습、自决策、自适应和自组织等人工智能기술；低功耗与能量获取기술：전원 공급방식为电池、阳光、风、온도、振动等多种방식。

设备兼容기술

大部分情况下，企业会基于现有的工业系统建造工业物联网，如何实现工业物联网中所用的센서能够与原有设备已적용的센서相兼容是工业物联网推广所面临的문제之一。센서的兼容主要指데이터형식的兼容与통신 프로토콜的兼容，兼容关键是표준的统一。目前，工业现场总线네트워크中普遍采用的如Profibus、Modbus프로토콜，已经较好地解决了兼容性문제，大多数工业设备生产厂商基于这些프로토콜개발了各类센서、제어기等。近年来，随着工业无线센서네트워크적용日渐普遍，当前工业无线的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大표준均兼容了IEEE802．15．4无线네트워크프로토콜，并提供了隧道传输机制兼容现有的통신 프로토콜，丰富了工业物联网系统的组成与功能。

네트워크기술

네트워크是构成工业物联网的核心之一，데이터在系统不同的层次之间通过네트워크进行传输。네트워크分为有线네트워크与无线네트워크，有线네트워크一般적용于데이터处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制네트워크中，能提供高速率高带宽的데이터传输通道。工业无线센서네트워크则是一种新兴的利用无线기술进行센서组网以及데이터传输的기술，无线네트워크기술的적용可以使得工业센서的布线成本大大降低，有利于센서功能的扩展，因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。传统的有线네트워크기술较为成熟，在众多场合已得到了적용验证。然而，当无线네트워크기술적용于工业환경时，会面临如下문제：工业现场强电磁干扰、开放的无线환경让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制데이터需要实时传输。相对于有线네트워크，工业无线센서네트워크기술则正处在发展阶段，它解决了传统的无线네트워크기술적용于工业现场환경时的不足，提供了高可靠性、高实时性以及高安全性，主要기술包括：自适应跳频、确实性통신자료调度、无线路由、低开销고정밀时间同步、네트워크分层데이터加密、네트워크异常监视与报警以及设备入网鉴权等。

信息处理기술

工业信息出现爆炸式增长，工业生产过程中产生的大量데이터对于工业物联网来说是一个挑战，如何有效处理、分析、记录这些데이터，提炼出对工业生产有指导性建议的结果，是工业物联网的核心所在，也是难点所在。当前业界大데이터处理기술有很多，如SAP的BW系统在一定程度上解决了大데이터给企业生产运营带来的문제。데이터融合和데이터挖掘기술的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象，通过对환경데이터的分析以及用户行为的建模，可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、환경和状态感知，更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化，以便得出更准确的分析结果。

安全기술

工业物联网安全主要涉及데이터采集安全、네트워크传输安全等过程，信息安全对于企业运营起到关键作用，例如在冶金、煤炭、石油等行业采集데이터需要长时问的连续运行，如何保证在데이터采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网적용于实际生产的前提。 ^[2] 

적용领域

制造业供应链管理

企业利用物联网기술，能及时掌握原材料采购、库存、销售等信息，通过大데이터分析还能预测原材料的价格趋向、供求关系等，有助于完善和优化供应链管理体系，提高供应链效率，降低成本。空中客车通过在供应链体系中적용传感네트워크기술，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。

生产过程工艺优化

工业物联网的泛在感知特性提高了生产线过程检测、实时매개변수采集、材料消耗监测的能力和水平，通过对데이터的分析处理可以实现智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护，提高生产力，降低能源消耗。钢铁企业적용各种센서和통신네트워크，在生产过程中实现了对加工产品的宽度、厚度、온도实时监控，提高了产品质量，优化了生产流程。

生产设备监控管理

利用传感기술对生产设备进行健康监控，可以及时跟踪生产过程中各个工业机器设备的使用情况，通过네트워크把데이터汇聚到设备生产商的데이터分析中心进行处理，能有效地进行机器故障诊断、预测，快速、精确地定位故障原因，提高维护效率，降低维护成本。GEOil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center(综合服务中心)，通过센서和네트워크对设备进行了在线监测和实时监控，并提供了设备维护和故障诊断的솔루션。

环保监测及能源管理

工业物联网与环保设备的融合可以实现对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理环节关键指标的实时监控。在化工、轻工、火电厂等企业布署센서네트워크，不仅可以实时监测企业排污데이터，而且可以通过智能化的데이터报警及时发现排污异常并정지相应的生产过程，防止突发性환경污染事故发生。电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测솔루션。

工业安全生产管理

“安全生产”是现代化工业中的重中之重。工业物联网기술通过把센서安装到矿山设备、油气管道、矿工设备等危险作业환경中，可以实时监测作业人员、设备机器以及周边환경等方面的安全状态信息，全方位获取生产환경中的安全要素，将现有的네트워크监管平台提升为系统、开放、多元的综合네트워크监管平台，有效保障了工业生产安全。 

工业物联网IIOT的적용

如果把物联网在工业行业里的적용抽象出来，我们可以总结为四个层次：

데이터的采集与展示、基础的데이터分析与管理、深度데이터分析与적용、工业控制。

▶데이터采集与展示：主要是将工业设备센서上采集到的데이터信息传输到클라우드 플랫폼，并用可视化的방식将데이터呈现出来。

▶基础데이터分析与管理：偏向于通用分析도구的阶段，不涉及基于垂直领域深入行业知识的데이터分析，基于클라우드 플랫폼采集到的设备데이터，并产生一些SaaS적용，比如设备性能指标异常的告警、故障代码查询、故障原因的关联分析等。基于这些데이터分析结果，也会有一些通用的设备管理功能，像设备的开关机、调整状态、远程锁机及解锁等，这些管理적용根据具体的领域需求而不同。

▶深度데이터分析与적용：深度的데이터分析，则涉及到具体领域的行业知识，需要特定领域的行业专家来实施，具体根据设备的领域和特性建立데이터分析模型。

▶工业控制：工业物联网的目的就是能对工业过程实施精准控制。基于前述센서데이터的采集、展示、建模、分析、적용等过程，在云端形成决策，并转换成工业设备可以理解的控制指令，对工业设备进行操作，实现工业设备자료之间的精准的信息交互和高效协作。

工业领域包括众多垂直行业，每个行业的特性差异巨大，物联网与每个行业的结合，也都要根据行业自身特性来调整。虽然目前主要是由大型企业采用，但随着硬件和服务价格的下降，它可能会被更广泛地采用。

5G是工业物联网IIoT的最佳拍档

IIoT仍主要处于试验和试点阶段，只有少数大型制造商进行了大量投资。随着센서变得更小巧和廉价，特别是5G네트워크更加普及后，5G大带宽、低时延、广覆盖的特点，使得一些传统4G네트워크无法实现的工业互联网시나리오在5G时代将成为可能，人们对IIoT的兴趣可能会继续增长。

例如，在港口码头，钢铁吊臂在码头和船只之间转移和装载大型货物，需要将时延、精度误差降低最低，同时能够第一时间察觉异常情况并在边缘侧迅速响应，这在过去只能是一种想象。又如，高温高危的钢铁厂亟需实现无人操作，且能将上千度的钢水瞬间精确倾倒，其时延需要低至数毫秒，这在4G时代也是天方夜谭。

您可能会有疑问：既然上述시나리오对네트워크时延和稳定性提出如此严苛的要求，那么为什么不采用稳定高速的有线방식？事实上，有线방식看似简单易行，实则문제重重。因为有线네트워크部署相对复杂，后续업그레이드改造也涉及大量工作；而且有线네트워크的使用是条件限制的，而工业物联网환경复杂多样，有线네트워크并非能够布放到任何有需求的地方。相对而言，以5G为代表的无线네트워크是更加经济高效的연결방식。

工业领域的设备投入巨大，无论是机床、生产线，还是机械设备，生产过程中的故障导致的停工，往往会影响整条生产线，甚至整个产品交付周期。

为确保稳定性，工业领域的控制系统还是以本地为主，部署大量的硬件和软件系统。这一方面，导致整个控制系统非常复杂投入巨大，另一方面，也限制了系统的灵活性和可扩展性。在消费者需求日新月异的今天，生产系统的更新跟不上消费者需求的变化，也会导致错失很多新的机会。

此外，当前的移动통신系统在工业物联网领域的적용涉及并不深入，虽然4G在网速上已经有很大的提升，能满足用户随时观看视频的需求，但네트워크的可靠性和时延都还有很大的提升空间，并不能满足工业시나리오的要求。

4G在工业시나리오的적용，更多是在对实时性要求不高的시나리오里，作为데이터上传到云端的一种방식。比如工厂里的机床设备，每5-10秒钟会采集一次데이터，这些데이터汇总一般会汇集到一个统一的终端，由终端通过4G보내기到클라우드 플랫폼。

工业领域对통신系统的这些需求，5G的기술표준可以很好的满足，极低的时延，保证了工业领域实时监测和控制的要求；高可靠的네트워크质量，确保了工业系统对稳定性的要求；大带宽则可以实现高清3D视频，甚至AR的传输，在远程操控领域大幅提高了操作精度。

对于工业领域来说，高可靠低时延的통신系统可以说是至关重要。一直以来工业物联网的적용只能停留在表层的데이터采集展示和由此延伸出来的一些管理功能，很难涉及到工业系统的控制等核心领域，其中통신系统的稳定性和延时达不到要求是其中主要的制约因素。

在研究机构看来，IIoT的潜力不可限量。根据GSMA Intelligence发布的보고서，未来电信行业5G与物联网的市场机会更多依赖于企业，而非个人用户。从物联网的角度来看，尽管目前消费电子产品和스마트 홈等시나리오是物联网的主力，然而未来企业市场的潜力不可限量。从制造业到电力行业，5G和物联网将创造新的机会，满足多种多样的企业需求。