第四次工业革命已经进行一段时间了。人们也将其称之为数字化转型、工业4.0或者智能制造等。无论名称如何，这场革命所带来的新技术，都切切实实的带来了经济效益，并推动了全球制造业的蓬勃发展。
大多数制造公司已经、或计划在不久的将来开展某种工业4.0项目。工业物联网(IIoT)、人工智能(AI)、增强/虚拟现实(AR/VR)、数字化双胞胎、云和边缘计算等等，都是工业4.0的一部分，但也许它们都没有工业物联网重要。
对很多人来说，智能制造和工业物联网几乎是同义词。在谈到智能制造时，人们可能会立即开始谈论IIoT。在大多数智能制造解决方案中，IIoT都是无处不在。
将工业物联网与自动化和其它工厂系统集成时，网络安全是一个重要的考虑因素。
智能制造的智能优势
IIoT的最大优势之一是它可以为广泛的智能制造解决方案奠定基础。机器学习(ML)、AI、大数据、分析、制造执行系统(MES)、企业资源规划(ERP)、数字线程和许多其它应用，都可以建立在IIoT的基础上。
IIoT的另一大优势，是它可以利用和扩展现有技术。机器对机器通信、传感器和传感器数据、甚至自动化和控制系统都是IIoT的组成部分，已经存在很长时间了。以至于有人说IIoT根本就不是什么新鲜事物。
IIoT还与MES和ERP等信息系统相关联，执行交易、提供数据、推动分析并支持实时可见性。最后，IIoT的真正优势是上述各项的整合。它提供了一个支持众多IIoT应用的通信平台。它利用并最大化现有技术，将其作为补充而不是竞争解决方案。它与大多数公司现有的大型信息系统相关联。
基本功能：作为中间件的IIoT
在基础层面，工业物联网是桥梁，在设备、机器、控制器、数据库、信息系统和人员之间提供通信主干道。IIoT的基本功能是监控、管理和维护连接的设备和机器。IIoT还支持将大量数据（例如传感器数据）以近实时地方式传输到需要它的系统和应用。
这意味着IIoT是部署在边缘的几乎所有组件（如传感器、设备、机器和控制器）与所有面向用户的应用程序（如人机界面、MES、ERP、企业制造智能（EMI）和分析）之间的基础接口或中间件。
许多IIoT平台和解决方案不仅仅是接口或中间件的基础，还可以提供数据收集、聚合、可视化和分析等非常复杂的功能。同样，一些IIoT平台还提供报警和通知解决方案、MES和ERP的内置接口、数据发布功能以及仪表板、分析和报告工具。
一些IIoT平台提供的最新功能之一，是将各种传感器、设备、机器和控制器数据及其情境数据，发布到几乎任何外部系统以进行分析。这些功能通常独立于应用和系统，并且通常允许异步的、基于消息的事件处理和发布。所有这一切，都使其成为获取所需数据的绝佳解决方案，而无需不断轮询数据以寻找变化。
具有AI的智能对象
一些IIoT平台推出的另一个新功能是智能AI对象。智能AI对象用于封装制造和机器运营的关键元素，例如配方、配置、工具和状态等，并将这些智能AI对象构建到基于对象的AI数据模型中。然后，这个模型成为整个IIoT的通用模型，在需要数据的地方使用和重新使用这些智能AI对象。
IIoT允许在任何需要的地方，查看和使用智能AI对象。IIoT使用智能AI对象来收集并保存来自机器的情境数据。由于IIoT和其它系统会发现并使用智能AI对象，因此可以在IIoT的任何位置创建或更改它们的情境数据。借助此功能，边缘计算解决方案变得更加实用且更易于与云集成。毕竟，数据已经封装在智能AI对象中，可以通过IIoT获得这些数据。
IIoT有助于发现智能AI对象以及与其关联的数据集，合并其底层组织模型，使用底层数据，并将智能AI对象、数据模型和数据提供给需要它们的任何事物或任何人，而所有这一切都是实时的。
互补的IIoT技术
不少人认为IIoT可以取代HMI、监控和数据采集(SCADA)系统、自动化、控制、MES，甚至可能取代ERP的一部分。其实不是这样的。IIoT并非旨在取代这些系统。IIoT与它们不是竞争关系，而是互补的。它利用现有技术，在它们的基础上进行构建，并提供任何一个平台都无法实现的协同功能。
IIoT与这些其它应用（尤其是信息系统）互补的原因之一是整体环境。要充分理解和分析数据，并找到特定工况的根本原因，需要全面了解情境数据。
虽然情境数据是IIoT的优势之一，但它自己无法提供完整的情境信息。无论是订单信息、客户信息、发货或接收信息、质量信息，甚至是销售信息，IIoT都没有。制造商需要诸如MES和ERP之类的信息系统来补充IIoT，从而为任何制造事件提供完整的情境数据。
IIoT：非闭环控制
IIoT具有互补性的另一个原因，是它并不是真正为优化而设计的。尽管具有这些优势，但它并不能解决所有问题——仍然需要MES和ERP，对于自动化和控制系统也是如此。IIoT并不是为了提供闭环控制而设计的，而在制造业中仍然需要、而且是永远需要闭环控制。IIoT提供了其它任何地方都没有的数据和情境信息，使自动化和控制系统能够比以往任何时候都能更好地执行任务。
自动化和控制系统以及设计人员，可以专注于更高级别的功能，例如从头到尾协调整个制造过程。他们还可以进一步优化流程，而不必担心传感器、设备、机器和通信。这就是IIoT的终极力量——使自动化和控制变得更强大。这就是为什么自动化和控制与IIoT是互补而不是竞争关系的原因。
IIoT为传感器、设备、机器和工业控制器提供通信主干。它是各种应用的基础。它利用和扩展现有技术，最大限度地提高技术的价值和寿命。IIoT通过提供来自传感器、设备、机器和控制器的数据并提供情境数据，来补充MES和ERP等信息系统。也许最重要的是，IIoT完善了自动化和控制系统。
制造系统的集成
即使拥有IIoT的所有优势，制造商也必须与现有系统整合得当，才能充分实现所有好处。这些优势具有显著的协同效应，提供了自身无法实现的能力。
将IIoT、信息系统以及自动化和控制系统全部整合起来，就形成了一个非常强大的解决方案。如果使用得当，它可以产生积极影响，使业务部门能够做以前不可能做的事情，同时为制造企业提供可衡量的、切实的利益。（作者：John Clemons）