7、物联网、工业物联网与网络物理系统的融合：开启智能新时代

物联网、工业物联网与网络物理系统的融合：开启智能新时代

1. 引言

近年来，随着信息通信技术在工业流程中的深度渗透，物联网（IoT）、工业物联网（IIoT）和网络物理系统（CPS）等新概念应运而生。这些概念之间的相互关系及其融合程度成为了当今科技领域的焦点。

工业物联网的发展源于多种技术及其相互关联。早在20世纪70年代，制造业就开始尝试构建“物”的网络，当时被称为计算机集成制造（CIM）。然而，由于技术和人员准备不足，如IT和通信基础设施不完善、计算能力和数据存储容量有限、数据共享软件工具和格式缺乏开放性以及数据传输的连接性和速率受限等因素，许多CIM项目未能成功。

与此同时，产品数据管理（PDM）作为一种新方法，用于设计工程部门内的网络，连接产品和人力资源数据。PDM技术的出现是因为简单文件系统处理大量产品数据达到了极限。如今，产品配置、工作流程、更新或授权等功能对于大型企业工程部门至关重要，并且对中型企业也越来越重要。产品生命周期管理（PLM）技术的发展，使得数据管理更加透明，而PDM通常被视为PLM的核心，为不同应用提供接口。PDM和PLM也是工业物联网的先决条件，因为工业“事物”需要产品数据进行实际通信。

网络物理系统（CPS）和机电一体化为工业物联网的硬件设计提供了许多思路。机电一体化结合了机械、电子和信息技术，可视为机械学的扩展。而CPS由计算机科学和软件领域的研究人员引入，NASA将其定义为“通过嵌入式软件展现复杂行为的新兴物理系统类”。CPS和机电一体化在自动化和运输领域常被互换使用，但传统上，“机电一体化”更侧重于物理系统和先进软件开发，而CPS更强调软件，且由于与物理环境的时空交互，硬件是软件开发的特殊问题。CPS可定义为网络系统，也可视