傳統制造業正在經歷著前所未有的轉型，物聯網、云計算、大數據分析，作為工業物聯網和智能制造的核心技術，正在從各個方面改變著工業行業，包括產品的設計、運營、維護，以及供應鏈管理。通常，即使工廠里采用了以太網聯網設備、MES和SCADA系統，大部分硬件設備還是沒有接入網絡，或僅單向輸出信息。隨著工業物聯網的推進，傳統制造企業更需要主動地去嘗試和采用新的自動化技術來迎合多變的市場環境和客戶需求。

1. 工業物聯網實現的五個環節和兩大階段

IHS Markit將傳統制造工廠轉化為真正的工業物聯網工廠的過程劃分為五環節，如圖1。

第一階段是實現“機器與機器對話”，即現場設備的聯網和底層數據的采集兩個環節。在企業能夠進行數據分析、建立模型之前，工廠內的軟硬件基礎設施還有很多準備工作要做。首先，工廠的機器都能夠與工廠內和其他遠程地點的所有其他機器和設備互相通信，并進行大量的數據交換，這是所有后續環節的基礎。

目前，大部分企業仍處于這個階段，實現現場設備互通互聯，同時確保數據和信息溝通的準確性、可靠性、完整性和及時性，這是工業物聯網的基礎，也是工業企業要首先解決的問題。在很多工廠中，已有的自動化設備，比如驅動器、傳感器、控制器、儀表等都已經使用多年，甚至十幾年，企業用戶不會推倒重來用新設備來替代已有設備，而都會在不影響生產的前提下，擴充已有設備的通信能力。然而，已有設備來自不同的制造商，并沒有采用統一的通訊協議，需要采用協議轉換設備對原有設備和產線進行改造，實現設備之間的無縫通信，比如支持不同協議的高級HMI、協議轉換器，或其他自動化產品，連接這些采用不同專用通信協議的設備。

根據IHS Markit最新數據，全球聯網自動化設備的聯網數量在2017年已經達到950億個，其在2017至2021年的年復合增長率會保持在11.6%。IO-Link sensor和IO-Link master市場的快速增長也能反映將現場層信息可視化的旺盛需求。IHS Markit預測IO-Link聯網節點數在2017至2021年這5年期間將以25.7%的年復合增長率增長。

第二階段是實現數據的價值輸出，包括第三、第四和第五環節，即數據的存取、分析和價值輸出。對企業而言，在解決了如何搜集數據的問題后，數據的存取和利用是接下來更為重要的問題。客觀來看，工業企業內部的業務邏輯并沒有標準化，自動化水平也不同，并不能用一套通用軟件平臺來解決每家企業的問題，都需要定制化的軟件開發，這也需要工業企業用戶有更多的資金投入。目前，我們能看到幾乎所有工業技術廠商都已經推出了自己的工業物聯網解決平臺，比如IBM有Waston，GE有Predix，Schneider有EcoStruxure，Honeywell也有了Sentience。

在該階段，如何解決工業物聯網安全問題，如何合理利用機器學習和人工智能技術，怎么使用邊緣計算和云計算，以及怎樣發揮移動設備在工業物聯網中的積極作用都將成為行業更為關注的話題。

2. 網絡安全是工業物聯網實施的一大困擾

舉個例子，比如OEM廠商提供的質保內容正在發生變化，所提供的質保內容由過去的“一年內可以更換故障配件”，過渡到“保證設備可以一年中正常運行的時間”，如果設備出現問題，OEM廠商需要在規定的時間內響應。但前提條件是OEM廠商能夠實時地、安全地連接進入工業控制網絡，查看相關數據。工業網絡會越來越開放，與IT網絡進行融合，與此同時，網絡安全問題將更為凸顯。IT系統所受到的任何威脅都會對OT系統造成嚴重的影響。安全問題已經成為投資工業物聯網的一大障礙。近年來發生的黑客入侵電力公司網絡，阻斷電力供應，劫持工業控制設備，篡改PLC中的程序和數據，造成產線停產的事件大大提升了工業企業用戶對工業物聯網安全的關注度。

雖然自動化設備制造商已經在硬件產品和軟件平臺中都增加了網絡安全措施，比如在PLC和I/O模塊產品中增加了SSL/TLS加密。但距離終端用戶能夠廣泛接受，并使用智慧熱網系統平臺來采集、監控、處理和存儲各種數據和信息，還有很長的路要走。此外，擴充現有OT系統的網絡安防能力所需的成本和培養訓練有素的人員的投入也是不可忽視的因素。根據IHS Markit的研究，實施物聯網方案擔憂的主要問題是網絡安全和隱私保護，其次是項目的實施成本和其復雜性。