工业互联网参考架构（IIRA）概述

 一、背景

工业互联网是机器、物品、控制系统、信息系统、人之间互联的网络，为智能制造提供信息感知、传输、分析、反馈、控制支撑。美国工业互联网联盟(IIC)由GE联合AT&T、思科、IBM和英特尔于2014年3月发起，由对象管理组织(OMG)管理。工业互联网要实现技术创新、互联互通、系统安全和产业提升均离不开标准化的引领。2015年6月，IIC发布工业互联网参考架构IIRA (Industrial Internet ReferenceArchiteture)。在工业领域建立新物联网能力的过程中，工业互联网参考架构(IIRA)是重要的第一步，将帮助开发者更快反应。借助IIRA可以创造新方法来组织工业应用，从设计主导向实用主导转变。IIRA为工业互联网系统的各要素及相互关系提供了通用语言，在通用语言的帮助下，开发者可为系统选取所需要素，从而更快地交付系统实现。

二、工业互联网参考架构(IIRA)

IIC发布的参考架构(IIRA)包括商业视角、使用视角、功能视角和实现视角四个层级(采纳自ISO/IEC/IEEE 42010：2011)，并论述了系统安全、信息安全、弹性、互操作性、连接性、数据管理、高级数据分析、智能控制、动态组合九大系统特性。

(一)工业互联网四层视角

1、商业视角。从商业视角来看，在企业中建立工业互联网系统之后，利益相关者的企业愿景、价值观和企业目标被更多聚焦。它进一步明确了工业互联网系统如何通过映射基本的系统功能去达到既定目标。这些问题都是以企业为主体，特定的企业决策者、产品经理和系统工程师会对此产生兴趣，如果将商业实现与复杂系统流程对接。

2、使用视角。使用视角指出系统预期使用的一些问题，它通常表示为涉及在最终实现其基本系统功能的人或逻辑用户活动序列。这些问题通常牵涉到系统工程师、产品经理和其他利益相关者，包括参与到工业互联网系统规范制定和代表最终使用用户的人。

3、功能视角。功能视角聚焦工业互联网系统里的功能元件，包括他们的相互关系、结构、相互之间接口与交互，以及与环境外部的相互作用，来支撑整个系统的使用活动。该视角确定了商业、运营、信息、应用和控制五大功能领域，对系统组件建筑师、开发商和集成商有强大的吸引力。

4、实现视角。实现视角主要关注功能部件之间通信方案与生命周期所需要的技术问题。这些功能部件通过活动来实现协调并支持系统能力。此视角所关注的问题与系统组件工程师、开发商、集成商和系统运营商有密切联系。

(二)工业互联网系统特性

1、系统安全。系统安全是系统运转的主要核心问题，单个组件的安全不能保证整个系统的安全，缺乏系统行为预测前提下很难预警系统安全问题。

2、信息安全。为了解决工业互联网中的安全、信任与隐私问题，必须保障系统端到端信息安全。

3、弹性。弹性系统需要有容错、自我配置、自我修复、自我组织与计算的自主计算概念。

4、互操作性。工业互联网系统由不同厂商和组织的不同组件装配而成，这些组件需确保基于兼容通信协议的相互通信功能，基于共同概念模型互相交换与解释信息，基于交互方期望在重组方式下相互作用。

5、连接性。无处不在的连接是工业互联网系统运行的关键基础技术之一，针对系统内的分布式工业传感器、控制器、设备、网关和其他子系统，有必要定义新的连接性功能层模型。

6、数据管理。工业互联网系统数据管理包含涉及从使用角度考虑的任务角色和从功能角度看的功能功能组件的具体协调活动，如数据分析、发布与订阅、查询、存储与检索、集成、描述和呈现、数据框架和权限管理。

7、高级数据分析。分析与先进的数据处理过程将来自传感器的数据进行转换与分析，从而提取能提供特定功能的有效信息，给运营商有见地的建议，支持实时业务与运营决策。

8、智能控制。智能控制提出相关的概念模型，并就如何建立智能弹性控制提出关键的概念。

9、动态组合。工业互联网系统需要对各种来源的分散组件进行安全、稳定和可扩展组合。这些组合通常基于不同协议，提供可靠地端到端服务。

总体来说，工业互联网参考架构(IIRA)将现存的和新兴的标准统一在相同的结构中，与此同时，IIC正建立垂直领域应用案例分类表，在参考架构下体系化推进应用。