由于AI可以管理從IIoT生成的大量數(shù)據(jù)，它的底層架構(gòu)必須加強(qiáng)安全性，并增強(qiáng)IIoT設(shè)計(jì)者對(duì)未來(lái)部署的可見(jiàn)性。

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雖然工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)正在迅速成熟，但通常與人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)工具有著密切的聯(lián)系，它們可以管理數(shù)據(jù)流。這帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)，包括連接性、安全性、存儲(chǔ)和建模需求。IIoT設(shè)備和更大規(guī)模部署的設(shè)計(jì)者必須為這些領(lǐng)域的變化構(gòu)建應(yīng)急機(jī)制，否則可能會(huì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

雖然IIoT正在逐漸成熟，但整個(gè)市場(chǎng)仍有許多挑戰(zhàn)需要克服。其中一些挑戰(zhàn)是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)營(yíng)的技術(shù)障礙，如連接標(biāo)準(zhǔn)和電池技術(shù)，但情況甚至比這更為廣泛。IIoT的世界不僅要求物聯(lián)網(wǎng)硬件在所有環(huán)境中可靠、高效地運(yùn)行，而且還依賴于支持網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)。其結(jié)果是，IIoT的部署不能被視為孤立的技術(shù)升級(jí)或生產(chǎn)力驅(qū)動(dòng)，而是高度互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)廣泛的變量敏感，特別是在人工智能不斷發(fā)展的情況下。

真實(shí)世界的AI

盡管AI以概念形式存在已久，但將原理引入現(xiàn)實(shí)世界已被證明是一項(xiàng)復(fù)雜的業(yè)務(wù)。但對(duì)于許多潛在的IIoT應(yīng)用而言，這是必不可少的。監(jiān)視來(lái)自微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)數(shù)據(jù)流、檢測(cè)異常和發(fā)現(xiàn)模式(可以將其標(biāo)記為進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)或提高效率)是IIoT的重要組成部分。如果沒(méi)有它，生成的大量數(shù)據(jù)就是噪音。

例如，一輛全自動(dòng)的人工智能汽車每行駛8小時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大約40TB的數(shù)據(jù)，這個(gè)驚人的數(shù)據(jù)量使得任何人工分析都無(wú)法進(jìn)行。這對(duì)IIoT和AI設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn) - 確保建模和訓(xùn)練數(shù)據(jù)集在部署之前是高度精確的，并且經(jīng)過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

網(wǎng)絡(luò)方面的考慮

傳輸和接收由IIoT生成的、需要人工智能進(jìn)行分析的大量數(shù)據(jù)本身就帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)，這導(dǎo)致了“邊緣人工智能(Edge AI)”的發(fā)展，在給網(wǎng)絡(luò)增加負(fù)擔(dān)之前，在設(shè)備上處理盡可能多的數(shù)據(jù)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)包含了一系列令人眼花繚亂的現(xiàn)有可能性，從Wi-Fi到4G、光纖到新頻譜、low-lower LoRa網(wǎng)絡(luò)和NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)都是設(shè)計(jì)來(lái)與5G一起運(yùn)行的。管理這些網(wǎng)絡(luò)中不可避免的中斷和延遲肯定是一項(xiàng)持續(xù)的挑戰(zhàn)，這可能會(huì)被mesh風(fēng)格的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所克服。但是，即使是這些也可能會(huì)失敗，特別是在IIoT場(chǎng)景中，在這種場(chǎng)景中可能并不總是可以避免單點(diǎn)故障。

數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

自動(dòng)駕駛的人工智能汽車處于更高的等級(jí)，它不僅攜帶大量不同的傳感器來(lái)檢測(cè)其他車輛、危險(xiǎn)和人，要求對(duì)突然出現(xiàn)的障礙等刺激做出即時(shí)反應(yīng)，而且還具有自成一體和移動(dòng)功能。但是，這些需求的組合也與大多數(shù)IIoT場(chǎng)景相關(guān)。例如，用于檢測(cè)工廠機(jī)械振動(dòng)的聲學(xué)傳感器需要能夠?qū)ν蝗坏母┭鲎兓龀龇浅Ｑ杆俚捻憫?yīng)，否則者會(huì)導(dǎo)致一臺(tái)昂貴的機(jī)器損壞。大多數(shù)IIoT場(chǎng)景將包括多種傳感器類型，以過(guò)濾誤報(bào)，更先進(jìn)的應(yīng)用還將涉及某種程度的冗余。

數(shù)據(jù)安全

可以說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，確保操作、個(gè)人或?qū)徲?jì)數(shù)據(jù)不被泄露。雖然對(duì)于大多數(shù)IIoT場(chǎng)景而言，個(gè)人/客戶數(shù)據(jù)可能不是問(wèn)題，但出于商業(yè)動(dòng)機(jī)的攻擊獲取或破壞操作或?qū)徲?jì)數(shù)據(jù)的可能性很大。

任何設(shè)備所有者或企業(yè)IT團(tuán)隊(duì)都知道，要為設(shè)備修補(bǔ)最新的漏洞是一場(chǎng)持續(xù)不斷的戰(zhàn)斗，但是IIoT設(shè)備管理起來(lái)并不容易。 對(duì)于主要設(shè)計(jì)用于傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，低的下游帶寬可能是一個(gè)挑戰(zhàn)，而本地存儲(chǔ)限制和電源限制可能會(huì)使定期更新出現(xiàn)問(wèn)題或不可能。 此外，將引導(dǎo)加載程序保持解鎖狀態(tài)以允許臨時(shí)更新是潛在的問(wèn)題，如果攻擊者可以引入rootkit或類似的辦法，則攻擊者可以長(zhǎng)期在網(wǎng)絡(luò)上獲得有力的立足點(diǎn)。

HRoT – TPM, FPGA?

幸運(yùn)的是，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)最近發(fā)布了《數(shù)據(jù)保護(hù)最佳實(shí)踐白皮書(shū)》，該出版物旨在解決IIoT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題，引起了IIoT安全問(wèn)題的廣泛關(guān)注。核心建議是，IIoT部署應(yīng)依賴于基于硬件的安全性(所謂的基于硬件的信任根或HRoT)，該安全性不僅可以對(duì)設(shè)備引導(dǎo)加載程序進(jìn)行身份驗(yàn)證，而且可以從該點(diǎn)開(kāi)始通過(guò)設(shè)備操作系統(tǒng)建立信任鏈， 應(yīng)用程序，然后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，以防止引導(dǎo)加載程序或操作系統(tǒng)操縱。不幸的是，這里的標(biāo)準(zhǔn)和方法可能會(huì)有所不同，一些制造商嵌入TPM芯片來(lái)滿足加密要求，而其他制造商則使用基于FPGA的芯片來(lái)達(dá)到類似的效果。

前進(jìn)之路

盡管乍看之下，IIoT和AI面臨著巨大挑戰(zhàn)，但早期采用者的辛勤工作，成熟的技術(shù)堆棧和簡(jiǎn)單的創(chuàng)新解決了許多最大的問(wèn)題，而其他一些問(wèn)題正在等待共識(shí)。 雖然AI提供了管理和解釋大量數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)，但它是必須增強(qiáng)安全性和增強(qiáng)可見(jiàn)性的底層架構(gòu)，以及盡可能地面向未來(lái)的部署。 這將是IIoT設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重要領(lǐng)域。