工业网络系统的感知-传输-控制一体化总线分为四类挑战与进展交响篇

工业网络系统：融合控制与信息通信的动态体，通过网络实现了生产的最优化、流程简化、效率最大化，对工业制造数字化、网络化和智能化发展至关重要。它们集成了感知、适变传输和协同控制功能，具有结构网络化、控制现场化和功能分散等优势，是实现工业信息物理系统智能互联的核心。然而，感知-通信-控制一体设计面临诸多挑战，如资源受限终端难以融合，以及复杂通信环境下的时间确定性与传输可靠性要求高等。要克服这些挑战，必须综合利用理论，以自适应于系统动态和网络能力为目标，将控制优化与通信设计相结合，为揭示三者耦合关系奠定基础。

为了探索一体设计，本文围绕框架分析了“感知-传输-控制一体”面临的挑战，并从异构网络分布式融合估计、适变传输以及复杂系统协同控制三个方面综述了国内外研究现状。

如何实现联合设计？过去，独立分离的机制约束了性能提升，但恶劣环境下状态不可测问题迫切需要解决。本文初步提出了如图所示的工业网络分层架构，其中边缘估计终端预处理原始数据并减少能量消耗。此外，每个簇部署一个边缘计算终端进行过滤提取，与融合中心交换局部估计值。