工业数字化(工业 4.0)是在人员、流程、服务、系统、数据和工业资产互联的环境中对工业进行数字化转型,以实现智能工业和工业创新与协作生态系统。工业 4.0 的三个有前景的方面是工业物联网 (IIoT)、信息物理系统 (CPS) 和数字孪生 (DT)。这些方面存在挑战。首先,有许多通用的 IIoT 标准和框架,单独在各种工业用例中是不够的。因此,工程师必须使用许多标准指南来根据具体情况设计 IIoT 架构。其次,各行业部署的系统基于不同的标准和技术,无法与其他系统互通,因此只能孤立运行,因此收集数据进行分析、报告和决策具有挑战性。第三,在工业 CPS (ICPS) 环境中,大多数嵌入式系统都是资源受限的电池驱动设备,面临着诸如由于能耗高导致使用寿命短、服务可用性低和安全性低等挑战。本论文的范围是针对上述方面和挑战研究工业数字化。首先,我们研究通用的 IIoT 标准和框架,并使用它们来合成高级 IIoT 架构。作为架构验证和确认的用例,我们专门研究了采矿业