工业网络系统：融合控制与信息通信的智慧体。这种系统通过高度集成自动化技术、计算机技术和通信网络技术，实现了生产过程与信息系统的协同工作，以达到效率最大化、流程简化和生产优化。这对于推动工业制造的数字化、网络化和智能化发展至关重要。它们集成了感知能力、适应性传输以及协同控制，具有明显的优势，如结构网络化、高效现场控制和功能分散等。然而，这一设计面临诸多挑战，包括异构终端融合问题、复杂通信环境下的时间确定性和可靠性要求，以及在网络环境下信息交互耦合的问题等。
为了应对这些挑战，我们需要综合利用控制理论与通信设计方法，将优化理论与网络策略相结合，为实时可靠泛在通信和精确协同提供支持。本文基于感知-传输-控制一体框架，首先阐述了这一概念及其特征，然后分析了面临的一般挑战，并从非理想条件下的分布式融合估计、三种适变传输模式以及复杂系统协同管理三个角度，对国内外研究进行回顾。
图1展示了一体框架中的主要组成部分。在这个框架中，我们探讨了如何实现联合设计，以及如何将独立分离的机制整合为一个更有效的整体。本文还提出了一种新的分层结构（见图2），该结构采用边缘计算来减少能量消耗并提高数据交换的可靠性。
感知-传输-控制一体设计使得每个环节相辅相成，最终提升整个工业网络系统性能。尽管目前此类研究仍处于初步阶段，但随着跨学科领域不断进展，我们预期未来将看到更多创新解决方案，使得“感知-传输-控制一体”成为一种标准范式。此外，这样的模型也将在促进工业智能制造方面发挥越来越大的作用。
