序 ➤

互联网的发展深刻地改变了人类的生活方式，提高了人们沟通、交流的效率。我们通过各种连接在互联网上的终端，迅速便捷地沟通着与生活、工作、商务、科技相关的纷繁信息，发送和接收各种与我们日常活动相关联的数据，并从中获得所期望的极大便利。在人类不断追求技术进步和经济增长的进程中，互联网正在全面覆盖经济金融、社会管理的方方面面。特别是，互联网的应用正在不断地渗透到更为复杂的工业领域，进入到产业运行过程中，成为提高生产效率、产品质量、服务品质，降低成本和改变商业模式的引擎，逐步上升为提高产业竞争力的重要手段和发展方向。因此，工业互联网（或者产业互联网）应运而生，并正在以其强大的生命力迅速发展。

工业互联网还处于发展的早期阶段，主要的技术基础来源于互联网和正在蓬勃发展的工业物联网。随着通信技术的快速发展和日趋成熟，新型高速网络也在移动通信技术的带动下快速更新，更好地适应着新兴的复杂需求，大量的基础设施将随着通信技术、云计算、大数据的发展而逐步建立；基于物联网的技术基础正处在建立过程中，工业物联网是物联网技术发展的主要推动力之一。围绕工业技术进步而产生的专用数据中心、无线通信网络、嵌入式智能装置等在线设施将满足工业过程的实时性需求，为工业互联网的发展构筑基础层面的技术架构，形成围绕制造过程而建立的核心技术体系。

发展工业互联网的必要性是显而易见的。

由于工业互联网的技术必须适应并符合工业、产业的发展规律，因此工业企业的技术特点、管理偏好和工业产品（包括服务产品）的应用特性将直接影响工业互联网的技术特点，甚至工业企业的活动方式（如商业模式）对工业互联网技术亦将产生重大影响。这种影响反映在工业互联网的每个环节，尤其在系统架构上更加突出。工业互联网的架构从各种不同类型的应用视角反映了具体的技术类型和差异，从实践的角度看有必要根据行业和企业的应用特点加以区别选择，从商业模式的角度看这种区别尤为重要。

发展工业互联网是一种全球性的产业竞争，是新一轮产业革命的战略。美国GE公司在中国正式发布了Predix工业互联网平台，同时对工业互联网的战略目的做出了全面的阐述。

德国西门子公司正在推出 Mindsphere 工业互联网云平台，以其在工业自动化领域的基础和优势，为制造企业提供基于制造过程和全生命周期管理的云服务，把数字化工厂和智能制造的理念融入工业互联网，充分体现了德国“工业4.0”的战略内涵。

2015年6月，中国航天科工集团宣布INDICS航天云网上线运行，时任董事长高红卫提出把“信息互通，资源共享，能力协同，开放合作，互利共赢”作为中国工业互联网的发展理念，并致力创造一个“创新与创业相结合、线上与线下相结合、制造与服务相结合”的新业态。航天云网以服务于企业的经营管理活动为主线，致力企业的自动化、信息化、智能化改造升级，创造跨企业的互联互通、资源共享条件，为各类企业提供在工业云协议中构建柔性的制造排产、物流分配、设计研发、委托验证的智慧制造服务，形成在技术、装备、网络基础、云计算服务等方面的共享环境。航天云网植根于企业内部的制造系统，在现场网络构建、工艺流程优化、数据采集分析、设备状态监控、终端执行控制、人机交互管理、企业资源管理等环节和层次中，提供基于智能制造理念的解决方案和硬件软件支持；在系统架构上，发展企业专有云内部控制和互联网公共云外部互联的网络结构，通过航天云网的云服务提供 IaaS、PaaS、SaaS 的工业网络云服务；在采取充分可靠的网络安全措施的前提下，构建完整、稳定、可定制服务的工业互联网环境。

2016年2月1日，工业互联网产业联盟在北京举行成立大会。在工业和信息化部的指导下，由145家单位联合发起的工业互联网产业联盟，立足于推动“互联网+”行动计划等国家振兴制造业的重大战略的实施，在工业互联网架构、应用场景下的技术标准、推广行业/企业应用等方面共同协商，发挥引导、组织、协调作用。中国的工业互联网发展已经进入形成业界共识、促进产业进步、研究应用结合、构建技术体系的重要阶段。中国航天科工集团作为我国工业互联网的先期探索实践者，已经在 INDICS 的研发中积累了技术和应用的宝贵经验，在产业联盟中作为副理事长单位发挥了十分重要的作用，参与了工业互联网体系架构的制定，并承担了系统技术标准的制定工作。先期的研究和实践正在转化成具有系统意义的共性成果。

在此之前，一些学者和业界人士对发展工业互联网的重要性、主要技术特征和趋势、产业应用的主要形式开展过大量研究工作，著有多种著作。这些著作多数以宏观分析和概要介绍为主，对产业作用分析、企业应用场景、商业模式构想、产业生态关系等进行了宏观分析，较少对如何构建工业互联网的技术架构、系统实施方案、关键技术解析等进行深入的技术探讨，提供的企业实践案例多数引自国外专家学者的介绍，对于国内企业和科研机构成功案例的评述较少，系统性的研究更是难得见到。

然而，工业互联网时代才刚刚开启，无论技术还是产业应用，都有巨大的发展空间，研究和应用工业互联网的企业或机构可以在现有的网络、计算、通信、制造信息化等方面发挥创造力，丰富其中的技术内涵和应用模式，为新的互联网时代的工业进步探索更有效率的发展途径。当然，工业互联网不仅仅是简单的对互联网的应用，工业技术与产业在互联网的环境中还可以建立更加具有革命性的体系，借助为发展互联网、移动通信、云计算而建立的全社会的基础设施资源，把工业体系与相关联的渠道和系统联系起来，构建一个可以相互融合、相互作用、相互服务的高效网络，为工业产品制造、应用运行、全生命周期状态等过程提供更加丰富的数据，为全方位的系统优化提供依据，并为在线服务创造技术条件。工业互联网对工业领域自身的革命性影响也必将是深远的，以制造业为例，正在酝酿和发展的基于网络和数据的智能制造正在深刻地影响着制造技术和制造过程的组织模式，正在从解放生产力中获得更加高效和低成本的制造能力。

因此，对工业互联网开展持续的深入研究是十分必要的，需要企业界、科研机构和相关领域的有识之士积极参与。为了能够与致力工业互联网发展的各界人士分享我们在研究和应用中的体会，提供技术交流和发展模式探讨的渠道，我们就工业互联网的发展方向、系统架构、关键技术、典型案例等内容进行整理、研究，并试图编成以技术应用为特色的文件资料。

由于我们的研究实践受应用领域的局限，因此本书在研究的水平、广度和深度上还很不够，其中的错误和不足之处在所难免，欢迎读者批评指正。

作者

2017年3月