前言

以互联网为代表的信息通信技术的快速发展极大地改变了人们的生活方式，并通过技术创新和模式创新不断渗透、影响实体经济领域，为传统制造业的变革带来巨大机遇。工业互联网的产生是以互联网为代表的新一代信息技术与制造系统深度融合的必然结果。基于物联网技术全面、深度地感知制造的物理过程，基于互联网实现信息资源的跨领域协同与开放共享，基于大数据技术对海量数据的强大分析能力，工业互联网全面集成、应用了云计算、大数据、移动互联网、物联网、人工智能、区块链等新兴技术，是连接工业全系统、全产业链、全价值链，支撑工业智能化发展的关键基础设施，是新一代信息技术与制造业深度融合的产物。

新中国成立70多年来，在一穷二白的基础上，从无到有，我国建成了全球规模最大、门类最齐全的现代工业体系，已成为全球产业链和供应链的关键节点，但在发展质量、创新能力、品牌塑造等方面，与发达国家相比，我们仍有较大的差距，大而不强的问题一直是亟须破解的瓶颈。放眼全球，德国提出“工业4.0”计划，美国提出“再工业化”和先进制造业国家战略计划，欧美先进国家的工业发展战略对我国的工业形成了较大的冲击，客观上要求提高我国制造业水平。继2015年“互联网+”被写入我国的政府工作报告后，2019年3月5日第十三届全国人民代表大会又提出“智能+”，指出2019年要打造工业互联网平台，为制造业转型升级赋能。积极发挥中国互联网已经形成的比较优势，加快推进工业互联网发展，对强化工业基础和技术创新能力、促进先进制造业和现代服务业融合发展、建设制造强国、实现中国经济提质增效升级具有重要意义。

本书受广州市工业与信息化局委托，是“智能+学院”工业互联网系列丛书—《从零开始掌握工业互联网（理论篇/产业篇/实操篇）》系列教材中的“理论篇”。本书内容设计源于阿里巴巴（工业互联网总部）、树根互联、航天云科技、白云电器等位于广州市的相关领域公司的实际需求，主要面向社会培养工业互联网产业急需的各类人才，特别是一线技术工人和管理人员。该系列教材还包括“产业篇”和“实操篇”两本。

本书的作者团队由从事物联网芯片与系统应用技术、计算机网络技术和网络空间安全研究的高校教师组成，他们在原有教学、研究和社会实践的基础上，通过对阿里巴巴（工业互联网总部）、树根互联、航天云科技、白云电器等位于广州的相关领域公司的广泛调研，针对当前工业互联网产业发展状况和不同学科背景的读者的现实需求，从理论基础入手，在确保专业性的前提下，努力处理好理论、技术与科普的关系，力争本书的可读性，希望能“抛砖引玉”，起到为读者深入学习工业互联网技术奠定基础的作用。

本人撰写了本书的前3章。第1章从社会发展和技术发展两个视角分析了工业互联网兴起的背景，进而明确工业互联网的定义，对智能制造的影响进行了深入剖析。第2章根据工业互联网的定义、系统描述及系统特征介绍，推演出工业互联网的技术体系架构，并将其进一步细化为独立于实现技术的体系架构、依赖于实现技术的体系架构。在工业互联网中，网络是基础，平台是核心，安全是保障。第3章从网络互联体系和标识解析体系两方面剖析工业互联网，分别对工厂内/外网络、有线/无线网络、主流现场总线技术、工业以太网技术、主流标识解析体系进行了详细介绍和分析。第4章由曹忠老师撰写，主要对工业互联网平台的架构、核心技术进行了解读，深入分析和总结了国内外主流工业互联网平台的理论与技术。第5章由顾钊铨老师和李丹老师撰写，从网络、控制、数据、设备和应用5个维度分析工业互联网面临的安全问题和防护措施。第6章由仇晶老师撰写，从标准的体系架构、标准化的需求和推进途径等层面展现了工业互联网标准的编制情况。

本书的完稿是整个撰写团队努力的结果。首先要感谢广州市工业与信息化局的胡志刚总工程师，他从专业和政府管理的视角提出了很多意见和建议，同时感谢局里其他领导组织的多场研讨会、评审会，对该书总体水平的把控和细节的完善给予了很大的帮助。其次，感谢阿里巴巴（工业互联网总部）、树根互联、航天云科技、白云电器等企业的无私奉献，感谢他们对本书的撰写给予了大力的支持！还有课题组主要负责人—广州大学创新创业学院的王满四院长带领的团队肩负了后勤保障及组织协调的重任。同时也要感谢我的研究生林奕涵、李儒国、杨敬慈、李志贤等，他们设计、编辑了翔实的图片，在他们的帮助下，本书才能得以图文并茂的方式呈现出来。同时，在选择图片的时候，我们也慎重考虑了图片的时效性、正面性和版权等问题。本书的作者在准备和写作的过程中认真阅读了很多书籍及文献，本书的内容凝聚了很多学者、从业者的心血与智慧，在此，对上述涉及的人员一并表示感谢！

本书可以作为工业互联网、物联网工程等相关专业的教材或参考书，也可供企事业单位中工业互联网技术研究与产品开发人员、技术和产品管理人员以及政府中负责制定工业互联网产业发展规划、管理工业互联网科研与产业的工作人员阅读。

最后，由于编者的水平和学识有限，书中难免存在很多缺点和不足之处，希望得到读者的谅解，也衷心期待广大读者的批评与指正。

曾衍瀚

2021年4月