為什么要寫這本書
工業(yè)物聯網是物聯網在工業(yè)領域的應用，是物聯網與傳統(tǒng)產業(yè)的深度融合。隨著中國智能制造、德國工業(yè)4.0、美國先進制造伙伴計劃等一系列國家戰(zhàn)略的提出和實施，工業(yè)物聯網成為全球工業(yè)體系“創(chuàng)新驅動、轉型升級”的重要推手。將工業(yè)物聯網應用于研發(fā)設計、生產制造、運營管理及服務運維等全流程各個環(huán)節(jié)，用工業(yè)物聯網改造傳統(tǒng)產業(yè)，實現企業(yè)數字化轉型、資源高效利用，促進產業(yè)結構調整，推動經濟發(fā)展方式由生產驅動向創(chuàng)新驅動轉變，從而構建服務驅動型的新工業(yè)生態(tài)體系。
近年來，受益于云計算、大數據和人工智能技術的加持，工業(yè)物聯網進入新階段，人們逐漸意識到由數據驅動催生的新商業(yè)模式所帶來的巨大價值，機理模型和數據模型的結合與碰撞為化解復雜系統(tǒng)的不確定性、發(fā)掘洞見、企業(yè)決策，提供了強有力的數據支撐和新的引擎動能。
這種趨勢和共識并非一蹴而就的。記得2011年前后，筆者在從事工業(yè)自動化測試和控制方面的工作，當時針對大型裝備如風力發(fā)電機組、軌道交通設施，為保障它們的正常運行，避免故障意外停機導致生產中斷所帶來的影響和損失，我們會進行狀態(tài)監(jiān)測，即通過裝備自身的通用控制器或加裝的傳感器來采集數據，對設備健康狀態(tài)進行不間斷的監(jiān)控。采集的數據在本地或上傳到服務器進行分析，并根據設定的門限閾值預警，整個過程簡單地歸納為“采集-分析-可視化-決策”，現在想來這應該就是早期工業(yè)物聯網的雛形。事實上，無論是流程行業(yè)還是離散行業(yè)，這些工作一直在進行著，只是當時還沒有形成工業(yè)物聯網的概念。
2012年工業(yè)巨頭通用電氣公司基于其在工業(yè)領域，尤其是電力、航空、醫(yī)療、能源方面的深厚積累，首次提出工業(yè)互聯網概念，并于2014年聯合多家行業(yè)龍頭企業(yè)成立了工業(yè)互聯網聯盟，旨在加速工業(yè)物聯網應用，推動數字化轉型。2015年我國提出智能制造戰(zhàn)略，傳統(tǒng)行業(yè)各細分領域的頭部企業(yè)紛紛開始工業(yè)物聯網項目試點，期望能夠及時布局，保持自己在行業(yè)的領先優(yōu)勢。同時，工業(yè)物聯網的應用領域也在不斷拓展，工廠之外的智慧樓宇、城市管理、物流運輸、智能倉儲、公共交通等領域亦產生了大量工業(yè)物聯網應用場景。
從工業(yè)物聯網整個技術支撐體系來看，它涉及傳感器感知、泛在網絡連接、邊緣計算、云計算、工業(yè)數據建模、大數據分析、人工智能等眾多前沿技術領域，并且與工業(yè)自動化密切相關，這使得它成為當前工業(yè)領域熱門的課題。本質上還是“采集-分析-可視化-決策”，只是每個環(huán)節(jié)的內容都發(fā)生了巨大變化。首先，數據采集的范圍顯著擴大，從設備擴展到人及一切生產要素，并強調打通信息孤島，通過接口和系統(tǒng)集成的方式實現業(yè)務系統(tǒng)的數據采集，將強物聯網屬性的數據與其他業(yè)務數據聯動。其次，數據分析處理的手段更加豐富，處理能力增強，大數據和云計算的普及，加速了數據驅動、數據應用的步伐，以前在單機上做的數據分析與可視化，現在搬到了云上，數據存儲能力和算力大幅提升，很多限制已消除。再次，決策依據和手段變多，數據采集維度和分析方法增加，運營技術（OT）與信息技術（IT）融合，使得決策更加準確，同時人工智能（AI）數據模型在特定場景取得的成效也幫助化解了復雜系統(tǒng)的不確定性。
盡管工業(yè)物聯網備受關注，但是它的發(fā)展并非一帆風順，直到今天依然面臨著很多挑戰(zhàn)。在企業(yè)數字化轉型的大背景下，工業(yè)物聯網作為重要使能手段，其目標主要是幫助企業(yè)實現數字化、網絡化和智能化，被寄予厚望，人們篤信未來工廠一定會實現整廠智能。在制造業(yè)、電力能源等特定領域，工業(yè)物聯網已證明其巨大價值，同時我們仍應清醒地看到，在很多應用場景下，工業(yè)物聯網深陷試點困境，無法規(guī)�；瘧�用。
陷入試點困境的原因有很多，常見的情況如下。試點的投入成本可見，但工業(yè)物聯網技術貫穿運營管理的各個環(huán)節(jié)，效能難以量化，只有通過長期的數據積累和應用才能體現，短期收益不明顯，造成商業(yè)價值難以估量。工業(yè)物聯網涉及的技術范疇非常廣，對于資源有限和能力欠缺的企業(yè)，顯得過于復雜并且技術難度大，難以實施。工業(yè)物聯網在企業(yè)內部需要各業(yè)務部門密切配合項目決策，對外需要生態(tài)圈內合作伙伴相互協作，企業(yè)管理層目前只關注到短期降本增效等商業(yè)價值，缺乏長遠的數字化戰(zhàn)略。
工業(yè)物聯網是技術創(chuàng)新，其更重要的價值在于應用創(chuàng)新，僅靠頂層數字化技術優(yōu)勢只會停留在技術層面，無法打破工業(yè)各垂直細分領域的“潛規(guī)則”并深入探尋業(yè)務場景的本質需求。相比互聯網商業(yè)場景，物聯網工業(yè)場景存在巨大差異，專業(yè)領域知識（Know-How）仍然在工業(yè)本身，工業(yè)領域每個垂直行業(yè)的工程師都積累了很多寶貴經驗。相對于各種炫酷的算法和創(chuàng)新技術，工業(yè)更加關心穩(wěn)定、可靠、成熟的落地案例，獲得的收益，持續(xù)的高效率和低成本以及高質量。
工業(yè)物聯網是運營技術（Operation Technology，OT）與信息技術（Information Technology，IT）融合的具體實現。長期以來，OT與IT之間存在斷層現象，相互隔離，各自的崗位有著不同的目標，所掌握的技能也截然不同，兩者之間的鴻溝阻礙了企業(yè)充分利用已掌握但尚待發(fā)掘價值的重要信息。OT與IT的融合并非易事，企業(yè)需要有效的人才支撐和組織保障，以推動物聯網技術實施。
工業(yè)物聯網技術發(fā)展迫切需要對OT與IT兩個大方向均有深刻理解，即擁有全局觀和視角的復合型人才，或是同一組織中OT與IT的專業(yè)技術人才能夠順暢溝通。由于目前這方面的人才還很稀缺，也急需有針對性的專業(yè)圖書和課程來培訓相應人才，因此筆者產生了寫這本書的想法。筆者在撰寫過程中也非常重視這一點，沒有停留在簡單的技術堆疊和教科書式的內容講解上，在系統(tǒng)化介紹工業(yè)物聯網的同時，針對每一個具體環(huán)節(jié)，力圖準確闡述實際場景落地過程中所遇到的問題和解決思路。
讀者對象
工業(yè)物聯網領域的OT開發(fā)和產品人員。
工業(yè)物聯網領域的IT開發(fā)和產品人員。
垂直行業(yè)解決方案架構師和市場人員。
正在尋求OT與IT融合以推動企業(yè)數字化轉型的管理決策人員。
咨詢顧問和投資人員。
相關專業(yè)的高等院校師生。
本書特色
本書從平臺架構、關鍵技術與應用實踐3個維度系統(tǒng)闡述工業(yè)物聯網。筆者擁有工業(yè)物聯網及相關領域十余年從業(yè)經驗，并且比較幸運地在其發(fā)展早期，通過一些項目的場景落地和快速迭代，對工業(yè)物聯網有了一個循序漸進的認識過程，并形成了自己的見解。筆者在負責工業(yè)物聯網整體應用方案架構設計和產品功能梳理定義的過程中，經歷了工業(yè)物聯網從規(guī)劃到實施落地的各個階段，因此得以對組織能力和技術體系架構進行系統(tǒng)思考。
書中重點圍繞工業(yè)物聯網的體系架構，從感知層、邊緣計算、網絡連接、平臺再到應用，對各個層級的技術原理、技術路線進行深入的講解，結合業(yè)務場景對技術選型進行深入分析，從實際應用角度出發(fā)，分享在工業(yè)物聯網構建過程中有哪些潛在的風險、踩過的坑、不同條件下什么因素占主導地位。
對工業(yè)物聯網而言，成功沒有捷徑，雖然某些業(yè)務場景從原理上可能一句話足以概括，但背后的影響因素，技術的、組織的、市場的、地域的、法規(guī)的、人性的，任何一個細節(jié)都有可能左右項目的結果。本書雖然側重技術和架構講解，但是通過提問形式的開放式話題，探討了商業(yè)層面、組織層面、實施層面以及市場競爭層面的影響，帶領讀者思考如何在這波數字化浪潮中，根據企業(yè)自身的特點，利用工業(yè)物聯網創(chuàng)造價值。
如何閱讀本書
本書分為8章。
第1章介紹工業(yè)物聯網的發(fā)展背景，闡述工業(yè)物聯網的內涵和本質，對工業(yè)物聯網產業(yè)的現狀和挑戰(zhàn)進行討論，幫助讀者理解智能制造、工業(yè)4.0、OT和IT融合以及企業(yè)數字化轉型等理念和工業(yè)物聯網之間的關系。
第2章介紹工業(yè)物聯網體系架構，從業(yè)務視角出發(fā)，到體系架構的構建，從感知層、邊緣計算、網絡連接、平臺到應用，探討工業(yè)物聯網體系搭建過程中的效率和投入問題，以及工業(yè)物聯網技術的發(fā)展趨勢，幫助讀者建立大局觀和框架意識。
第3～7章分別介紹工業(yè)物聯網體系架構涉及的各個主題。第3章介紹工業(yè)物聯網感知，第4章介紹工業(yè)物聯網網絡連接，第5章介紹邊緣計算，第6章介紹云計算，第7章介紹工業(yè)物聯網平臺。每章除了從技術角度詳細闡述各知識點，還著重說明了技術應用背后的發(fā)展脈絡、合理性與局限性、所能解決的問題及帶來的價值。
第8章分享幾個工業(yè)物聯網應用案例。工業(yè)物聯網通過服務于業(yè)務場景形成閉環(huán)。這些案例均有一定的代表性，聚焦于解決具體的問題，會讓讀者深刻體會實施過程中所遇到的挑戰(zhàn)。
勘誤和支持
由于筆者的水平有限，編寫時間倉促，書中難免會出現一些錯誤或者不準確的地方，懇請讀者批評指正。工業(yè)物聯網涉及的知識體系龐大，筆者也只是實踐了其中一部分，時至今日，仍有一些認知停留于淺層。希望此書能成為一座溝通的橋梁，讓筆者和讀者在探討中對工業(yè)物聯網產生新的認識，并將這些認識更好地應用于各自的項目中。