工业互联网革命，被人们普遍认为是继工业革命和互联网革命后的第三次创新。如今，它正在如火如荼地进行。
本书从工业物联网的商业动机和模式的潜在收益的视角切入，结合实践中的成功案例，重点分析了构建工业物联网网络所需的技术等问题。本书讨论了由工业互联网带来的创新型商业模式；实现工业物联网的支撑技术，以及如何通过各种技术和协议在现实世界中搭建工业物联网网络。作者从工业互联网的一般概念和原理，进一步讨论了工业4.0的内涵，并且着重探讨了制造业的未来发展。在此基础上，作者分析了国家应如何进行改革，实现再工业化。

阿拉斯代尔·吉尔克里斯特，现居泰国，是一名自由顾问兼技术作家。在信息技术、数据通信和移动通信等领域拥有25年的从业经验，其间担任过专业技术员、经理和董事。他掌握了深厚的技术知识，并且精通商业实践、策略、管理和合规性，能够从技术的角度对工业物联网进行阐述。他常常会发表有关商业或技术领域的文章，并出版图书。他认为他的专业知识价值在这两个领域能够充分发挥。

前言
第1章 工业互联网简介
第2章 工业互联网应用案例
第3章 工业互联网的技术和商业创新
第4章 工业物联网参考架构
第5章 设计工业互联网系统
第6章 接入网络技术和协议
第7章 检查中间件传输协议
第8章 中间件软件模式
第9章 软件设计概念
第10章 基于中间件的工业物联网平台
第11章 工业物联网广域接入技术和协议
第12章 工业互联网的安全保障
第13章 工业4.0概述
第14章 智能工厂
第15章 通向工业4.0的路线图
索引
致谢

工业4.0和工业物联网（IIoT）已成为近年来最受热
议的工商业概念之一。然而，工业4.0和工业物联网通常
是由顾问从商业的角度出发向管理层级别的客户介绍的，
这就意味着他们通常会认为工业4.0底层技术的复杂性无
关紧要。顾问们主要聚焦于极具吸引力的商业模式和运营
效率，因为对于他们的客户来讲，财务收益和新型商业模
式更易于理解。但遗憾的是，这些介绍通常缺乏对支撑工
业互联网的底层技术的介绍，只能吸引并刺激眼中只有商
业利益的管理层。
在本书中，我们力求弥补这种遗憾，尽管我们已经从
工业物联网商业动力和模式的潜在收益方面以高层级的视
角切入并介绍了成功的应用案例，我们还是会对构建工业
物联网网络所需的技术等问题做出分析，以期为商业和技
术参与者提供部署和交付工业物联网网络所需的信息。
因此，本书的结构安排如下：前几个章节讨论由工业
物联网带来的全新创新型商业模式，这些模式对商业高管
极具吸引力；接下来的几个章节讨论实现工业物联网的支
撑技术，其中我们会探讨如何通过各种技术和协议在现实
世界中搭建工业物联网网络；但是，技术和协议的融合并
不能解决一切问题，有时候我们需要中介服务或平台将所
有事物“黏合”在一起，因此，我们在中间几个章节会介
绍协议、软件模式、中间件工业物联网平台，以及它们如
何提供“黏合剂”或“窥镜”，从而使我们能够连接或查
看工业物联网网络。
最后，我们从工业物联网的一般概念和原理进一步讨
论到与工业相关的工业4.0，并且着重探讨工业4.0在制造
业中的应用。工业4.0在制造业中与工业息息相关，因此
这几个章节主要着眼于我们应该如何进行工业转型，以及
在国家中如何实现再工业化。

本书前几个章节讨论由工业物联网带来的全新创新型商业模式，这些模式对商业高管极具吸引力；接下来的几个章节讨论实现工业物联网的支撑技术，探讨如何通过各种技术和协议在现实世界中搭建工业物联网网络；在中间几个章节介绍协议、软件模式、中间件工业物联网平台，以及它们如何提供“黏合剂”或“窥镜”，从而使我们能够连接或查看工业物联网网络。

第1章 工业互联网简介
美国通用电气公司首创了“工业互联网”这一术语，用来描述工业物联网，而其他企业，如思科，也将工业物联网称为“万物互联”，或者称之为“互联网4.0”，或者使用其他名称。然而，不管怎样称呼，重要的一点是必须将物联网垂直策略（如图1-1所示），如消费者、商业和工业互联网等类型，与更广泛的物联网横向概念区分开，这是因为它们的目标受众、技术要求和策略截然不同。例如，智能家居、利用健身追踪器的个人连接、集成娱乐设备以及车内人员监控设备，在消费者市场享有极高的知名度。同样，商业市场具有很高的市场价值，其提供的服务包括金融和投资产品（如银行业务、保险、金融服务和电子商务），并侧重于消费者的历史记录、绩效和价值。企业物联网是一个包括小型、中型和大型企业的垂直板块，而本书主要关注的是其中最大的垂直板块——工业物联网，它包括大量的专业领域，如能源生产、制造业、农业、医疗、零售、交通运输、物流、航空工业、太空旅行等等。
为避免混淆，我们将效仿通用电气公司，采用“工业物联网（IIoT）”这个名称作为本书的通用术语。如果讨论的是概念和战略上不同的示例，我们会明确指出它的名称，如工业4.0。图1-1物联网横向和垂直分布很多工业领军企业预测，在工业互联网的推动下，在未来10年中，经济增长率和生产力将达到前所未有的高度。企业领导者、政府官员、学者和技术供应商正热切地携手合作，试图挖掘和实现这一巨大潜能。
从金融的角度来看，根据一份市场研究报告，2020年全球工业物联网产值将达到1510.1亿美元，2015—2020年的复合年均增长率将达到8.03％。事实上，企业认为利用互联网的巨大潜能还可以实现工业增长。其中一个例子就是，制造商和政府希望借此机遇实行再工业化，并将之前已迁移到海外的工业和制造业吸引“回巢”。通过鼓励再工业化，政府希望提升制造业价值，以拉动GDP增长。工业互联网的发展潜力不容忽视，在过去15年，通过将互联网交易运用于零售、媒体和金融等服务行业，企业对消费者的电子商务业务（B2C）取得了迅猛增长。网络巨头（如亚马逊、奈飞、易贝和贝宝）在市场中居于统治地位，B2C的成功不言而喻。在未来10年，互联网有望为工业领域带来同样的增长和成功，它将覆盖制造业、农业、能源、航空工业、交通运输和物流等领域。它的重要性是不可否认的，因为工业产值贡献了全球GDP的2/3，但同时风险也很大。然而，工业互联网仍然处于初级阶段。尽管15年过去了，互联网已得到广泛应用，但工业领域的巨头一直在犹豫是否将其应用于工业领域。他们之所以犹豫，是因为不确定工业互联网将对工业、价值链、商业模式、劳动力以及最终的产能和产品产生怎样的影响。此外，一份针对工商企业领导人的调查显示，2015年1月，87％的人声称他们对该商业模式或技术还没有清晰的认识。
不出所料，工业互联网通常是公司高层探讨的内容，所以他们往往会抛开支撑工业互联网技术的复杂性来讨论工业互联网，认为它无关紧要。例如，在工业企业中，他们使用生成数据的传感器和设备来控制运营已有数十年之久，运用机器对机器（M2M）通信与协作也有至少10年，因此工业物联网的核心技术并不是新奇的事物。工业领域同样可以高效收集、分析和存储可用来获取历史、预测和规范信息的海量数据。因此工业企业的领导者常问的问题是：“为什么将我的M2M架构连接到互联网，会为我带来更大价值？”
什么是工业互联网？
要解释为什么企业要采用工业互联网，我们首先需要考虑工业物联网到底是什么。工业互联网提供了一种能够让人们更好地查看和分析公司运营和资产的方式，它集成了机器传感器、中间件、软件、后端云计算和存储系统。因此，它提供了一个彻底改变企业经营过程的方法，此方法借助的是高级分析以及通过访问大型数据集获得的结果反馈，通过提高运营效率和加速提升产能来实现企业收益，同时降低计划之外的停工期，优化效率，从而提高利润。
尽管在当今的工业环境中，现有M2M技术和方法可能看起来与工业物联网类似，但其运营规模截然不同。例如，借助工业物联网系统中的大数据，巨大的数据流能够通过云托管的高级分析技术，以导线的传输速度进行分析。此外，海量数据可能存储于分布式云存储系统，用于未来的批量分析。这些大批量分析工作可以从数据中收集信息和统计数据（由于采样池比较小或者算法比较落后，这在以前几乎是无法实现的）。然后，工艺工程师可以将这些分析结果用于运营优化以及提供给管理人员，供他们将其转换为知识，从而提升产能和效率并降低运营成本。
1％的力量
另外，关于工业互联网，有个很有趣的观点：1％的力量。它与大多数行业中的降低运营成本/提升效率有关，即要求工业互联网仅通过节约1％的成本来创造巨大收益。例如，在航空行业中，每年节约1％的燃料将节约300亿美元。同样，在发电站中，将投入燃气发电机的燃料减少1％，运营成本