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在制造型企業(yè)數(shù)字化轉型的進程中，企業(yè)的各業(yè)務系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信的速度和質(zhì)量是數(shù)字化轉型的重要組成部分，數(shù)字化企業(yè)需要從分級分層、縱深防御、智慧互聯(lián)、遠程運維、網(wǎng)絡管理等多個維度，綜合業(yè)務的需求建設工業(yè)網(wǎng)絡，這需要建設者具備專業(yè)的知識和能力。
本書由西門子（中國）有限公司數(shù)字化互聯(lián)與電源部門的各位資深技術工程師撰寫，從工業(yè)通信、工業(yè)識別與實時定位的技術、產(chǎn)品和典型應用多個維度，結合多年的項目實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)地為讀者呈現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡、識別和定位技術的原理、常見功能組態(tài)、標準方案等，并力圖闡述工業(yè)5G、邊緣計算等創(chuàng)新技術，使讀者能夠系統(tǒng)而快速地學以致用，在數(shù)字化的浪潮中從容應對。
本書適合從事工業(yè)通信的工程師、從事工業(yè)控制且希望拓展通信技術的工程師、工業(yè)網(wǎng)絡的設計和維護者，以及高等院校相關專業(yè)的師生閱讀。相信本書能夠成為讀者手邊頗有價值的參考書籍。

我國數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展，對經(jīng)濟社會和民生的影響程度越來越深，推動著生產(chǎn)、生活方式發(fā)生深刻的變革。尤其是在國家“十四五”規(guī)劃中，特別將“加快數(shù)字化發(fā)展、建設數(shù)字中國”單列成篇，提出“以數(shù)字化轉型整體驅(qū)動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革”，為新時期數(shù)字化轉型指明了方向。以數(shù)據(jù)資源為關鍵要素，以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡為主要載體，以信息通信技術融合應用、全要素數(shù)字化轉型為重要推動力的數(shù)字經(jīng)濟，正在成為很多地區(qū)的重點戰(zhàn)略方向，由此也帶來很多企業(yè)的數(shù)字化轉型需求。
企業(yè)的數(shù)字化轉型建立在高度發(fā)達的自動化和信息化基礎之上，西門子公司作為深耕自動化領域多年的行業(yè)領先者，具備全集成自動化（TIA)體系架構。在TIA系統(tǒng)中，體現(xiàn)了技術和業(yè)務流程的標準層級，現(xiàn)場層設備如分布式I/O、RFID、RTLS（實時定位系統(tǒng)）、智能儀表、電源等處在第一級，控制系統(tǒng)如PLC、CNC（計算機數(shù)控）等處在第二級，操作系統(tǒng)如SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）、DCS（集散控制系統(tǒng)）、NMS(網(wǎng)絡管理系統(tǒng)）等處在第三級，制造管理系統(tǒng)如MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等處在第四級，而隨著各種云服務和IoT（物聯(lián)網(wǎng)）平臺在工業(yè)中應用范圍的擴大，典型的層級模型已經(jīng)擴展到第五級，包括如Mindsphere、Edge APP、Digital Twin（數(shù)字孿生）等。在TIA工業(yè)網(wǎng)絡架構中，各層級之間的數(shù)據(jù)通信應用最廣的是各種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如Profinet，支撐各層級間以及系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信。
數(shù)字化企業(yè)需要一套綜合了互聯(lián)互通、快速恢復、網(wǎng)絡安全、靈活擴展等多個因素的網(wǎng)絡架構，網(wǎng)絡的設計需要考慮分級分層、鏈路冗余、縱深防御、智慧互聯(lián)、遠程運維、網(wǎng)絡管理等多個維度。
各種業(yè)務系統(tǒng)、數(shù)字化應用APP、云服務、低代碼APP等實時地與生產(chǎn)現(xiàn)場的控制器和智能設備進行通信，以獲取數(shù)據(jù)、發(fā)送指令，這使得IT和OT之間的互通性、交互性更強，傳統(tǒng)的IT和OT各自獨立的網(wǎng)絡架構顯然無法適應這種發(fā)展，IT/OT融合的網(wǎng)絡架構才能滿足需求，但作者根據(jù)多年的從業(yè)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，從IT角度出發(fā)建設工廠的OT生產(chǎn)網(wǎng)絡并不能滿足生產(chǎn)的需求，如實時性、安全性、高靈活性、可擴展性等，只有從OT的需求出發(fā)建設的網(wǎng)絡才能滿足生產(chǎn)需求，只有高度集成化的網(wǎng)絡通信才能夠支持企業(yè)數(shù)字化轉型。同時，在工業(yè)網(wǎng)絡的建設中，除了要考慮各業(yè)務系統(tǒng)間的互聯(lián)外，還必須考慮信息安全，以便實現(xiàn)安全可控的系統(tǒng)應用。
西門子公司在工業(yè)通信和識別領域擁有幾十年的發(fā)展歷程，具備全系列工業(yè)通信產(chǎn)品，以及使現(xiàn)場設備實現(xiàn)智能化的工業(yè)識別和定位產(chǎn)品，在多個行業(yè)（如汽車、冶金、制藥、物流、化工等）積累了非常多的應用案例，致力于為工業(yè)客戶實現(xiàn)IT/OT融合、構建數(shù)字化轉型提供支持和保障。面向未來，西門子公司在關鍵創(chuàng)新技術(如工業(yè)5G、TSN、云連接、網(wǎng)絡管理和網(wǎng)絡安全等)方面做出了多項創(chuàng)新，不斷地推出更多的新產(chǎn)品和解決方案，滿足工業(yè)客戶在構建全連接工廠方面的需求。
總之，為了滿足工業(yè)客戶數(shù)字化轉型的需要，建設穩(wěn)定可靠、可擴展的工業(yè)網(wǎng)絡架構是重中之重，而高質(zhì)量的網(wǎng)絡設備、豐富的行業(yè)經(jīng)驗和解決方案、專業(yè)的服務和培訓是支撐架構的重要因素。作者發(fā)現(xiàn)，很多行業(yè)客戶對于工業(yè)網(wǎng)絡建設還停留在初級的認識階段，重視不足，設計和使用人員也不具備豐富的網(wǎng)絡通信的基礎知識和項目經(jīng)驗，自行設計的網(wǎng)絡架構往往無法滿足業(yè)務需要，導致通信成為阻礙數(shù)據(jù)交互的瓶頸，甚至頻繁出現(xiàn)斷網(wǎng)等事故而影響生產(chǎn)，給企業(yè)數(shù)字化轉型帶來了挑戰(zhàn)。
本書致力于從應用的角度出發(fā)，向讀者闡釋原理、分享西門子工業(yè)通信與識別產(chǎn)品的典型應用和配置方案，幫助讀者學以致用，幫助企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

劉姝琦
2023年5月

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