工业互联网导论(微课版)

项目1 工业互联网概述 1 【项目引入】 1 【知识目标】 1 【能力目标】 1 【素质目标】 2 【学习路径】 2 【知识准备】 2 1.1 工业互联网的起源和发展 2 1.1.1 工业互联网的起源 3 1.1.2 工业互联网的发展历程 4 1.1.3 工业互联网的发展动力 5 1.2 工业互联网的内涵和特征 7 1.2.1 工业互联网的定义 7 1.2.2 工业互联网的内涵 7 1.2.3 工业互联网的特征 8 1.2.4 工业互联网的价值 11 1.2.5 工业互联网的作用 12 1.3 工业互联网的发展现状和趋势 12 1.3.1 国内工业互联网的发展现状 13 1.3.2 国外工业互联网的发展现状 15 1.3.3 工业互联网的发展趋势 18 【实训演练】 20 实训1 工业互联网相关概念辨析 20 实训2 工业互联网相关政策探究 20 【项目小结】 21 【练习题】 21 【拓展演练】 23 项目2 工业互联网架构 24 【项目引入】 24 【知识目标】 24 【能力目标】 24 【素质目标】 25 【学习路径】 25 【知识准备】 25 2.1 工业互联网技术架构 25 2.1.1 感知层 26 2.1.2 网络层 28 2.1.3 平台层 30 2.1.4 应用层 32 2.2 工业互联网体系架构 34 2.2.1 工业互联网网络体系 35 2.2.2 工业互联网安全体系 39 2.2.3 工业互联网标准体系 43 2.3 工业互联网参考架构 46 2.3.1 我国工业互联网参考架构 47 2.3.2 美国工业互联网参考架构 49 2.3.3 德国“工业4.0”参考架构 50 2.3.4 日本工业互联网参考架构 51 【实训演练】 51 实训1 使用阿里云工业互联网平台的 云服务器ECS部署并使用 Docker 51 实训2 使用阿里云工业互联网平台的 云防火墙防护公网流量 54 【项目小结】 58 【练习题】 58 【拓展演练】 60 项目3 工业互联网平台体系 61 【项目引入】 61 【知识目标】 61 【能力目标】 61 【素质目标】 62 【学习路径】 62 【知识准备】 62 3.1 工业互联网平台体系架构 62 3.1.1 边缘层 63 3.1.2 基础设施层 64 3.1.3 平台层 65 3.1.4 应用层 66 3.2 工业互联网平台应用场景 和实例 67 3.2.1 工业互联网平台应用场景 67 3.2.2 工业互联网平台实例 71 3.3 工业互联网平台发展趋势 77 3.3.1 工业互联网平台不断升级 77 3.3.2 工业互联网平台关键技术加速 演进 79 3.3.3 工业互联网平台生态日趋 形成 79 【实训演练】 81 实训1 使用阿里云工业互联网平台进行数据应用与可视化搭建 81 实训2 《工业互联网平台 企业应用水平与绩效评价》(GB/T 41870— 2022)学习 84 【项目小结】 85 【练习题】 85 【拓展演练】 86 项目4 工业互联网基础技术 87 【项目引入】 87 【知识目标】 87 【能力目标】 87 【素质目标】 88 【学习路径】 88 【知识准备】 89 4.1 工业大数据技术 89 4.1.1 工业大数据的内涵与来源 89 4.1.2 工业大数据的特征 90 4.1.3 工业大数据的核心技术 92 4.1.4 工业大数据在工业互联网中的 应用场景 96 4.2 云计算技术 97 4.2.1 云计算的概念与特征 97 4.2.2 云计算的优势 99 4.2.3 云计算在工业互联网中的应用 实例 101 4.3 物联网技术 102 4.3.1 物联网技术的内涵与特征 102 4.3.2 物联网体系架构 103 4.3.3 物联网在工业互联网中的应用 场景和实例 104 4.4 网络通信技术 107 4.4.1 网络通信技术的内涵与分类 107 4.4.2 有线网络通信技术 108 4.4.3 无线网络通信技术 109 4.4.4 5G网络在格力电器公司的 应用 109 4.5 数字孪生技术 110 4.5.1 数字孪生的起源与概念 110 4.5.2 数字孪生技术体系 112 4.5.3 数字孪生在工业互联网中的应 用场景和实例 114 4.6 人工智能技术 116 4.6.1 人工智能的概念与发展 116 4.6.2 人工智能的关键技术 118 4.6.3 人工智能在工业互联网中的应 用场景和实例 120 【实训演练】 122 实训1 使用华为云工业互联网平台的设备接入服务实现云端双向 通信 122 实训2 数字孪生实践探究 127 【项目小结】 128 【练习题】 128 【拓展演练】 129 项目5 工业互联网标识技术 130 【项目引入】 130 【知识目标】 130 【能力目标】 130 【素质目标】 131 【学习路径】 131 【知识准备】 131 5.1 物体标识技术 131 5.1.1 条码技术概述 132 5.1.2 常见的一维条码 134 5.1.3 常见的二维条码 135 5.1.4 射频识别技术 137 5.2 场景记录技术 139 5.2.1 电荷耦合器件 139 5.2.2 CMOS图像传感器 141 5.2.3 网络摄像机 143 5.3 位置定位技术 145 5.3.1 全球定位系统 145 5.3.2 地理信息系统 147 5.3.3 北斗卫星导航系统 150 5.4 工业互联网标识技术应用场景 152 5.4.1 智能化生产 152 5.4.2 网络化协同 154 5.4.3 服务化延伸 155 【实训演练】 156 实训1 使用Word软件制作QR码 156 实训2 北斗卫星导航系统相关事件 探究 159 【项目小结】 160 【练习题】 160 【拓展演练】 162 项目6 工业互联网边缘计算 163 【项目引入】 163 【知识目标】 163 【能力目标】 163 【素质目标】 164 【学习路径】 164 【知识准备】 164 6.1 边缘计算概述 164 6.1.1 边缘计算的概念和特征 165 6.1.2 边缘计算的发展历程 166 6.1.3 边缘计算与云计算的比较 170 6.2 边缘计算参考架构3.0 170 6.2.1 边缘计算参考架构3.0概述 171 6.2.2 商业视图 172 6.2.3 使用视图 173 6.2.4 功能视图 174 6.2.5 部署视图 180 6.3 边缘计算在工业互联网中的 应用 181 6.3.1 工业互联网对边缘计算的 需求 181 6.3.2 边缘计算在工业互联网中的 应用特点 182 6.3.3 边缘计算在工业互联网中的 应用场景 183 【实训演练】 184 实训 华为Atlas 500智能小站运行环境搭建 184 【项目小结】 186 【练习题】 187 【拓展演练】 188 项目7 工业互联网安全 189 【项目引入】 189 【知识目标】 189 【能力目标】 190 【素质目标】 190 【学习路径】 190 【知识准备】 190 7.1 工业互联网安全概述 190 7.1.1 工业互联网安全的概念 191 7.1.2 网络空间安全概述 193 7.1.3 工业互联网安全问题分析 194 7.2 工业互联网安全防护概述 195 7.2.1 工业互联网安全目标 196 7.2.2 工业互联网安全防护内容 196 7.2.3 工业互联网安全防护措施 198 7.3 工业互联网安全标准 200 7.3.1 我国工业互联网安全标准 进展 200 7.3.2 国外工业互联网安全标准 进展 201 7.3.3 工业互联网安全标准体系 202 【实训演练】 203 实训1 震网病毒攻击事件探究 203 实训2 网络空间安全战略探究 204 【项目小结】 204 【练习题】 205 【拓展演练】 206 项目8 工业互联网行业应用 207 【项目引入】 207 【知识目标】 207 【能力目标】 207 【素质目标】 208 【学习路径】 208 【知识准备】 208 8.1 工业互联网在重工行业的应用 208 8.1.1 相关企业简介 208 8.1.2 数字赋能打造智慧工厂 210 8.1.3 “5G﹢工业互联网”应用 场景 210 8.2 工业互联网在物流行业的应用 211 8.2.1 相关企业简介 211 8.2.2 顺丰DHL“货到人”分拣 系统 213 8.2.3 穿梭式自动化货架系统 214 8.3 工业互联网在电力行业的应用 216 8.3.1 相关企业简介 216 8.3.2 “5G+工业互联网”助力智能 电网 216 8.3.3 应用效果 217 8.4 工业互联网在港口行业的应用 218 8.4.1 相关企业简介 218 8.4.2 天津移动助力打造智慧港口 219 8.4.3 解锁世界港口难题的“万能 之钥” 221 8.5 工业互联网在钢铁行业的 应用 221 8.5.1 相关企业简介 221 8.5.2 “5G+工业互联网”开启智能 制造 222 8.5.3 应用效果 223 【实训演练】 224 实训1 研读《工业互联网创新发展行动 计划(2021—2023年)》 224 实训2 工业互联网典型应用场景 和重点行业实践探究 224 【项目小结】 225 【练习题】 225 【拓展演练】 227 参考文献 228