工业互联网导论

第1章
工业互联网的发展背景 / 1
1.1 工业1.0~工业3.0发展历程 / 1
1.2 制造业信息化 / 2
1.3 CIMS / 6
1.4 迈向工业4.0 / 9
1.5 新一代智能制造 / 13
第2章
面向新工业革命的新一代ICT技术 / 18
2.1 云计算 / 18
2.1.1 云计算简介 / 18
2.1.2 云计算核心理念 / 18
2.1.3 云计算模型 / 19
2.1.4 云计算的技术特征 / 20
2.2 大数据 / 20
2.2.1 大数据的起源 / 20
2.2.2 大数据的研究意义 / 21
2.2.3 大数据的核心特征 / 21
2.2.4 大数据的应用手段 / 22
2.2.5 工业大数据 / 22
2.3 智能物联网 / 23
2.3.1 物联网的定义 / 24
2.3.2 物联网下的制造—全互联制造 / 25
2.3.3 物联网的关键支撑协议 / 25
2.3.4 物联网的网络参考架构 / 26
2.3.5 物联网与互联网的区别 / 29
2.4 智能传感器 / 29
2.4.1 智能传感器的定义 / 30
2.4.2 智能传感器的分类 / 30
2.4.3 工业互联网环境下的典型智能传感器 / 30
2.5 5G通信技术 / 34
2.5.1 5G技术的概念 / 34
2.5.2 5G的关键技术 / 35
2.6 信息物理系统 / 41
2.6.1 信息物理系统的本质 / 41
2.6.2 信息物理系统的层次 / 42
2.6.3 信息物理系统的特征 / 43
2.6.4 信息物理系统的四种模式 / 43
2.6.5 信息物理系统的典型应用场景 / 43
2.6.6 CPS与物联网的区别 / 44
2.6.7 CPS的应用价值图谱 / 45
2.7 新一代人工智能 / 45
2.8 大模型 / 50
2.8.1 大模型的含义 / 50
2.8.2 大模型的背景与历史 / 50
2.8.3 大模型的工作原理 / 51
2.8.4 大模型的优势与挑战 / 51
2.9 区块链 / 51
2.9.1 区块链的发展历程 / 51
2.9.2 区块链的类型 / 53
2.9.3 加密技术与安全性 / 53
2.9.4 区块链的优势与应用 / 53
2.10 虚拟现实与元宇宙 / 54
2.10.1 元宇宙的定义 / 54
2.10.2 元宇宙的起源与发展 / 54
2.10.3 元宇宙的关键技术 / 54
2.10.4 元宇宙的实际应用 / 55
2.10.5 工业元宇宙 / 55
2.11 产品全生命周期涉及的工业软件 / 56
2.11.1 产品生命周期管理系统 / 56
2.11.2 企业资源计划系统 / 57
2.11.3 制造执行系统 / 59
2.11.4 制造运营管理系统 / 60
第3章
工业互联网的概念与体系架构 / 62
3.1 工业互联网的概念与内涵 / 62
3.2 工业互联网的体系架构和关键技术 / 65
第4章
工业互联网的网络关键技术 / 70
4.1 什么是工业互联网标识 / 70
4.1.1 工业物联网标识概述 / 70
4.1.2 工业互联网标识的形式和载体 / 71
4.1.3 工业互联网标识的使用流程及注意事项 / 73
4.2 工业互联网标识解析 / 75
4.2.1 工业互联网标识解析体系概述 / 75
4.2.2 工业互联网标识解析体系的结构 / 77
4.2.3 工业互联网标识解析体系的视图 / 81
4.3 工业互联网网络连接框架 / 83
4.3.1 工业互联网总体架构概述 / 83
4.3.2 工业互联网网络连接的主要架构 / 84
4.4 工厂内网 / 86
4.4.1 工厂内网“两层三级” / 86
4.4.2 工厂内网络的网络类型 / 88
4.5 工厂外网 / 89
4.6 工业协议家族 / 94
4.7 工业协议解析与转换 / 98
4.7.1 工业互联网通用转换协议 / 98
4.7.2 工业互联网协议转换载体 / 101
4.8 5G 工业互联网 / 102
4.9 时间敏感网络 / 106
4.9.1 时间敏感网络概述 / 106
4.9.2 时间敏感网络的主要技术 / 107
4.10 边缘计算 / 109
4.10.1 边缘计算的功能视角 / 109
4.10.2 边缘计算的基础能力视角 / 111
第5章
工业互联网平台的关键技术 / 113
5.1 工业大数据 / 113
5.1.1 工业大数据的概念与特征 / 113
5.1.2 工业大数据的功能体系架构 / 118
5.1.3 工业大数据的技术框架 / 121
5.1.4 工业数据空间跨域集成模型 / 125
5.1.5 工业时序数据库 / 137
5.1.6 工业大数据可视化 / 142
5.2 工业智能 / 146
5.2.1 工业智能概述 / 146
5.2.2 工业数据深度学习：建模与分析流程 / 151
5.2.3 工业时序数据深度学习技术：应用背景与基础知识 / 155
5.2.4 工业时序数据深度学习的技术：挑战与应对策略 / 159
5.2.5 工业深度学习模型轻量化技术 / 168
5.2.6 工业知识图谱 / 172
5.3 工业互联网的任务调度 / 179
5.3.1 工业生产计划与调度 / 179
5.3.2 工业互联网的任务调度：问题与方法 / 183
5.3.3 工业互联网的任务调度：挑战与应对策略 / 188
5.4 建模仿真与数字孪生 / 196
5.4.1 建模仿真技术概述 / 196
5.4.2 建模仿真在制造业中的应用 / 199
5.4.3 数字孪生 / 202
5.4.4 模型工程 / 205
5.4.5 MBSE与X语言 / 207
5.5 云制造 / 213
5.5.1 云制造的概念 / 213
5.5.2 云制造的技术体系 / 217
5.6 云边协同技术 / 220
5.6.1 云边协同服务模式 / 220
5.6.2 云边协同基础能力 / 222
5.6.3 云边协同部署架构 / 223
5.7 工业App开发 / 225
5.7.1 工业App / 225
5.7.2 工业App低代码开发方法 / 233
5.8 智能工厂 / 239
5.9 供应链协同优化 / 245
第6章
工业互联网安全 / 251
6.1 工业互联网安全的威胁 / 251
6.1.1 震网病毒 / 251
6.1.2 工业互联网安全事件 / 252
6.1.3 一些思考 / 253
6.2 工业互联网安全的框架 / 254
6.2.1 总述 / 254
6.2.2 设备安全 / 254
6.2.3 控制安全 / 255
6.2.4 网络安全 / 255
6.2.5 应用安全 / 256
6.2.6 数据安全 / 256
6.3 设备安全防护技术 / 257
6.4 控制安全防护技术 / 258
6.5 工业网络安全防护技术 / 261
6.6 工业应用安全防护技术 / 262
6.7 工业数据安全防护技术 / 265
6.8 工业区块链 / 267
第7章
工业互联网人机物共融关键技术 / 276
7.1 工业元宇宙 / 276
7.1.1 工业元宇宙的概念、特征与关键技术 / 276
7.1.2 工业元宇宙的典型应用 / 281
7.2 智能工业机器人 / 285
7.2.1 工业机器人在智能制造中的应用 / 285
7.2.2 工业机器人智能感知决策与控制 / 286
7.3 多模态智能交互技术 / 290
参考文献 / 292