“数字浪潮：工业互联网先进技术”丛书--工业互联网关键技术

工业互联网是现代信息技术与工业体系深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式，是支撑制造业高质量发展的“新基建”之一。本书重点介绍了工业互联网平台的概念和发展历史，国内外典型工业互联网平台的架构和特点，工业互联网边缘层、PaaS层和SaaS层的关键技术，以及工业互联网在流程制造业和离散制造业的应用案例。 本书可作为高校研究生、政府工作人员、企业技术人员理解和学习工业互联网关键技术及应用的重要参考书。

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第1章　绪论 001 1.1　工业互联网概述 002 1.1.1　互联网和互联网+ 003 1.1.2　工业1.0～工业4.0 004 1.1.3　传统制造业面临的问题 005 1.1.4　工业互联网的内涵 006 1.2　工业互联网体系架构 008 1.2.1　美国工业互联网参考架构IIRA 009 1.2.2　德国工业4.0参考架构RAMI 4.0 010 1.2.3　日本工业价值链参考架构IVRA 011 1.2.4　中国工业互联网体系架构 012 1.3　工业互联网关键技术 015 1.3.1　技术体系 015 1.3.2　关键技术 019 1.3.3　工业互联网前沿技术 023 1.4　工业互联网发展趋势 026 1.4.1　工业互联网产业融合发展 026 1.4.2　5G +工业互联网快速融合发展 026 1.4.3　工业APP应用持续丰富和拓展 027 1.4.4　工业互联网平台发展趋势 027 参考文献 028 第2章　工业互联网平台 031 2.1　工业互联网平台概述 032 2.2　工业互联网平台技术架构 035 2.2.1　边缘层 035 2.2.2　基础层 037 2.2.3　平台层 038 2.2.4　应用层 038 2.3　国内外工业互联网平台 040 2.3.1　国外工业互联网平台 040 2.3.2　国内工业互联网平台 046 参考文献 053 第3章　工业互联网边缘层 055 3.1　边缘层概述 056 3.2　工业数据接入 057 3.2.1　工业控制系统 057 3.2.2　工业信息系统 060 3.2.3　其他工业设备 065 3.3　边缘计算通信协议 070 3.3.1　OPC DA 071 3.3.2　OPC UA 072 3.3.3　Modbus 073 3.3.4　工业互联网标识解析 075 3.3.5　工业实时数据库 077 3.4　边缘计算数据处理 082 3.4.1　工业数据处理 082 3.4.2　云计算与边缘计算 088 3.5　边缘计算应用 093 3.5.1　视觉数据分析 093 3.5.2　高频振动信号分析 095 3.5.3　风机信号处理 097 参考文献 097 第4章　工业互联网PaaS层 101 4.1　PaaS层概述 102 4.1.1　PaaS层定义 102 4.1.2　PaaS层定位 103 4.1.3　PaaS层的技术架构 104 4.2　PaaS层核心支撑技术 108 4.2.1　分布式开发技术 108 4.2.2　微服务架构 113 4.2.3　微服务治理 116 4.2.4　微服务开发框架 119 4.2.5　容器与容器云 123 4.3　工业数据集成与资源管理 132 4.3.1　工业数据集成与资源管理概述 133 4.3.2　工业数据集成与资源管理流程和方法 134 4.3.3　工业数据集成与资源管理工具 140 4.4　工业APP开发编排计算平台 148 4.4.1　基于平台的开发与部署 149 4.4.2　基于组件的可复用技术 154 4.4.3　图形化编程开发技术 156 4.4.4　运行时求解计算过程 161 4.4.5　异构算力环境调度 164 4.4.6　分布式计算与并行计算 167 4.5　工业低代码APP开发 168 4.5.1　工业低代码APP开发简介 169 4.5.2　工业低代码APP开发原理 170 4.5.3　典型的低代码开发平台 179 4.5.4　工业低代码的应用场景 189 参考文献 191 第5章　工业互联网SaaS层 195 5.1　SaaS概述 196 5.1.1　SaaS定义 196 5.1.2　SaaS主要特点 197 5.1.3　SaaS发展现状 198 5.1.4　SaaS代表产品 199 5.2　工业APP概述 200 5.2.1　工业APP定义 200 5.2.2　工业APP的特点 201 5.2.3　工业APP与工业软件 202 5.2.4　工业APP发展现状 203 5.3　工业APP开发 204 5.3.1　技术架构 205 5.3.2　关键技术 206 5.3.3　开发流程 207 5.4　工业APP应用 209 5.4.1　面向智能设计的工业APP 209 5.4.2　面向智能生产的工业APP 214 5.4.3　面向智能运维的工业APP 219 5.5　工业APP生态体系建设 225 5.5.1　生态体系的构成内容 225 5.5.2　参与主体及主要活动 226 5.5.3　生态基础建设 228 5.5.4　使能环境建设 229 参考文献 232 第6章　工业互联网赋能行业应用 235 6.1　工业互联网赋能流程制造业典型应用 236 6.1.1　炼化一体化生产智能管控典型案例 236 6.1.2　煤气化炉智慧生产管控平台案例 240 6.1.3　水泥行业智能工厂建设典型案例 245 6.1.4　基于工业互联网平台的钢铁智慧管控中心建设 248 6.1.5　基于工业互联网平台的空冷数字孪生智能控制系统 252 6.1.6　基于工业互联网平台的危废焚烧智能决策系统 256 6.2　工业互联网赋能离散制造业典型应用 261 6.2.1　基于工业互联网平台的高端发动机智能设计、智能运维一体化系统 261 6.2.2　基于工业互联网平台的汽车行业生产仿真和优化系统 265 6.2.3　大型工程机械一体化平台典型应用 269 6.2.4　动力电池行业智能工厂典型应用 273 6.2.5　基于工业互联网平台的AI质检领域典型应用 276 参考文献 281