智能制造信息平台技术

智能制造信息平台是一类满足智能制造活动和智能服务需求的综合性复杂信息系统。本书从智能制造信息平台的构成和开发技术两个维度，系统介绍智能制造信息平台基本概念，平台构成，平台规划、分析、设计、实现、测试、安全技术，以及未来展望。本书的特点：一方面紧跟产业发展前沿，选择典型智能制造信息平台案例幵以数字化资源形式呈现，充分反映领域最新进展；另一方面从我国智能制造信息平台发展实际出发，融汇产学共识，凸显平台赋能，力图反映智能制造信息平台的中国特色。 全书共8 章。第1 章主要介绍智能制造信息平台的基本概念和发展演化过程；第2 章主要介绍智能制造信息平台的构成和主要功能；第3~7 章主要介绍智能制造信息平台规划技术、分析技术、设计技术、实现技术和测试技术；第8 章主要介绍智能制造信息平台安全技术。总结与展望部分对全书进行了总结与展望，探索了基于大模型的人机协同信息平台开发新范式、新机遇以及面临的新挑战。 本书既可以作为高等学校智能制造、信息系统相关专业本科生、研究生学习信息平台开发知识的教材，也可以作为智能制造、信息系统领域从业的管理人员、技术人员和研究人员的参考书。

高等院校老师

序 前言 第1 章　绪论 1 本章概要 2 1.1　智能制造信息平台 2 1.1.1　信息技术驱动的制造智能化转型 2 1.1.2　智能制造信息平台概念 3 1.1.3　智能制造信息平台功能 5 1.1.4　智能制造信息平台特点 5 1.1.5　智能制造信息平台价值 6 1.1.6　智能制造信息平台发展过程 8 1.2　智能制造信息平台技术架构 10 1.2.1　智能制造信息平台的总体技术架构 10 1.2.2　边缘层 11 1.2.3　基础设施层 13 1.2.4　制造平台层 14 1.2.5　制造服务层 17 1.3　基于智能制造信息平台的智能制造新模式 18 1.3.1　大规模个性化定制制造模式 18 1.3.2　网络协同制造模式 20 1.3.3　社会化协同制造模式 22 1.3.4　服务型制造模式 24 1.4　智能制造信息平台构成与开发技术 .26 1.4.1　智能制造信息平台构成 26 1.4.2　智能制造信息平台开发技术 28 1.4.3　智能制造信息平台开发方法 29 1.4.4　智能制造信息平台开发策略 29 本章小结 33 思考题 33 参考文献 34 第2 章　智能制造信息平台构成 35 本章概要 35 2.1　概述 35 2.2　智能产品信息平台 36 2.2.1　智能产品信息平台概念 37 2.2.2　智能产品信息平台功能 38 2.2.3　智能产品信息平台结构 39 2.3　研发生产运维信息平台 43 2.3.1　研发生产运维信息平台概念 43 2.3.2　研发生产运维信息平台功能 44 2.3.3　研发生产运维信息平台结构 49 2.4　智能制造工厂信息平台 53 2.4.1　智能制造工厂信息平台概念 53 2.4.2　智能制造工厂信息平台功能 54 2.4.3　智能制造工厂信息平台结构 58 2.5　智能制造供应链信息平台 62 2.5.1　智能制造供应链信息平台概念 62 2.5.2　智能制造供应链信息平台功能 65 2.5.3　智能制造供应链信息平台结构 67 2.6　智能制造产业生态信息平台 70 2.6.1　智能制造产业生态信息平台概念 70 2.6.2　智能制造产业生态信息平台功能 72 2.6.3　智能制造产业生态信息平台结构 72 2.7　智能制造信息网络平台 75 2.7.1　智能制造信息网络平台概念 75 2.7.2　智能制造信息网络平台功能 76 2.7.3　智能制造信息网络平台结构 78 本章小结 84 思考题 84 参考文献 85 第3 章　信息平台规划技术 86 本章概要 86 3.1　概述 86 3.1.1　信息平台规划概念和内容 86 3.1.2　信息平台规划目标、特点和组织 88 3.2　信息平台规划方法 89 3.2.1　战略目标集转化法 89 3.2.2　企业系统规划法 90 3.2.3　关键成功因素法 92 3.2.4　价值链分析法 94 3.3　信息平台总体架构规划 96 3.3.1　企业架构 96 3.3.2　信息平台业务架构 101 3.3.3　信息平台数据架构 101 3.3.4　信息平台应用架构 104 3.3.5　信息平台技术架构 105 3.3.6　ArchiMate 架构建模工具 107 3.4　信息平台功能结构规划 110 3.4.1　平台化信息系统 110 3.4.2　信息平台子系统划分 111 3.4.3　信息平台模块规划 118 3.5　信息平台技术体系规划 120 3.5.1　信息平台技术特征 121 3.5.2　信息平台技术栈及相关产品 122 3.5.3　信息平台技术栈选型 126 3.6　信息平台运行管理规划 128 3.6.1　信息平台运营管理方式 128 3.6.2　信息平台数据治理方法 129 3.6.3　信息平台维护与升级策略 131 本章小结 132 思考题 133 参考文献 133 第4 章　信息平台分析技术 134 本章概要 134 4.1　概述 134 4.1.1　需求类型 135 4.1.2　需求工程 136 4.1.3　需求分析建模 137 4.2　需求建模技术 138 4.2.1　需求获取方法 139 4.2.2　用例分析 140 4.2.3　用例图分析 143 智能制造信息平台技术 XIV 4.2.4　业务过程分析 147 4.3　过程建模技术 154 4.3.1　过程建模概述 154 4.3.2　数据流图 155 4.3.3　数据字典 165 4.3.4　过程描述 168 4.4　数据建模技术 173 4.4.1　数据建模概述 173 4.4.2　实体关系图 175 4.5　对象建模技术 180 4.5.1　面向对象分析 180 4.5.2　静态建模方法 181 4.5.3　类图 182 4.5.4　对象图 185 4.6　行为建模技术 186 4.6.1　动态建模方法 187 4.6.2　序列图 187 4.6.3　通信图 189 4.6.4　状态图 190 4.6.5　活动图 192 4.7　需求规格说明编写 194 本章小结 195 思考题 195 参考文献 196 第5 章　信息平台设计技术 198 本章概要 198 5.1　概述 198 5.1.1　信息平台设计的原则 199 5.1.2　信息平台设计的内容 199 5.1.3　信息平台设计的方法 201 5.2　应用架构设计 206 5.2.1　分层应用架构 206 5.2.2　MVC 架构 207 5.2.3　面向服务的架构 210 5.3　表现层设计 215 5.3.1　输入输出设计 215 5.3.2　用户界面设计 218 5.3.3　软件接口设计 220 目录 XV 5.4　业务逻辑层设计 223 5.4.1　结构化的业务逻辑层设计 223 5.4.2　面向对象的业务逻辑层设计 228 5.4.3　面向服务的业务逻辑层设计 231 5.5　数据访问层设计 236 5.5.1　关系数据库设计 236 5.5.2　对象关系映射设计 238 5.5.3　NoSQL 数据库 242 本章小结 243 思考题 244 参考文献 244 第6 章　信息平台实现技术 245 本章概要 245 6.1　概述 245 6.1.1　信息平台实现技术的演化历程 245 6.1.2　信息平台实现的原则 248 6.1.3　信息平台实现技术痛点与挑战 250 6.2　信息平台实现框架技术 252 6.2.1　面向服务架构 252 6.2.2　微服务架构 253 6.2.3　中台式架构 256 6.2.4　混合云架构 259 6.3　信息平台实现方法 262 6.3.1　结构化方法 262 6.3.2　面向对象方法 263 6.3.3　原型化方法 264 6.3.4　敏捷式方法 265 6.3.5　DevOps 方法 267 6.4　信息平台编程技术 268 6.4.1　编程环境与语言 269 6.4.2　前端开发技术 270 6.4.3　后端开发技术 273 6.4.4　大数据集成与检索 276 6.5　信息平台安装切换维护技术 278 6.5.1　信息平台安装技术 278 6.5.2　信息平台切换技术 281 6.5.3　信息平台维护技术 283 6.6　智能制造信息平台实现案例 285 智能制造信息平台技术 XVI 6.6.1　金恒科技信息平台框架技术分析 286 6.6.2　金恒科技信息平台实现方法分析 289 6.6.3　金恒科技信息平台编码技术分析 290 6.6.4　金恒科技信息平台安装、切换、维护技术分析 292 本章小结 293 思考题 293 参考文献 294 第7 章　信息平台测试技术 295 本章概要 295 7.1　概述 295 7.1.1　信息平台测试定义 295 7.1.2　信息平台测试模型 299 7.1.3　信息平台测试分类 301 7.2　信息平台测试方法 302 7.2.1　单元测试 303 7.2.2　集成测试 306 7.2.3　系统测试 309 7.2.4　专项测试 312 7.3　信息平台测试自动化 316 7.3.1　测试自动化概述 316 7.3.2　测试自动化原理 317 7.3.3　平台测试自动化设施 320 7.4　信息平台智能化测试 321 7.4.1　智能化驱动测试 321 7.4.2　智能化持续集成测试 325 7.5　信息平台测试管理 327 7.5.1　测试需求与计划 327 7.5.2　用例设计与维护 331 7.5.3　测试执行与评估 334 本章小结 338 思考题 338 实验资源 339 参考文献 339 第8 章　信息平台安全技术 340 本章概要 340 8.1　概述 340 8.1.1　发展历程 341 目录 XVII 8.1.2　主要安全技术 342 8.2　信息平台安全的威胁与风险 343 8.2.1　DDoS 攻击 343 8.2.2　恶意代码攻击 344 8.2.3　黑客攻击 345 8.2.4　数据投毒 347 8.2.5　对抗样本攻击 347 8.2.6　预训练模型安全风险 349 8.3　信息平台安全的防护技术 350 8.3.1　数字加密算法 350 8.3.2　访问控制技术 352 8.3.3　防火墙技术 352 8.3.4　虚拟专用网络 354 8.3.5　身份认证 354 8.4　信息平台安全的检测技术 355 8.4.1　入侵检测技术 355 8.4.2　蜜罐技术 357 8.4.3　消息摘要 359 8.4.4　数字签名 360 8.5　信息平台安全的响应技术 361 8.5.1　系统隔离 361 8.5.2　入侵防御 362 8.5.3　应用保护技术 363 8.6　信息平台安全的恢复技术 366 8.6.1　双机热备技术 366 8.6.2　数据容错技术 368 8.6.3　操作系统恢复技术 368 8.7　信息平台安全体系 369 8.7.1　OSI 安全体系 370 8.7.2　安全等级保护 371 8.7.3　数据库系统安全 372 8.7.4　操作系统安全 373 8.7.5　通信安全 375 本章小结 376 思考题 377 参考文献 377 总结与展望 378