第1章

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡介

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（IndustrialInternet）是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈中的融合集成應(yīng)用，是實現(xiàn)工業(yè)智能化的綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念是由美國通用電氣公司(GE)在2012年提出的，根據(jù)GE的定義所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)便是實現(xiàn)人、機(jī)、物全面互聯(lián)化的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式。

加快發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅是各國順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢，搶占產(chǎn)業(yè)未來制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇，也是我國推動制造業(yè)質(zhì)量變革、效率變革和動力變革，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的客觀要求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比有四個明顯區(qū)別：一是連接對象不同。二是技術(shù)要求不同。三是發(fā)展模式不同。四是時代機(jī)遇不同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新工業(yè)革命的關(guān)鍵體和重要基石，日益成為美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家和中國、印度等發(fā)展中國家實現(xiàn)新增長的共同選擇。美國《美國先進(jìn)制造領(lǐng)導(dǎo)力戰(zhàn)略》德國《國家工業(yè)戰(zhàn)略2030》。英國工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略綠皮書》《工業(yè)戰(zhàn)略：建設(shè)適合未來的英國》態(tài)和應(yīng)用模式。中國《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018—2020年）》工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策2020年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達(dá)到6712.7億元，預(yù)計至2023年規(guī)模超過9000億元，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組成與應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三個關(guān)鍵部分構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)、平臺是核心、安全是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組成隨著新技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，全球工業(yè)正在從傳統(tǒng)的供給驅(qū)動型、資源消耗型、機(jī)器主導(dǎo)型、批量規(guī)模型向需求引導(dǎo)型、資源集約型、人機(jī)互聯(lián)型、個性定制型轉(zhuǎn)變。由于制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復(fù)雜，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用場景很多。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)各類工業(yè)生產(chǎn)要素泛在深度互聯(lián)的基礎(chǔ)，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系、標(biāo)識解析體系和應(yīng)用支撐體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的典型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)以及創(chuàng)新的時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）、確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）、5G等技術(shù)。平臺經(jīng)濟(jì)是數(shù)字時代生產(chǎn)力的新組織方式，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。從實踐來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺仍處于初級階段，盡管平臺技術(shù)和服務(wù)能力已實現(xiàn)單點(diǎn)創(chuàng)新，但要形成系統(tǒng)突破還需探索構(gòu)建共贏發(fā)展的開放合作生態(tài)。安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的保障，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了設(shè)備、工廠、人、產(chǎn)品的全方位連接，因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全建設(shè)必須從綜合安全防護(hù)體系的視角對其進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景

隨著新技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，全球工業(yè)正在從傳統(tǒng)的供給驅(qū)動型、資源消耗型、機(jī)器主導(dǎo)型、批量規(guī)模型向需求引導(dǎo)型、資源集約型、人機(jī)互聯(lián)型、個性定制型轉(zhuǎn)變。由于制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復(fù)雜，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用場景很多。（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將加快向細(xì)分垂直領(lǐng)域延伸。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用和推廣，未來在盈利模式多元化創(chuàng)新發(fā)展的趨勢下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也將加速向細(xì)分垂直領(lǐng)域延伸，深度解決行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)難點(diǎn)。（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與新技術(shù)的融合將持續(xù)加深。在5G、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)的加速成熟和應(yīng)用推廣下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將加快與新技術(shù)的融合發(fā)展，在數(shù)據(jù)設(shè)備安全、模型構(gòu)建迭代、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面不斷創(chuàng)新，并涌現(xiàn)出新發(fā)展模式、應(yīng)用場景。（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為產(chǎn)業(yè)升級的重要途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在整合企業(yè)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)資源方面具備極大優(yōu)勢，未來在系統(tǒng)平臺不斷完善及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)全面覆蓋的趨勢下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)揮其技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)資源配置、信息聚合共享的能力，助力區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。發(fā)展趨勢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大體系，分為邊緣層、IaaS層、PaaS層和SaaS層四大層級。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈邊緣層：主要包括設(shè)備接入、協(xié)議解析和邊緣數(shù)據(jù)處理。IaaS層：包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化等基礎(chǔ)設(shè)施。PaaS層：在通用PaaS服務(wù)(設(shè)備管理、資源管理、運(yùn)維管理、故障恢復(fù)等)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。SaaS層：針對工業(yè)應(yīng)用的需求，為用戶提供設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性應(yīng)用服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括主要由傳感、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)備廠商，有傳感器、控制器、工業(yè)級芯片、智能機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)等中游主要為平臺類企業(yè)，提供開發(fā)、運(yùn)營環(huán)境、軟件應(yīng)用和安全等，有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)軟件、云計算、數(shù)據(jù)中臺、邊緣計算服務(wù)等。下游則為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景等，主要應(yīng)用模式和場景可歸納為以下四類：智能產(chǎn)品開發(fā)與大規(guī)模個性化定制，提供智能增值服務(wù)；智能化生產(chǎn)和管理，主攻發(fā)展數(shù)字工廠、智能工廠；智能化售后服務(wù)以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0架構(gòu)

在技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面，在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟啟動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究，在總結(jié)國內(nèi)外發(fā)展實踐的基礎(chǔ)上，制定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)1.0版和2.0版架構(gòu)2.0在繼承版本1.0核心理念、要素和功能體系的基礎(chǔ)上，從業(yè)務(wù)、功能、實施等三個視圖重新定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的參考體系架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0中包含總體標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)共性和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。（1）總體標(biāo)準(zhǔn)總體標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括：網(wǎng)絡(luò)與聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)、邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)、平臺與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)App標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)等。（2）基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的通用性、指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，包括術(shù)語定義、通用需求、架構(gòu)、測試與評估、管理等標(biāo)準(zhǔn)。（3）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要包含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用場景和垂直行業(yè)應(yīng)用等。

本章小結(jié)

通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念與技術(shù)體系；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求與核心功能；了解各國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與規(guī)劃以及我國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第2章

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用各種通信介質(zhì)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信以傳輸協(xié)議為基準(zhǔn)分布在不同地理位置中的計算機(jī)系統(tǒng)或計算機(jī)終端連接起來實現(xiàn)資源共享計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類局域網(wǎng)是一種在小范圍內(nèi)實施的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)城域網(wǎng)是中等規(guī)模的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),與局域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)的組建更復(fù)雜，功能更齊全。城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)是一種綜合型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，廣域網(wǎng)組建十分復(fù)雜，設(shè)備眾多，且數(shù)據(jù)傳輸率較低，網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?Topology)結(jié)構(gòu)是指用傳輸介質(zhì)互連各種設(shè)備的物理布局。網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)等設(shè)備要實現(xiàn)互聯(lián)，需要以一定的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行連接，這種連接方式就叫作“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”，通俗地講就是這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何連接在一起的。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機(jī)通信相關(guān)技術(shù)通信方式是指通信雙方的信息交互的方式。在設(shè)計一個通信系統(tǒng)時，需要考慮使用何種通信方式。一般常見的通信方式有單工通信、半雙工通信和全雙工通信。通信方式通信是單方向的，如同在單行道上，兩臺設(shè)備只有一臺能夠發(fā)送，另一臺則只能接收單工在半雙工模式下，每臺主機(jī)均能發(fā)送和接收，但不能同時進(jìn)行半雙工全雙工在全雙工模式下，雙方主機(jī)都能同時發(fā)送和接收，并且兩者能夠同步進(jìn)行，這好像人們平時打電話一樣，說話的同時也能夠聽到對方的聲音并行與串行在計算機(jī)和終端之間的數(shù)據(jù)傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實現(xiàn)的。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線上同時被傳輸，這種傳輸方式稱為并行通信并行通信串行通信是指使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個固定的時間長度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信串行通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)之間要進(jìn)行通信必須要遵循一定的協(xié)議或規(guī)則，這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則或約定就被稱為協(xié)議定義(1)語義。語義是解釋控制信息每個部分的意義。它規(guī)定了通信雙方“講什么”。通信雙方要發(fā)出什么控制信息，執(zhí)行的動作和返回的應(yīng)答，主要涉及用于協(xié)調(diào)與差錯處理的控制信息。它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動作與做出什么樣的響應(yīng)。(2)語法。語法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。它規(guī)定了通信雙方“如何講”的問題。規(guī)定的協(xié)議元素的格式，數(shù)據(jù)及控制信息的格式，編碼和信號電平等。(3)時序。也稱為同步，時序是對事件發(fā)生順序的詳細(xì)說明。主要涉及傳輸速度匹配和順序問題。OSI（OpenSystemInterconnect）開放式系統(tǒng)互聯(lián)，一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化）組織在1985年研究的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型。OSI參考模型定義了開放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系及各層所包含的可能的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議，即TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的簡寫，中譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。OSI/RM參考模型TCP/IP模型應(yīng)用層應(yīng)用層表示層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際互聯(lián)層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設(shè)備之間實現(xiàn)的物理連接部分，它能將信號從一方傳輸?shù)搅硪环?，有線傳輸介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。雙絞線和同軸電纜傳輸電信號，光纖傳輸光信號。無線傳輸介質(zhì)指我們周圍的自由空間。我們利用無線電波在自由空間的傳播可以實現(xiàn)多種無線通信。在自由空間傳輸?shù)碾姶挪ǜ鶕?jù)頻譜可將其分為無線電波、微波、紅外線、激光等，信息被加載在電磁波上進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)常見交換設(shè)備網(wǎng)卡網(wǎng)卡是網(wǎng)絡(luò)接口卡的簡稱(NetworkInterfaceCard，簡稱NIC)，是計算機(jī)局域網(wǎng)中最重要的連接設(shè)備之一，計算機(jī)通過網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)集線器集線器的英文稱為“Hub”，“Hub”是“中心”的意思，它和雙絞線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備交換機(jī)交換機(jī)（Switch）意為“開關(guān)”，是一種基于MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）識別，交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)前，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要在各個工業(yè)企業(yè)內(nèi)部?？傮w來說，工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)“兩層三級”的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工廠OT層網(wǎng)絡(luò)主要是用于把現(xiàn)場的控制器（PLC、DCS、FCS等）、傳感器、服務(wù)器、監(jiān)控器等連接起來OT層的網(wǎng)絡(luò)工廠IT層網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)連接信息系統(tǒng)與終端的數(shù)據(jù)通信。在不斷發(fā)展的工業(yè)自動化世界中，數(shù)據(jù)在智能、高效和快速的系統(tǒng)和軟件應(yīng)用中愈發(fā)重要。對制造業(yè)企業(yè)而言，其擁有最精確、最大價值的信息源來自O(shè)T層的數(shù)據(jù)。工廠IT層網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線的概念于1984年正式提出?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)不僅簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還使得整個控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、投運(yùn)、檢修維護(hù)都大大簡化現(xiàn)場總線的種類主要有：基金會現(xiàn)場總線FF、ProfiBus、WorldFIP、ControlNet/DeviveNet以及CAN等

基金會現(xiàn)場總線FF?；饡F(xiàn)場總線FF(FieldbusFoundation)是針對過程自動化而設(shè)計的，是通過數(shù)字、串行、雙向的通信方法來連接現(xiàn)場裝置的。

ProfiBus自1984年開始研制現(xiàn)場總線產(chǎn)品，現(xiàn)已成為歐洲首屈一指的開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)，歐洲市場占有率大于40%，廣泛應(yīng)用于加工自動化、樓宇自動化、過程自動化、發(fā)電與輸配電等領(lǐng)域。WorldFip現(xiàn)場總線組織成立于1987年。目前已有一百多個成員，其中許多是工控領(lǐng)域的世界著名大公司，如Honeywell、西技來克（Cegelec）、阿爾斯通（Alstom）、施耐德（Schneider）等ControlNet的基礎(chǔ)技術(shù)是在RockwellAutomation企業(yè)于1995年10月公布。1997年7月成立了ControlNetInternational組織，Rockwell轉(zhuǎn)讓此項技術(shù)給該組織CAN(ControllerAreaNetwork)稱為控制局域網(wǎng)，屬于總線式通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線規(guī)范了任意兩個CAN節(jié)點(diǎn)之間的兼容性，包括電氣特性及數(shù)據(jù)解釋協(xié)議，CAN協(xié)議分為二層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層工業(yè)以太網(wǎng)

以太網(wǎng)（ETHERNET）技術(shù)世界上應(yīng)用最廣泛、最為常見的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于世界各地的局域網(wǎng)和企業(yè)骨干網(wǎng)，由Xerox公司于1973年提出并實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)顧名思義，就是封裝在以太網(wǎng)協(xié)議中的特殊工業(yè)協(xié)議，以確保在需要執(zhí)行特定操作的時間和位置發(fā)送和接收正確信息，達(dá)到工業(yè)環(huán)境使用需求。具體地來說，工業(yè)以太網(wǎng)是建立在IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP上的分布式實時控制通信網(wǎng)絡(luò)，適用于數(shù)據(jù)量傳輸量大，傳輸速度要求較高的場合工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備之間可以通信德國倍福公司發(fā)明的以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)（EtherCAT），自2003年以來一直在EtherCAT技術(shù)集團(tuán)旗下公司發(fā)展壯大。EtherCAT屬于開放的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，為自動化的總線項目提供實時通信，目前最高速率可提升至千兆級與EtherCAT不同的是，Profinet（過程現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)）是由西門子公司在1987年聯(lián)合十四家機(jī)構(gòu)五個研究所推出的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，其目的即是推動一種串列的現(xiàn)場總線，能夠滿足現(xiàn)場設(shè)備接口最基本的連接需求Ethernet/IP是適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的協(xié)議體系，最初于2000年推出，是一種主要由羅克韋爾自動化公司提供的應(yīng)用層工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，由開放式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(ODVA)提供支持Powerlink由貝加萊B&R公司開發(fā)，并由EthernetPowerlink標(biāo)準(zhǔn)化組(EthernetPowerlinkStandardisationGroup，EPSG)支持。

Powerlink協(xié)議對第三、四層的TCP(UDP)/IP棧進(jìn)行了擴(kuò)展標(biāo)識解析體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識是指能夠唯一識別機(jī)器、產(chǎn)品、算法、工序等制造業(yè)物理資源和虛擬資源的身份符號。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析是指能夠根據(jù)標(biāo)識編碼查詢目標(biāo)對象網(wǎng)絡(luò)位置或者相關(guān)信息的系統(tǒng)裝置。概述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系主要由標(biāo)識編碼和標(biāo)識解析兩部分構(gòu)成，標(biāo)識編碼指為人、機(jī)、物等實體對象和算法、工藝等虛擬對象賦予全球唯一的身份標(biāo)識，類似于互聯(lián)網(wǎng)中的名字服務(wù)解析體系主流的標(biāo)識解析體系Handle系統(tǒng)是一套由國際DONA基金會組織運(yùn)行和管理的全球分布式管理系統(tǒng)對象標(biāo)識符（ObjectIdentifier，OID）是由ISO/IEC、ITU共同提出的標(biāo)識機(jī)制，用于對任何類型的對象、概念或事物進(jìn)行全球統(tǒng)一命名，一旦命名，該名稱終生有效GS1（GlobalStandard1）是由國際物品編碼協(xié)會建立的一種標(biāo)識體系。GS1由三大體系構(gòu)成，包括編碼體系、載體體系、數(shù)據(jù)交換體系，可以對物品供應(yīng)鏈全生命周期的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)識我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用分層、分級模式構(gòu)建，面向各行業(yè)、各類工業(yè)企業(yè)提供標(biāo)識解析公共服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下標(biāo)識解析體系發(fā)展趨勢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析本質(zhì)是將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識翻譯為物體或相關(guān)信息服務(wù)器地址，并在此基礎(chǔ)上增加查詢物品屬性數(shù)據(jù)的過程，從而支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中的域名標(biāo)識編碼主要是以“面向人為主”，方便人來識讀主機(jī)、電腦、網(wǎng)站等；而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識編碼，則擴(kuò)展到“面向人、機(jī)、物”的三元世界，方便計算機(jī)自動讀取機(jī)器、產(chǎn)品、原材料等物品及其所關(guān)聯(lián)的各種數(shù)據(jù)本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念；了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與常見通信設(shè)備；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第3章

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求與信息技術(shù)向制造領(lǐng)域加速滲透的趨勢相互交織融合，催生了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能體系，形成人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，實現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的互聯(lián)互通如今，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺逐漸成為了全球制造業(yè)競爭的新焦點(diǎn)，各個國家均將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為戰(zhàn)略布局的重要方向，逐步構(gòu)建自主掌控的平臺布局能力平臺下連設(shè)備，上接應(yīng)用，承載海量數(shù)據(jù)的匯聚，支撐建模分析和應(yīng)用開發(fā)，定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的中樞功能層級，在驅(qū)動工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈深度互聯(lián)，推動資源優(yōu)化配置，促進(jìn)生產(chǎn)制造體系和服務(wù)體系重塑中發(fā)揮著核心作用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)強(qiáng)人工智能弱人工智能超人工智能從價值視角看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的本質(zhì)是通過工業(yè)全要素、全價值鏈和全產(chǎn)業(yè)鏈的連接，實現(xiàn)對企業(yè)乃至制造業(yè)的重構(gòu)。從技術(shù)視角看，產(chǎn)業(yè)維是關(guān)注重點(diǎn)。從5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這些概念不是割裂的，而是環(huán)環(huán)相扣的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺包括了數(shù)據(jù)采集（邊緣層）、IaaS層、平臺層（工業(yè)PaaS）以及應(yīng)用層（工業(yè)SaaS），可快速實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備與系統(tǒng)的快速互聯(lián)互通，通過數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)，協(xié)助提升客戶部署全面靈活的業(yè)務(wù)處理能力，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。平臺層是核心平臺層的核心是數(shù)字化模型。數(shù)字化模型一種是機(jī)理模型，亦稱白箱模型。根據(jù)對象、生產(chǎn)過程的內(nèi)部機(jī)制或者物質(zhì)流的傳遞機(jī)理建立起來的精確數(shù)學(xué)模型。其優(yōu)點(diǎn)是參數(shù)具有非常明確的物理意義，模型參數(shù)易于調(diào)整，所得的模型具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。機(jī)理模型本質(zhì)上是各種經(jīng)驗知識和方法的固化，它更多是從業(yè)務(wù)邏輯原理出發(fā)，強(qiáng)調(diào)的是因果關(guān)系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺特點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采取云化、敏捷開發(fā)等方式，降低了工業(yè)企業(yè)投入信息化、數(shù)字化的成本。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案改變了工業(yè)知識傳遞途徑，基于平臺上匯聚的工業(yè)機(jī)理模型和微服務(wù)組件，工程師能夠以更低的成本、更高的效率、更具拓展性地開發(fā)工業(yè)APP，解決企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中對于單一人才的依賴帶來的制約。（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是傳統(tǒng)工業(yè)云平臺的升級階段（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是新工業(yè)體系的“操作系統(tǒng)”（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺產(chǎn)品應(yīng)用廣泛工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備分布式IT資源調(diào)度與管理，工業(yè)資源的泛在連接與優(yōu)化配置，工業(yè)大數(shù)據(jù)管理與挖掘以及微服務(wù)供給、管理與迭代優(yōu)化等四大方面的核心功能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用場景

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展的基礎(chǔ)，也引發(fā)了全球的極大關(guān)注平臺通過全面連接設(shè)備、軟件、人員等各類生產(chǎn)要素實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的對接；基于海量的工業(yè)數(shù)據(jù)分析，形成智能化的生產(chǎn)與運(yùn)營決策；通過平臺數(shù)據(jù)和功能的對外開放，支持開發(fā)者開展工業(yè)APP創(chuàng)新；實現(xiàn)各類制造資源的優(yōu)化配置，重構(gòu)生產(chǎn)組織模式和制造方式。企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，再基于平臺提供開發(fā)工具、模型、API接口，使得第三方開發(fā)者基于平臺進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，從而形成新生態(tài)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造中應(yīng)用的具體形式工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)采集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心是平臺的功能實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵是應(yīng)用邊緣計算邊緣計算是一種基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)，它是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)毫秒級實時響應(yīng)需求，邊緣計算成為重要解決方案。同時，邊緣計算也為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、底層數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)集成帶來新增長機(jī)遇。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，數(shù)以百萬計的傳感器設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)將給通信技術(shù)帶來無線壓力，因此在靠近數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)或設(shè)備側(cè)就近提供邊緣智能服務(wù)，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接設(shè)備，在就近的或者內(nèi)部部署服務(wù)器上實時收集處理的有價值的數(shù)據(jù)，之后再上傳到云端。工業(yè)機(jī)理模型

工業(yè)機(jī)理是基于設(shè)備和產(chǎn)品的仿真和原理化的分析，也是世界物理世界存在的基礎(chǔ)，比如壓力、磁場、熱力學(xué)等等方向的仿真技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的一個重要功能是需要基于工業(yè)機(jī)理和數(shù)據(jù)科學(xué)實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度分析，并實現(xiàn)工業(yè)知識的沉淀和復(fù)用。工業(yè)機(jī)理模型是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要構(gòu)成要素，其匯集了工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中的原理、定理、定律等專業(yè)知識，結(jié)合了實際工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗，形成機(jī)理并構(gòu)建成模型，嵌入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中。值得注意的是：在建立模型時，模型要求從輸入?yún)?shù)到輸出參數(shù)是有一定聯(lián)系的，這一聯(lián)系通常是通過經(jīng)過實驗或仿真的模型參數(shù)來建立的。為了更好地驗證建模的精確性，這些模型參數(shù)往往會再經(jīng)過許多實驗來進(jìn)行優(yōu)化，以期使得模型能夠更準(zhǔn)確地模擬真實情況。智能決策技術(shù)

智能決策是組織或個人綜合利用多種智能技術(shù)和工具，基于既定目標(biāo)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、分析并得到?jīng)Q策的過程。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺需要實時高效處理不斷產(chǎn)生的工業(yè)數(shù)據(jù)，從中挖掘出對工業(yè)生產(chǎn)有價值的決策方案。在具體實現(xiàn)中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺大數(shù)據(jù)分析，不僅需要利用常用的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，還需要研究數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合，并且要將各學(xué)科、各領(lǐng)域、不同背景知識抽象、固化，形成規(guī)則，與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)結(jié)合，以提供更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。工業(yè)App開發(fā)技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺需要根據(jù)用戶需求和實際生產(chǎn)需要，定制化App推送消息，因此，需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)面向新模式場景、個性化需求的App。工業(yè)App的構(gòu)建是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺協(xié)作模式轉(zhuǎn)換的核心，通過對工業(yè)知識的提煉與抽象，將數(shù)據(jù)模型、提煉與抽象的知識結(jié)果通過形式化封裝與固化形成App。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實例

目前，我國已初步建立以通用技術(shù)平臺為基礎(chǔ)底座，以跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的綜合型平臺、行業(yè)和區(qū)域特色型平臺、技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)型平臺為核心，企業(yè)級平臺建設(shè)蓬勃發(fā)展的多層次平臺體系。海爾COSMOPlat工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺COSMOPlat重心在于通過對業(yè)務(wù)資源和信息化資源的整合，為上層應(yīng)用提供服務(wù)，因此，COSMOPlat更像是一款云制造平臺航天云網(wǎng)INDICS平臺INDICS云平臺定位工業(yè)級操作系統(tǒng)，為全球企業(yè)和個人開發(fā)者提供工業(yè)應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，提供IaaS基礎(chǔ)設(shè)施，PaaS應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境，SaaS應(yīng)用的快速開發(fā)和部署，工業(yè)設(shè)備的快速接入，以及配套的工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是由國內(nèi)工程機(jī)械頭部企業(yè)徐工集團(tuán)旗下徐工信息于2014年孵化打造的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺2018年12月，徐工信息對Xrea平臺進(jìn)行了品牌升級，更名為漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，致力于以連接萬物、賦能萬物為核心競爭力，做深、做厚、做強(qiáng)漢云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)賦能、助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。華為FusionPlant工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺FusionPlant工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是華為基于30年ICT技術(shù)積累和制造經(jīng)驗打造的開放式平臺華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺FusionPlant包含工業(yè)智能體、聯(lián)接管理平臺、工業(yè)應(yīng)用平臺三大部分，可為工業(yè)企業(yè)提供工業(yè)全量數(shù)據(jù)接入，實現(xiàn)業(yè)務(wù)在云上敏捷開發(fā)，邊緣可信運(yùn)行，助力企業(yè)搭建增量的智能決策系統(tǒng)，賦能行業(yè)合作伙伴用友精智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺精智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是用友云在工業(yè)企業(yè)的全面應(yīng)用，是面向工業(yè)企業(yè)的智能云平臺。該平臺由基礎(chǔ)技術(shù)支撐平臺、容器云平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、應(yīng)用開發(fā)平臺、移動平臺、云集成平臺、服務(wù)治理平臺以及DevOps平臺為支撐2021年8月，用友發(fā)布精智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺3.0，全面升級物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、人工智能五大技術(shù)引擎用友精智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可用于智能制造中的智能工廠、智慧管理、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)以及智能決策中根云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺根云平臺由成功賦能三一以及多家企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“樹根互聯(lián)”所打造，是國內(nèi)首個自主可控的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)樹根互聯(lián)為整個工業(yè)價值鏈貢獻(xiàn)價值，賦予全行業(yè)生態(tài)體系靈活、敏捷的工業(yè)能力。同時，技術(shù)創(chuàng)新方面，樹根互聯(lián)在連接性、易用性、IT/OT融合計算、數(shù)據(jù)可視化、落地性與安全性等方面具備優(yōu)勢。依托長期沉淀的平臺能力，根云平臺讓整個產(chǎn)業(yè)鏈更具韌性本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的定義與意義；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的技術(shù)架構(gòu)；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用場景；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心技術(shù)；了解常見的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第4章

工業(yè)APP工業(yè)軟件賦能大腦支撐工業(yè)軟件是智能制造的大腦，數(shù)據(jù)的價值正是在工業(yè)軟件分析處理的過程中得以體現(xiàn)工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動流動規(guī)則體系，并以此建立模型對制造的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行賦能不同于過去圍繞設(shè)備、工藝等展開的制造業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，在工業(yè)4.0時代，工業(yè)軟件將成為支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的核心要素工業(yè)APP

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP，簡稱工業(yè)APP，是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，承載工業(yè)知識和經(jīng)驗，滿足特定需求的工業(yè)應(yīng)用軟件，是工業(yè)技術(shù)軟件化的重要成果工業(yè)軟件是工業(yè)創(chuàng)新知識長期積累、沉淀并在應(yīng)用中迭代進(jìn)化的軟件化產(chǎn)物，根植于工業(yè)、但脫胎于工業(yè)，直接代表著一個國家工業(yè)化和信息化融合的能力和水平工業(yè)APP的特點(diǎn)工業(yè)APP一般具有知識化、輕量化、靈巧化、定制化、獨(dú)立化、可復(fù)用等特點(diǎn)。不同的工業(yè)APP可以通過一定的邏輯與交互進(jìn)行組合復(fù)用，解決更復(fù)雜的問題，從而既能夠化解傳統(tǒng)工業(yè)軟件因為架構(gòu)龐大而給帶來的實施門檻和部署困難等問題，又能很好地提高工業(yè)企業(yè)研發(fā)、制造、生產(chǎn)、服務(wù)與管理水平以及工業(yè)產(chǎn)品使用價值近年來，全球數(shù)以千萬計的APP催生了萬億級的移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)市場，成為繁榮移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)的關(guān)鍵載體。以生態(tài)為核心的產(chǎn)業(yè)競爭正從消費(fèi)領(lǐng)域向制造業(yè)拓展相對于傳統(tǒng)工業(yè)軟件，工業(yè)APP具有輕量化、定制化、專用化、靈活和復(fù)用、與原宿主解耦等特點(diǎn)。用戶復(fù)用工業(yè)APP可被快速賦能，機(jī)器復(fù)用工業(yè)APP可快速優(yōu)化，工業(yè)企業(yè)復(fù)用工業(yè)APP可實現(xiàn)對制造資源的優(yōu)化配置，從而創(chuàng)造和保持競爭優(yōu)勢。工業(yè)APP的體系框架工業(yè)APP體系框架是一個三維體系，包含了工業(yè)維、技術(shù)維和軟件維三個維度。三個維度彼此呼應(yīng)，和諧地構(gòu)成和體現(xiàn)了“工業(yè)·技術(shù)·軟件（化）”的工作主旨任何工業(yè)APP都可以按照工業(yè)APP體系框架來分解和組合，同時可具有多個維度的屬性，例如螺栓機(jī)加工藝仿真APP的應(yīng)用，既屬于基礎(chǔ)APP，同時也屬于生產(chǎn)APP，還屬于應(yīng)用改進(jìn)環(huán)節(jié)。工業(yè)App的意義工業(yè)App是以“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺+App”為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系的重要組成，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系的主要內(nèi)容和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)價值實現(xiàn)的最終出口。工業(yè)APP的發(fā)展趨勢據(jù)目前工業(yè)APP發(fā)展基礎(chǔ)、發(fā)展主體和發(fā)展模式來看，國內(nèi)外工業(yè)APP發(fā)展將呈現(xiàn)出平臺+應(yīng)用開發(fā)者+海量用戶的發(fā)展趨勢工業(yè)APP的開發(fā)與實現(xiàn)

工業(yè)APP的開發(fā)參考工業(yè)APP是面向特定應(yīng)用場景的應(yīng)用軟件，目前工業(yè)APP開發(fā)應(yīng)當(dāng)注重需求導(dǎo)向，設(shè)計合理的商業(yè)模式，進(jìn)行充分的可行性分析；建立能力完整的團(tuán)隊，包含需求、業(yè)務(wù)、軟硬件設(shè)計、試驗驗證等各方面人才，優(yōu)化資源整合貨物供銷工業(yè)APP流程圖，在開發(fā)該APP時需嚴(yán)格按照該流程來設(shè)計和實現(xiàn)工業(yè)APP關(guān)鍵技術(shù)1）工業(yè)APP建模技術(shù)復(fù)雜的工業(yè)技術(shù)內(nèi)部包含大量更為具體的工業(yè)技術(shù)或科學(xué)知識，這些技術(shù)方法常?？梢酝ㄟ^技術(shù)流程有序組成完整的工業(yè)技術(shù)2）工業(yè)技術(shù)封裝技術(shù)技術(shù)方法是工業(yè)技術(shù)的構(gòu)成要素，是被技術(shù)流程串接的基本單元為了充分利用其他已有工業(yè)軟件，特別是成熟、廣泛應(yīng)用通用工業(yè)軟件，可以將面向特定領(lǐng)域的工業(yè)技術(shù)細(xì)分到可以采用其他工業(yè)軟件（或其中一部分，例如解算器）為止。此時，可以采用軟件化方法將細(xì)分后的方法和相關(guān)工業(yè)軟件進(jìn)行封裝，從而形成新的工業(yè)APP。3）工業(yè)APP數(shù)據(jù)管理各種工業(yè)技術(shù)的輸入和輸出都包含大量的技術(shù)數(shù)據(jù)，所以工業(yè)APP開發(fā)平臺需要對技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并可以被流程模板和方法模塊調(diào)用4）技術(shù)對象集成工業(yè)技術(shù)的運(yùn)行具有大量的使用環(huán)境，包括其他的工業(yè)軟件、工業(yè)硬件以及相關(guān)具有數(shù)據(jù)交互的其他對象。在技術(shù)方法封裝過程中，需要與這些對象開展集成。技術(shù)對象集成一般采用適配器的方式完成工業(yè)APP開發(fā)平臺工業(yè)APP作為軟件的一種，其開發(fā)也需要各種軟件開發(fā)工具實現(xiàn)。工業(yè)APP開發(fā)平臺主要包括工業(yè)APP建模環(huán)境、工業(yè)APP模板庫、技術(shù)對象資源庫和工業(yè)APP測試環(huán)境。工業(yè)APP的應(yīng)用

由于工業(yè)領(lǐng)域本身的復(fù)雜性，工業(yè)APP的應(yīng)用也隨著領(lǐng)域復(fù)雜性和企業(yè)特性與應(yīng)用環(huán)境的變化，呈現(xiàn)出多種多樣的使用形態(tài)與應(yīng)用方式。工業(yè)低代碼/無代碼開發(fā)

低代碼/無代碼開發(fā)是一種可視化軟件開發(fā)方法，通過最少的編碼更快地交付應(yīng)用程序。簡單來說，通過可視化進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)的方法，讓不同經(jīng)驗水平的人員，都可以通過可視化的用戶界面，自定義配置各種管理應(yīng)用模型低代碼/無代碼平臺可以通過拖拉方式快速搭建出個性化系統(tǒng)，可以配置流程引擎，可以搭建BI數(shù)據(jù)大屏，相比于傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式，低代碼/無代碼可以更低成本、更快周期幫助企業(yè)快速實現(xiàn)數(shù)字化管理。優(yōu)秀的低代碼平臺具備以下優(yōu)點(diǎn)1）開發(fā)工具齊全2）開發(fā)過程可視化3）集成服務(wù)完善4）可靠的商業(yè)機(jī)制工業(yè)低代碼/無代碼開發(fā)平臺應(yīng)用本章小結(jié)

通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到工業(yè)App的定義與體系框架；了解工業(yè)App的分類與意義；了解工業(yè)App的特點(diǎn)；了解工業(yè)App的發(fā)展趨勢；了解工業(yè)App技術(shù)；了解工業(yè)App開發(fā)過程。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第5章

智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前，以新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展為主要特征的產(chǎn)業(yè)變革在全球范圍內(nèi)孕育興起，智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的主要方向。智能制造智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語與定義》，智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。推動智能制造，能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運(yùn)營成本和資源能源消耗，并促進(jìn)基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語與定義》，智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。如目前炙手可熱的3D打印、石墨烯、虛擬現(xiàn)實等都屬于這一范疇。

智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，而且還具有自學(xué)習(xí)功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。

智能制造是繼自動化制造之后更進(jìn)一步的制造業(yè)形態(tài)，其核心是數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化。智能制造顧名思義就是為傳統(tǒng)的制造賦予智能，這里的智能是指“人工智能”。發(fā)展層次層次技術(shù)融合系統(tǒng)智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能制造技術(shù)是信息通信技術(shù)的發(fā)展帶動的，是信息通信技術(shù)在工業(yè)的廣泛、深入應(yīng)用。德國的工業(yè)4.0和美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都屬于智能制造的范疇。智能制造技術(shù)包括自動化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)和智能化四個層次智能制造是一個大的系統(tǒng)工程，要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)四個方向來協(xié)調(diào)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造智能制造是新一代信息技術(shù)與制造全生命周期的賦能結(jié)果，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的賦能，使得制造業(yè)智能化生產(chǎn)。智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造現(xiàn)階段的關(guān)鍵載體，是互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)融合應(yīng)用的產(chǎn)物。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景

隨著新技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，全球工業(yè)正在從傳統(tǒng)的供給驅(qū)動型、資源消耗型、機(jī)器主導(dǎo)型、批量規(guī)模型向需求引導(dǎo)型、資源集約型、人機(jī)互聯(lián)型、個性定制型轉(zhuǎn)變。由于制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復(fù)雜，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用場景很多。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造應(yīng)用實例

柔性生產(chǎn)制造隨著智能制造的發(fā)展以及進(jìn)入深水區(qū)，柔性制造作為工業(yè)4.0智能制造皇冠上的明珠，其重要性和困難性引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視。柔性生產(chǎn)建立在柔性制造的基礎(chǔ)上，以市場為導(dǎo)向，按需生產(chǎn)，能夠增強(qiáng)企業(yè)的靈活性和應(yīng)變能力柔性制造是指一種應(yīng)對大規(guī)模定制需求而產(chǎn)生的新型生產(chǎn)模式。所謂“柔性”，是指制造系統(tǒng)（企業(yè)）對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應(yīng)能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。圖顯示了自動化生產(chǎn)線（生產(chǎn)單元）的柔性制造能力。產(chǎn)線柔性生產(chǎn)是通過利用各種設(shè)備本身的兼容性，以及根據(jù)產(chǎn)品更換工裝的方式，對多種類產(chǎn)品進(jìn)行柔性制造的生產(chǎn)模式。柔性制造是一種智能型的生產(chǎn)方法，它將高科技“嵌進(jìn)”到制造配置與制造產(chǎn)品中，實現(xiàn)硬配置的“軟”提拔，并進(jìn)步制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因而不但能進(jìn)步勞動生產(chǎn)率，還能提拔產(chǎn)品的附加價值。工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展相輔相成，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打造全流程閉環(huán)數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)，提升自動化和人工智能效率。工業(yè)機(jī)器人是一種通過重復(fù)編程和自動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務(wù)的多功能、多自由度的機(jī)電一體化自動機(jī)械裝備和系統(tǒng)本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到智能制造的定義與意義；了解智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；了解智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別與聯(lián)系；了解智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合；了解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的應(yīng)用實例。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第6章

物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings，IoT）是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是基于互聯(lián)網(wǎng)之上，使不可交流的物體與物體之間能進(jìn)行交流通信物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)傳輸感知處理利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息通過互聯(lián)網(wǎng)，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去物聯(lián)網(wǎng)本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制

物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)主要由四個層次組成：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。各個層次所用的公共技術(shù)包括編碼技術(shù)、標(biāo)識技術(shù)、解析技術(shù)、安全技術(shù)和中間件技術(shù)。值得注意的是：某些物聯(lián)網(wǎng)體系也可由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層架構(gòu)組成。例如，在智能電網(wǎng)中的遠(yuǎn)程電力抄表應(yīng)用了物理網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)：安置于用戶家中的讀表器就是感知層中的傳感器，這些傳感器在收集到用戶用電的信息后，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送并匯總到發(fā)電廠的處理器上。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的主要硬件終端，如在感知層中常見的硬件終端是通訊模組，在網(wǎng)絡(luò)層中常見的硬件終端是通信基站，而在應(yīng)用層中常見的硬件終端是物聯(lián)網(wǎng)管理平臺。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)

傳感器技術(shù)目前，傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，傳感器成為整個產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢環(huán)節(jié)，也代表了企業(yè)的核心競爭力。傳感器，是由一種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的檢測裝置，能感受到被測量，并能將檢測和感受到的信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號（電壓、電流、頻率或者是相位等）的形式輸出，最終為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析、人工智能提供數(shù)據(jù)來源。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理電路三部分組成，有時還需外加輔助電源電路提供轉(zhuǎn)換能量。傳感器的分類（1）距離傳感器（2）光傳感器。（3）溫度傳感器。（4）煙霧傳感器。（5）壓力傳感器。（6）接近傳感器。（7）加速度傳感器。（8）磁傳感器。（9）心律傳感器。傳感器的應(yīng)用場景（1）智能手機(jī)。（2）智能機(jī)器人（3）虛擬現(xiàn)實（4）智能家居（5）智慧工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，傳感器是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的根源，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全生態(tài)構(gòu)建提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。識別技術(shù)條碼技術(shù)生物識別RFID條碼技術(shù)是信息數(shù)據(jù)自動識別、輸入的重要方法和手段，由于計算機(jī)的普及，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于自動化管理的各個領(lǐng)域生物識別技術(shù)就是利用人體固有的生理特征（如人臉、虹膜、靜脈等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）通過計算機(jī)和高科技手段如光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物測定原理的緊密結(jié)合來進(jìn)行個人識別。RFID（RadioFrequencyIdentification），又稱射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息。可以通過對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實時、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。衛(wèi)星定位即是通過接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信號來進(jìn)行定位，衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要有：美國全球定位系(GPS)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS)、歐洲伽利略(GALILEO)系統(tǒng)、中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航（北斗）系統(tǒng)室外定位衛(wèi)星定位基站定位基站定位一般應(yīng)用于手機(jī)用戶，手機(jī)基站定位服務(wù)又叫作移動位置服務(wù)（LBS，LocationBasedService），它是通過電信移動運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)（如GSM網(wǎng)）獲取移動終端用戶的位置信息目前應(yīng)用于室外定位的主流技術(shù)主要有衛(wèi)星定位和基站定位兩種。定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息?？梢酝ㄟ^對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實時、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。目前Wi-Fi是相對成熟且應(yīng)用較多的技術(shù)，由于Wi-Fi已普及，因此不需要再鋪設(shè)專門的設(shè)備用于定位。Wi-Fi定位技術(shù)具有便于擴(kuò)展、可自動更新數(shù)據(jù)、成本低的優(yōu)勢，因此最先實現(xiàn)了規(guī)?；覂?nèi)定位室內(nèi)定位即通過技術(shù)手段獲知人們在室內(nèi)所處的實時位置或者行動軌跡，基于這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用Wi-Fi超聲波超聲波定位目前大多數(shù)采用反射式測距法。系統(tǒng)由一個主測距器和若干個電子標(biāo)簽組成，主測距器可放置于移動機(jī)器人本體上，各個電子標(biāo)簽放置于室內(nèi)空間的固定位置定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類信息。可以通過對互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實時、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。紅外線是一種波長在無線電波和可見光波之間的電磁波。紅外定位主要有兩種具體實現(xiàn)方法，一種是將定位對象附上一個會發(fā)射紅外線的電子標(biāo)簽，通過室內(nèi)安放的多個紅外傳感器測量信號源的距離或角度，從而計算出對象所在的位置。這種方法在空曠的室內(nèi)容易實現(xiàn)較高精度，可實現(xiàn)對紅外輻射源的被動定位室內(nèi)定位室內(nèi)定位即通過技術(shù)手段獲知人們在室內(nèi)所處的實時位置或者行動軌跡，基于這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用紅外定位藍(lán)牙定位藍(lán)牙定位基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication，信號場強(qiáng)指示)定位原理，實現(xiàn)過程如下：由傳輸數(shù)據(jù)包中加入接收信號強(qiáng)度機(jī)制，由Beacon（建立在低功耗藍(lán)牙協(xié)議基礎(chǔ)上的一種廣播協(xié)議）每隔一定的時間廣播一個數(shù)據(jù)包到周圍，作為獨(dú)立的藍(lán)牙主機(jī)（設(shè)備），比如手機(jī)等在執(zhí)行掃描動作時，會間隔地接收到Beacon廣播出來的數(shù)據(jù)包并反饋，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入范圍內(nèi)時，估算系統(tǒng)中各藍(lán)牙設(shè)備之間的距離工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（簡稱IIoT，IndustrialInternetofThings），指的是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的應(yīng)用。具體來說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的交叉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時也是自動化與信息化深度融合的突破口。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)互通和系統(tǒng)互操作，實現(xiàn)制造原料的靈活配置、制造過程的按需執(zhí)行、制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應(yīng)，達(dá)到資源的高效利用，從而構(gòu)建服務(wù)驅(qū)動型的新工業(yè)生態(tài)體系。其實，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)都是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)需求，產(chǎn)生的解決工業(yè)領(lǐng)域中相關(guān)問題的網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的子集，內(nèi)涵更注重“物”之間的連接與通信，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅包括工業(yè)過程中的“物聯(lián)”，還包括工業(yè)過程中的信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程和人等要素。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市智慧城市是數(shù)字化的智能場景，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要場景，其中工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為重要的組成部分，影響著智慧城市的發(fā)展。智慧城市是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和空間地理等智能技術(shù)打造的新型城市，使得城市管理、交通運(yùn)輸、醫(yī)療和公眾安全等基礎(chǔ)設(shè)備管理更加高效智能，從而區(qū)域內(nèi)的市民、企業(yè)、政府都能獲得實在的便利和好處。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智慧工廠智慧工廠代表了高度互聯(lián)和智能化的數(shù)字時代，工廠的智能化通過互聯(lián)互通、數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、智能裝備與智能供應(yīng)鏈五大關(guān)鍵領(lǐng)域得以體現(xiàn)。智慧工廠首當(dāng)其沖面臨要解決的問題就是智能的感知控制，通過隨時隨地的進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集來獲取關(guān)鍵的工業(yè)數(shù)據(jù)第二個需要解決的問題是設(shè)備與數(shù)據(jù)的全面互聯(lián)互通，如何將采集到的數(shù)據(jù)實時準(zhǔn)確的傳遞出去，并保證信號傳輸?shù)陌踩煽恳约凹嫒莶煌O(shè)備是非常重要的技術(shù)挑戰(zhàn)。有了數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)傳輸，智慧工廠的智能化核心體現(xiàn)來自于對數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用。利用云計算、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、分析和優(yōu)化，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的充分挖掘和利用。本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)；了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與特征；了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第7章5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)

5G是第五代移動通信技術(shù)（5thGenerationWirelessSystems）的簡稱，是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)。5G最大的應(yīng)用之一是大規(guī)模設(shè)備通信，例如自動駕駛汽車、元宇宙硬件、游戲虛擬現(xiàn)實(VR)和智能工廠。與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò)是高度集成的，是一種范式的轉(zhuǎn)換，5G網(wǎng)絡(luò)的新范式包括具有海量帶寬的極高載波頻率、頂級基站、高密度設(shè)備，以及前所未有的天線數(shù)量5G的目標(biāo)場景為增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）、超高可靠、超低時延通信（uRLLC）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC），其中包括移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和汽車互聯(lián)網(wǎng)以及其他具體場景。（1）eMBB。以人為中心的應(yīng)用場景，集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率，廣覆蓋下的移動性保證等，可以最直觀改善移動網(wǎng)速。（2）uRLLC。超高可靠超低時延通信，在此場景下，連接時延要達(dá)到1ms級別，而且要支持高速移動（500KM/H）情況下的高可靠性（99.999%）連接。（3）mMTC。5G強(qiáng)大的連接能力可以快速促進(jìn)各垂直行業(yè)（智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等）的深度融合。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

5G的出現(xiàn)極大地推動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G將構(gòu)建全新生態(tài)。UPF（UserPlaneFunction）是5G核心網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)5G核心網(wǎng)用戶面數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)功能。UPF在5G面向低時延、大帶寬的邊緣計算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)上發(fā)揮著舉足輕重的作用。MEC（MobileEdgeComputing）則表示邊緣計算技術(shù)，它是支撐運(yùn)營商進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，以滿足高清視頻、VR/AR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)發(fā)展需求。5G關(guān)鍵技術(shù)

大規(guī)模MIMO技術(shù)多輸入多輸出技術(shù)（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)就是把運(yùn)營商的物理網(wǎng)絡(luò)切分成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)不同的服務(wù)需求，這可以通過時延、帶寬、安全性、可靠性來劃分不同的網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)不同的場景軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN），是一種將網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層（也成為數(shù)據(jù)面）與控制層（也稱為控制面）分離的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案SmallCellsSmallCells，就是小基站（小小區(qū)），相較于傳統(tǒng)宏基站，SmallCells的發(fā)射功率更低，覆蓋范圍更小，通常覆蓋10米到幾百米的范圍，通常SmallCells根據(jù)覆蓋范圍的大小依次分為微蜂窩、Picocell和家庭Femtocell。設(shè)備到設(shè)備通信設(shè)備到設(shè)備通信（D2D）是一種基于蜂窩系統(tǒng)的近距離數(shù)據(jù)直接傳輸技術(shù)。設(shè)備到設(shè)備通信會話的數(shù)據(jù)直接在終端之間進(jìn)行傳輸，不需要通過基站轉(zhuǎn)發(fā)，而相關(guān)的控制信令，如會話的建立、維持、無線資源分配以及計費(fèi)、鑒權(quán)、識別、移動性管理等仍由蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）NFV，就是通過IT虛擬化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)功能軟件化，并運(yùn)行于通用硬件設(shè)備之上，以替代傳統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備。NFV將網(wǎng)絡(luò)功能以虛擬機(jī)的形式運(yùn)行于通用硬件設(shè)備或白盒之上，以實現(xiàn)配置靈活性、可擴(kuò)展性和移動性，并以此希望降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX。云無線接入網(wǎng)（C-RAN）云無線接入網(wǎng)（C-RAN），將無線接入的網(wǎng)絡(luò)功能軟件化為虛擬化功能，并部署于標(biāo)準(zhǔn)的云環(huán)境中。C-RAN概念由集中式RAN（無線接入網(wǎng)）發(fā)展而來，目標(biāo)是為了提升設(shè)計靈活性和計算可擴(kuò)展性，提升能效和減少集成成本毫米波（mmWave）毫米波（mmWave），指RF（射頻）頻率在30GHz和300GHz之間，波長為1-10毫米的無線電波。5G與2/3/4G最大的區(qū)別之一是引入了毫米波。毫米波有極高的帶寬，可利用總帶寬高達(dá)135GHz，是傳統(tǒng)微波波段帶寬和的5倍工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提速，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是5G重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2020年工作計劃》指出，要從多方面提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)能力5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合，打造云邊端一體化工業(yè)大腦。圖顯示了由5G技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)字化工廠。其中5GSA是指專屬于5G獨(dú)立組網(wǎng)的流量，5GMEC是指5G多接入邊緣計算。值得注意的是：5G與行業(yè)融合的價值和作用已經(jīng)被越來越多的行業(yè)所認(rèn)可，但受限于數(shù)字化基礎(chǔ)條件、產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)奏及行業(yè)變革周期等客觀發(fā)展規(guī)律，5G與行業(yè)融合不會一蹴而就。本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到5G的應(yīng)用場景；了解5G的特點(diǎn)；了解5G的核心技術(shù)；了解5G支持的工業(yè)業(yè)務(wù)場景；了解5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用；了解5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合的挑戰(zhàn)。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第8章

云計算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云計算（cloudcomputing）是分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后，通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。云計算云計算的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務(wù)。在云計算這種模式下，用戶不需要具備互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識也能夠輕松使用，降低了互聯(lián)網(wǎng)計算服務(wù)的準(zhǔn)入門檻，使得用戶及企業(yè)可以將更多的精力與資金投入到其擅長的領(lǐng)域中，在一定程度上可以為各行各業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了更有利的土壤。云計算模式可以多人共享資源池，提高互聯(lián)網(wǎng)資源的利用率；減少了用戶獲取服務(wù)的成本，提高了計算服務(wù)的靈活度，既可以按照需要自助變更服務(wù)，也可以使用多種終端設(shè)備訪問，硬件束縛少。云計算傳輸感知處理云計算可以為各類數(shù)字技術(shù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲、運(yùn)算及應(yīng)用服務(wù)，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代不可忽略的基礎(chǔ)設(shè)施，也是釋放數(shù)字價值，驅(qū)動數(shù)字創(chuàng)新的重要動力云計算自19世紀(jì)60年代被提出以來，到現(xiàn)在已經(jīng)歷了十余年的發(fā)展。人們在日常生活中，也經(jīng)常能看到云服務(wù)的存在云計算的優(yōu)勢傳輸感知處理云計算推動新的商業(yè)模式云計算擁有強(qiáng)大的平臺云計算降低了交換成本計算提高了敏捷性、速度和創(chuàng)新云基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)了云計算的自動化、生產(chǎn)效率和專業(yè)化云計算服務(wù)層次云計算有以下幾個層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施級服務(wù)（IaaS），平臺級服務(wù)（PaaS）和軟件級服務(wù)（SaaS）IaaS

IaaS是InfrastructureasaService（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）的簡稱。消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)，這類服務(wù)稱為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)公有云公有云通常指第三方提供商用戶能夠使用的云，一般可將虛擬化和云化軟件部署在云計算供應(yīng)商的數(shù)據(jù)中心中，用戶無需硬件投入，只需要賬號登錄使用私有云私有云是一個公司或個人使用的特定云環(huán)境，是為一個用戶單獨(dú)使用而構(gòu)建的，核心屬性是專有資源，因此在數(shù)據(jù)安全性以及服務(wù)質(zhì)量上自己可以有效地管控?；旌显苹旌显剖枪性坪退接性苾煞N服務(wù)方式的結(jié)合，它融合了公有云與私有云的優(yōu)劣勢。PaaSPaaS是Platform-as-a-Service（平臺即服務(wù)）的簡稱，是把服務(wù)器平臺作為一種服務(wù)提供的商業(yè)模式。云平臺服務(wù)或平臺即服務(wù)（PaaS）為某些軟件提供云組件，這些組件主要用于應(yīng)用程序。SaaSSaaS是Software-as-a-Service（軟件即服務(wù)）的簡稱，是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用軟件的成熟，在21世紀(jì)開始興起的一種完全創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式。云計算關(guān)鍵技術(shù)

所謂虛擬化，是指通過虛擬化技術(shù)將一臺計算機(jī)虛擬為多臺邏輯計算機(jī)。容器技術(shù)容器(Container)是用來隔離虛擬環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施。容器技術(shù)是一種全新意義上的虛擬化技術(shù)，按分類或者實現(xiàn)方式來說，其屬于操作系統(tǒng)虛擬化的范疇，由操作系統(tǒng)提供虛擬化的支持。通常來講容器是一個允許人們在資源隔離的過程中，運(yùn)行應(yīng)用程序和其依賴項的、輕量的、操作系統(tǒng)級別的虛擬化技術(shù)。在容器中運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有必要組件都打包為單個鏡像，這個鏡像是可以重復(fù)使用的。當(dāng)鏡像運(yùn)行時，它是運(yùn)行在獨(dú)立的環(huán)境中，并不會和其他的應(yīng)用共享主機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)存、CPU或磁盤，從而保證了容器內(nèi)的進(jìn)程不會影響到容器外的任何進(jìn)程。更準(zhǔn)確地來說，所有在容器中的應(yīng)用程序其實完全運(yùn)行在了宿主操作系統(tǒng)中，與其他真實運(yùn)行在其中的應(yīng)用程序在指令運(yùn)行層面是完全沒有任何區(qū)別的。分布式計算技術(shù)分布式計算是在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的多臺計算機(jī)上運(yùn)行。Hadoop就是出現(xiàn)比較早的一個分布式計算框架，它由Apache基金會所開發(fā)。用戶可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下，開發(fā)分布式程序。編程模式云計算項目中分布式并行編程模式將被廣泛采用。分布式并行編程模式創(chuàng)立的初衷是更高效地利用軟、硬件資源，讓用戶更快速、更簡單地使用應(yīng)用或服務(wù)。MapReduce是當(dāng)前云計算主流并行編程模式之一。MapReduce模式將任務(wù)自動分成多個子任務(wù)，通過Map和Reduce兩步實現(xiàn)任務(wù)在大規(guī)模計算節(jié)點(diǎn)中的高度與分配。分布式資源管理云計算采用了分布式存儲技術(shù)存儲數(shù)據(jù)，那么自然要引入分布式資源管理技術(shù)。在多節(jié)點(diǎn)的并發(fā)執(zhí)行環(huán)境中，各個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)需要同步，并且在單個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)需要有效的機(jī)制保證其他節(jié)點(diǎn)不受影響。而分布式資源管理系統(tǒng)恰是這樣的技術(shù)，它是保證系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)鍵。云計算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合與應(yīng)用

工業(yè)云工業(yè)云通常指基于云計算架構(gòu)的工業(yè)云平臺和基于工業(yè)云平臺提供的工業(yè)云服務(wù)，涉及產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、實驗和仿真、工藝設(shè)計、加工制造、運(yùn)營管理及企業(yè)決策等諸多環(huán)節(jié)。工業(yè)云的本質(zhì)是，實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域全面互聯(lián)，分析數(shù)據(jù)和資源流通，利用前端的數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成工業(yè)智能化變革，使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有新的業(yè)態(tài)和運(yùn)行模式。工業(yè)云的運(yùn)用不只是提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的效率，更為重要的是提升整個產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，從而大大提升整個工業(yè)生產(chǎn)的總體效益。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心（DataCenter）是處理和存儲海量數(shù)據(jù)的地方，是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用來在Internet網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上傳遞、加速、展示、計算、存儲數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)中心的工作是建立在成功執(zhí)行數(shù)據(jù)中心操作的基礎(chǔ)上的。數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營包括日常維護(hù)數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)和流程。采用云計算的虛擬化技術(shù)是數(shù)據(jù)中心建設(shè)和改造中經(jīng)常要用到的計算技術(shù)，其應(yīng)用范圍也變得越來越廣泛。云計算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

云計算等相關(guān)領(lǐng)域與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相輔相成，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用效率化落地的能力基礎(chǔ)。云計算是通過網(wǎng)絡(luò)將硬件、軟件、平臺等系列資源統(tǒng)一起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、存儲、處理、共享，是新型IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式。（1）云計算革新工業(yè)產(chǎn)品形態(tài)（2）云計算改變工業(yè)生產(chǎn)模式（3）云計算重塑企業(yè)管理思維當(dāng)前，以云計算為代表的新一代信息技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)由最初的理念普及、試點(diǎn)示范邁向深入應(yīng)用、全面推廣新階段。云計算正成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵路徑之一。本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，可以了解到云計算模式與云計算特征；了解云計算的服務(wù)層次；了解云計算的部署類型；了解云計算關(guān)鍵技術(shù)；了解云計算的應(yīng)用。同時，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，學(xué)會利用所學(xué)知識進(jìn)行知識與技能的拓展與創(chuàng)新。第9章

大數(shù)據(jù)與工業(yè)大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（bigdata），指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合大數(shù)據(jù)人類利用數(shù)據(jù)的歷史非常悠久，最早可以追溯到數(shù)字發(fā)明時期，不同文明均掌握了利用數(shù)字記錄和管理生產(chǎn)生活的能力數(shù)據(jù)作為一種經(jīng)濟(jì)資源和生產(chǎn)要素，是人工智能等新興技術(shù)發(fā)展的動力，沒有海量的數(shù)據(jù)積累和應(yīng)用場景，人工智能很難沖破瓶頸快速發(fā)展在制度、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交織作用下，數(shù)據(jù)完成了從數(shù)字到資產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，在這個過程中數(shù)據(jù)的規(guī)模、價值和影響不斷擴(kuò)大大數(shù)據(jù)傳輸挖掘應(yīng)用相比于傳統(tǒng)的小數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)最大的價值在于通過從大量不相關(guān)的各種類型的數(shù)據(jù)中，挖掘出對未來趨勢與模式預(yù)測分析有價值的數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在具體的應(yīng)用方面，可以為國家支柱企業(yè)的數(shù)據(jù)分析和處理提供技術(shù)和平臺支持，為企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、挖掘，提取出重要的信息和知識大數(shù)據(jù)技術(shù)

數(shù)據(jù)采集區(qū)別于小數(shù)據(jù)采集，大數(shù)據(jù)采集不再僅僅使用問卷調(diào)查、信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫取得結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的來源有很多，主要包括使用網(wǎng)絡(luò)爬蟲獲取的網(wǎng)頁文本數(shù)據(jù)、使用日志收集器收集的日志數(shù)據(jù)、從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中獲得的數(shù)據(jù)和由傳感器收集到的時空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲如今大數(shù)據(jù)的火熱，帶來的第一道障礙就是關(guān)于大數(shù)據(jù)存儲的問題。大數(shù)據(jù)因為規(guī)模大、類型多樣、新增速度快，所以在存儲和計算上，都需要技術(shù)支持目前常見的大數(shù)據(jù)存儲方式主要有分布式存儲、NoSQL數(shù)據(jù)庫和云數(shù)據(jù)庫三種。數(shù)據(jù)清洗在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)清洗通常是指把“臟數(shù)據(jù)”徹底洗掉，所謂“臟數(shù)據(jù)”是指不完整、不規(guī)范、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，只有通過數(shù)據(jù)清洗才能從根本上提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。在數(shù)據(jù)清洗定義中包含兩個重要的概念：原始數(shù)據(jù)和干凈數(shù)據(jù)。（1）原始數(shù)據(jù)是來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，一般作為數(shù)據(jù)清洗的輸入數(shù)據(jù)。由于原始數(shù)據(jù)的來源紛雜，因此不適合直接進(jìn)行分析。值得注意的是：對于未清洗的數(shù)據(jù)集，無論嘗試什么類型的算法，都無法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。（2）干凈數(shù)據(jù)也稱目標(biāo)數(shù)據(jù)，即為符合數(shù)據(jù)倉庫或上層應(yīng)用邏輯規(guī)格的數(shù)據(jù)，也是數(shù)據(jù)清洗過程的結(jié)果數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)計算面向大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析、挖掘等需求，促生了大數(shù)據(jù)計算的不同計算模式，整體上人們把大數(shù)據(jù)計算分為離線批處理計算、實時交互計算和流計算三種。數(shù)據(jù)分析與挖掘大數(shù)據(jù)分析是通常是指對規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其目的是提取海量數(shù)據(jù)中的有價值的內(nèi)容，找出內(nèi)在的規(guī)律，從而幫助人們做出最正確的決策。數(shù)據(jù)可視化由于對海量的數(shù)據(jù)做出有意義的理解非常困難，而許多大數(shù)據(jù)集中又包含了有價值的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)可視化已成為決策者的重要方法數(shù)據(jù)治理數(shù)據(jù)治理是指從使用零散數(shù)據(jù)變?yōu)槭褂媒y(tǒng)一數(shù)據(jù)、從具有很少或沒有組織流程到企業(yè)范圍內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)管控、從數(shù)據(jù)混亂狀況到數(shù)據(jù)井井有條的一個過程。數(shù)據(jù)治理能夠有效幫助企業(yè)利用數(shù)據(jù)建立全面的評估體系，實現(xiàn)業(yè)務(wù)增長；通過數(shù)據(jù)優(yōu)化產(chǎn)品，提升運(yùn)營效率，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)賦能業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提升以客戶為中心的數(shù)字化體驗?zāi)芰?，實現(xiàn)生意的增長。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T34960的數(shù)據(jù)治理框架。該數(shù)據(jù)治理框架比較符合我國企業(yè)和政府的組織現(xiàn)狀，更加全面地和精煉地描述了數(shù)據(jù)治理的工作內(nèi)容，包含頂層設(shè)計、數(shù)據(jù)治理環(huán)境、數(shù)據(jù)治理域和數(shù)據(jù)治理過程。

Hadoop架構(gòu)Hadoop是Apache軟件基金會旗下的一個開源分布式計算平臺。以Hadoop分布式文件系統(tǒng)（Hadoopdistributedfilesystem，HDFS）和MapReduce（GoogleMapReduce的開源實現(xiàn)）為核心的Hadoop為用戶提供了系統(tǒng)底層細(xì)節(jié)透明的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)。Hadoop3.0是Hadoop的最新版本，該版本在功能和性能方面，對Hadoop內(nèi)核進(jìn)行了多項重大改進(jìn)我國的大數(shù)據(jù)政策

我國高度重視大數(shù)據(jù)在推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的地位和作用。2014年，大數(shù)據(jù)首次寫入政府工作報告2015年國務(wù)院正式印發(fā)《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》2021年，我國工業(yè)和信息化部發(fā)布了《“十四五”大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)即難以通過傳統(tǒng)的分析工具進(jìn)行有效分析的工業(yè)數(shù)據(jù)的集合，具備明顯的大數(shù)據(jù)的容量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)價值高、數(shù)據(jù)更新快的特性工業(yè)大數(shù)據(jù)推動互聯(lián)網(wǎng)由以服務(wù)個人用戶消費(fèi)為主向服務(wù)生產(chǎn)性應(yīng)用為主，由此導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)模式、制造模式和商業(yè)模式的重塑使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化工業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)工業(yè)大數(shù)據(jù)采集不論智能制造發(fā)展到何種程度，數(shù)據(jù)采集都是生產(chǎn)中最實際最高頻的需求，也是工業(yè)4.0的先決條件工業(yè)大數(shù)據(jù)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。該方式屬于物聯(lián)網(wǎng)終端傳感器系統(tǒng)的一種，通過裝在機(jī)器上的無線模塊，采集指定機(jī)器PLC工作信息，上傳到主機(jī)，主機(jī)處理數(shù)據(jù)后上傳到云服務(wù)器。用戶可在手機(jī)、平板、電腦上查看機(jī)器工作信息，并可以有限度地設(shè)置機(jī)器工作參數(shù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲與管理各種工業(yè)場景中存在大量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，例如結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。每一類型數(shù)據(jù)都需要高效的存儲管理方法與異構(gòu)的存儲引擎，但現(xiàn)有大數(shù)據(jù)技術(shù)難以滿足全部要求。在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析中，需要大量關(guān)聯(lián)傳感器部署信息等靜態(tài)數(shù)據(jù)，而此類操作通常需要將時間序列數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行跨庫連接，因而先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)需要針對多模態(tài)工業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)同管理。工業(yè)大數(shù)據(jù)預(yù)處理在工業(yè)數(shù)據(jù)分析之前，需要采用一定的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，如消除數(shù)據(jù)中的噪聲、糾正數(shù)據(jù)的不一致、刪除異常值等，來提高模型魯棒性。異常值也叫作離群值，通常是指采集數(shù)據(jù)時可能因為技術(shù)或物理原因，數(shù)據(jù)取值超過數(shù)據(jù)值域范圍。處理離群值，首先要識別離群值。目前對于異常值的檢測可以通過分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)的散度情況，即數(shù)據(jù)變異指標(biāo)，來對數(shù)據(jù)的總體特征有更進(jìn)一步的了解數(shù)據(jù)缺失處理現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)大多都是不完整的，工業(yè)大數(shù)據(jù)更是如此缺失數(shù)據(jù)在機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中是比較棘手的問題。首先，不能簡單地忽略數(shù)據(jù)集中缺失的數(shù)據(jù)值，而是必須以合理的理由處理這類數(shù)據(jù)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是利用統(tǒng)計學(xué)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、信號處理技術(shù)等技術(shù)手段，結(jié)合業(yè)務(wù)知識對工業(yè)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計算、分析并提取其中有價值的信息、規(guī)律的過程。工業(yè)建模數(shù)據(jù)建模的本質(zhì)，是根據(jù)一部分能夠獲得的數(shù)據(jù)獲得另一部分不統(tǒng)一直接獲得的數(shù)據(jù)。對于復(fù)雜的工業(yè)建模過程，充分利用知識領(lǐng)域是成功的前提。不過需要注意的是：在工業(yè)領(lǐng)域，由于應(yīng)用場景的不同以及數(shù)據(jù)采集條件的不斷變化，模型的誤差可能會變得很大，而這些變化會對人們的建模過程產(chǎn)生深刻的影響。工業(yè)大數(shù)據(jù)的參考模型CRISP-DMCRISP-DM模型是歐盟起草的跨行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)流程(Cross-IndustryStandardProcessforDataMining)的簡稱。這個標(biāo)準(zhǔn)以數(shù)據(jù)為中心，將相關(guān)工作分成業(yè)務(wù)理解、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建模、驗證與評估、實施與運(yùn)行等六個基本的步驟工業(yè)大數(shù)據(jù)建模應(yīng)用由于工業(yè)生產(chǎn)過程中本身受到各種機(jī)理約束條件的限制，利用歷史過程數(shù)據(jù)定義問題邊界往往達(dá)不到工業(yè)的生產(chǎn)要求因此，人們往往需要采用數(shù)據(jù)驅(qū)動+模型驅(qū)動+場景部署的多輪驅(qū)動方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和機(jī)理的深度融合，去解決實際的工業(yè)問題。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的常見算法1）聚類分析聚類分析是指對一批沒有標(biāo)出類別的樣本(可以看作是數(shù)據(jù)框其中的一行數(shù)據(jù))，按照樣本之間的相似程度進(jìn)行分類，將相似的歸為一類，不相似的歸為另一類的過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，聚類算法往往應(yīng)用于工藝優(yōu)化，比如對車間生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的聚類分析，得到工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量、能耗水平的影響關(guān)系，從而提升制造水平。2）降維算法在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)場景下，人們經(jīng)常需要面對高維數(shù)據(jù)，在對這些數(shù)據(jù)做分析和可視化的時候，人們通常會面對高維這個障礙。數(shù)據(jù)降維，一方面可以解決“維數(shù)災(zāi)難”，緩解“信息豐富、知識貧乏”現(xiàn)狀，降低復(fù)雜度；另一方面可以更好地認(rèn)識和理解數(shù)據(jù)。3）SVM支持向量機(jī)（SupportVectorMachine，SVM）是一種支持線性分類和非線性分類的二元分類算法。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以通過訓(xùn)練和操作支持向量機(jī)，分析產(chǎn)品內(nèi)部缺陷檢測的性能。4）決策樹算法決策樹學(xué)習(xí)是應(yīng)用最廣的歸納推理算法之一，它是一種逼近離散值函數(shù)的方法，對噪聲數(shù)據(jù)有很好的健壯性且能夠?qū)W習(xí)析取表達(dá)式一個典型的決策樹實例如圖所示。決策樹算法可以應(yīng)用在很多領(lǐng)域內(nèi)，如根據(jù)地理位置預(yù)測產(chǎn)品的需求量、根據(jù)疾病分類患者、根據(jù)起因分類設(shè)備故障、根據(jù)拖欠支付的可能性分類貸款申請。對于這些問題，核心任務(wù)都是要把樣例分類到各可能的離散值對應(yīng)的類別中，因此這些問題經(jīng)常被稱為分類問題。5）關(guān)聯(lián)規(guī)則算法關(guān)聯(lián)規(guī)則算法常用來描述數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系的描述型模式，挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法和聚類算法類似，屬于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法。