「荐书」《工业互联网导论》_互联网_工业

本书分别从工业互联网的起源和发展历史、网络互联、标识解析、边缘打算、平台、核心技能、工业大数据、工业App等多个方面对工业互联网进行了阐述，并给出了实际的运用案例。

本书适宜作为高档院校打算机、通信、物联网工程、电子机器、自动化等专业的高年级本科生、研究生的传授教化用书，也可以作为从事工业互联网的开拓职员和科研职员的参考资料。

张忠平

教授级高等工程师，宜通世纪物联网研究院院长。
入选“国家百千万人才工程” 并得到“有突出贡献中青年专家”名誉称号，享受国务院分外津贴专家，广州市高层次人才精彩专家(A) 证。
现任中国电子学会高等会员，中国通信企业协会专委会常务委员，中国联通物联网家当同盟专家委员会委员；曾任国家IMT-2020 (5G) 推进组专家，工业和信息化部通信科学技能委员会委员等。
紧张研究方向为移动通信、物联网、边缘打算等。
主持履行过“新 一代宽带 无线通信网”等国家科技重大专项课题，获省部级科技进步奖10余项，国家发明专利授权20余项。

刘廉如

高等工程师，宜通世纪物联网研究院院长助理。
广东省物联网系统与运用工程技能研究中央副主任，工业和信息化部工业领域评标评审专家库成员，广州市工业互联网家当同盟专家库成员，中国联通物联网家当同盟专业事情委员会委员。
紧张研究方向为车联网、物联网、工业互联网和5G等。
主持完成了5项部级行业技能标准，在国内外专业会议与期刊上揭橥高质量论文20余篇，获教诲部科技进步二等奖1项，国家发明专利授权10余项。

伴随着新一代信息技能向传统家当领悟渗透，天下范围内新一轮工业革命引发了制造模式、生产办法和组织形态的变革，推动着智能制造、网络制造和做事型制造等新型制造模式呈现，催生出数字驱动和两化领悟的工业新业态。
随着“中国制造2025”等一系列国家计策相继推出，工业互联网成为中国制造业发展的主要方向和培植制造强国的主要抓手。

在市场环境、科技革命和家当转型的综合浸染下，制造模式呈现出智能化生产、个性化定制、网络化协同和做事化延伸趋势。
大力发展工业互联网，系统搭建以网络、平台、安全为核心的功能体系，为培植制造强国、网络强国供应关键支撑和主要机遇，为经济转型升级和供给侧构造性改革供应新动能，为制造资源优化配置和效率提升供应新手段。

工业互联网是关键根本举动步伐，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、百口当链、全代价链的全面连接，优化资源要素配置效率。
工业互联网发展的关键动力紧张来自于经济重振和国家竞争上风塑造的推动、家当模式转型和升级的牵引，以及技能打破和运用领悟的驱动。

工业互联网的代价表示在三方面：一是推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度领悟，形成工业互联网的叠加效应、聚合效应和倍增效应，促进传统家当转型升级；二是有助于把握数字化、网络化、智能化领悟发展的契机，以信息化、智能化为杠杆，依托工业互联网日渐丰富的运用处景，推动制造业家当模式和企业形态根本性转变，促进行业发展的新旧动能转换；三是工业互联网关系到企业生产经营的各个环节，成为企业获取长久竞争上风的必要条件和发展方向。

本书共9章。
第1章先容了工业互联网的观点、起源及发展动力，阐发了美国、德国和中国工业互联网参考架构，梳理了工业互联网的技能体系和标准体系；第2章对工厂内外网的网络架构进行了梳理，剖析了工业现场总线、工业以太网、韶光敏感网络、工业无源光网络、工业SDN、专用工业无线（WIA­PA、WIA­FA、ISA100.11a、WirelessHART）和移动通信网络等技能，给出了工厂内网络（有线和无线）、工厂外网络的运用案例；第3章磋商了工业互联网标识解析的干系内容，涉及标识解析体系架构、标识编码技能、标识载体技能、标识异构互操作技能，以及详细的运用处景和运用案例；第4章从边缘打算的观点、起源和发展历史入手，剖析了工业互联网边缘打算需求和代价，描述了工业互联网边缘打算架构、关键技能与落地形态，总结了边云协同在工业互联网中的运用，给出了工业互联网边缘打算的干系案例；第5章从体系架构、能力、关键技能、家当全景与运用处景等方面，先容了工业互联网平台，磋商和比拟了国内外范例的工业互联网平台；第6章重点先容了工业App的内涵与代价、外延、体系框架、开拓流程与关键技能，以及工业App运用案例；第7章先容了工业大数据的内涵与代价、家当发展现状、参考架构、关键技能、剖析框架和数据管理，给出了干系的运用安全案例；第8章概述了工业互联网的安全框架、安全体系和关键技能，梳理了工业互联网安全标准的进展，并给出了工业互联网安全的实际运用案例；第9章从人工智能、区块链、5G和数字孪生等工业互联网核心技能入手，先容了它们对工业互联网发展的代价、关键技能和运用处景，以及在行业中的运用案例。

本书的顺利完成离不开行业内专家的帮助和支持。
专家们为本书的顺利完成花费了大量的韶光和精力，也为本书供应了许多宝贵的素材，在此一并表示感谢，他们是：中国电子信息家当集团有限公司第六研究所张尼博士，北京邮电大学黄韬博士、谢人超博士，中国联通集团产品中央张云勇总经理，中国联通集团智能网络中央苗守野和王常玲，中国联通广东省分公司林敏博士，联通大数据有限公司陈博博士，复旦大学薛旭日教授，泰瑞数创科技（北京）有限公司张高峰、王金兰和黄栋博士，富士康工业互联网株式会社刘宗长博士，蘑菇物联技能（深圳）有限公司沈国辉总经理，深圳市智物联网络有限公司国承斌总经理，北京寄云鼎城科技有限公司时培昕总经理，智能云科信息科技有限公司朱志浩总经理，航发伊萨（北京）科技发展有限公司陈源宏总经理，上海全应科技有限公司石红生总监，基本立子（北京）科技发展有限公司季文翀副总经理，北京无极芯动科技有限公司徐国鑫总经理，爱立信（中国）通信有限公司乔雷和李涛等。

由于工业互联网发展迅速，加之编者知识水平有限和韶光仓促，书中难免存在疏漏，恳请读者批评示正。
见地和建议请发到liulianru@163.com。

张忠平 刘廉如

2020年8月

第1章 工业互联网概述 001

1.1 起源和发展动力 001

1.1.1 起源 001

1.1.2 发展动力 003

1.2 定义、内涵和代价 003

1.2.1 工业互联网的定义 003

1.2.2 工业互联网的内涵 004

1.2.3 工业互联网的紧张特点 005

1.2.4 工业互联网的代价 008

1.3 工业互联网与智能制造的关系 009

1.4 参考架构 010

1.4.1 美国工业互联网参考架构 010

1.4.2 德国工业4.0参考架构 011

1.4.3 中国工业互联网参考架构 012

1.5 技能体系 013

1.5.1 网络体系 013

1.5.2 平台体系 014

1.5.3 安全体系 015

1.5.4 运用体系 015

1.6 标准体系 016

1.7 家当链全景图 018

第2章 工业互联网网络互联 019

2.1 概述 019

2.1.1 工厂内部网络 020

2.1.2 工厂外部网络 023

2.2 工业现场总线 024

2.3 工业以太网 027

2.4 韶光敏感网络 031

2.5 工业无源光网络 033

2.6 工业SDN 035

2.7 专用工业无线 039

2.7.1 WIA­PA 039

2.7.2 WIA­FA 041

2.7.3 ISA100.11a 043

2.7.4 WirelessHART 046

2.7.5 技能比拟 048

2.8 移动通信网络 049

2.9 工业互联网网络运用案例 051

2.9.1 工厂内部网络（有线）运用案例 051

2.9.2 工厂内部网络（无线）运用案例 053

第3章 工业互联网标识解析 056

3.1 概述 056

3.2 工业互联网标识解析体系架构 058

3.2.1 简介 058

3.2.2 功能视角 059

3.2.3 资源视角 060

3.2.4 角色视角 060

3.2.5 支配视角 061

3.2.6 管理视角 062

3.3 工业互联网标识编码技能 063

3.3.1 Handle 063

3.3.2 OID 067

3.3.3 GS1 070

3.3.4 Ecode 073

3.3.5 EPC 075

3.3.6 UID 078

3.3.7 CID 080

3.4 工业互联网标识载体技能 081

3.4.1 被动标识载体 081

3.4.2 主动标识载体 085

3.5 工业互联网标识异构互操作技能 089

3.5.1 基于Handle的异构互操作 089

3.5.2 基于Ecode的异构互操作 091

3.5.3 基于OID的异构互操作 093

3.6 工业互联网标识运用处景 096

3.6.1 标识解析在智能化生产中的运用 096

3.6.2 标识解析在个性化定制中的运用 09

3.6.3 标识解析在网络化协同中的运用 097

3.6.4 标识解析在做事化延伸中的运用 099

3.7 工业互联网标识解析运用案例 099

第4章 工业互联网边缘打算 103

4.1 边缘打算概述 103

4.1.1 边缘打算的发展进程 103

4.1.2 边缘打算的定义与代价 105

4.1.3 边缘打算发展面临的寻衅 106

4.1.4 边缘打算的发展现状 108

4.1.5 边缘打算的运用领域 110

4.2 工业互联网边缘打算需求和代价 111

4.2.1 工业互联网对边缘打算的需求 111

4.2.2 边缘打算对工业互联网的代价 112

4.3 工业互联网边缘打算架构 114

4.4 边缘打算关键技能与落地形态 119

4.4.1 边缘打算网络 119

4.4.2 边缘安全 120

4.4.3 边缘智能 121

4.4.4 落地形态 123

4.5 边云协同在工业互联网中的运用 126

4.5.1 边云协同总体能力与参考架构 126

4.5.2 工业边云协同场景 129

4.6 工业互联网边缘打算运用案例 131

第5章 工业互联网平台 134

5.1 工业互联网平台的内涵 134

5.1.1 工业互联网平台的要义 134

5.1.2 工业互联网平台体系架构 135

5.1.3 工业互联网平台的能力 137

5.2 工业互联网平台的技能路线 139

5.2.1 工业互联网平台的关键技能 139

5.2.2 基于云原生的平台架构 141

5.3 工业互联网平台家当全景及运用处景 143

5.3.1 工业互联网平台家当全景 143

5.3.2 工业互联网平台运用处景 144

5.4 国内外范例工业互联网平台 146

5.4.1 国外范例工业互联网平台 146

5.4.2 海内范例工业互联网平台 149

5.4.3 国内外工业互联网平台比拟 153

5.5 工业互联网平台运用案例 154

第6章 工业互联网App 158

6.1 工业App的内涵 158

6.1.1 工业App定义 158

6.1.2 工业App特色 159

6.1.3 工业App种类 159

6.1.4 工业App模式 160

6.2 工业App的外延 161

6.2.1 工业App与工业软件的关系 161

6.2.2 工业App与工业互联网平台的关系 164

6.3 工业App体系框架 165

6.3.1 工业维度 166

6.3.2 技能维度 167

6.3.3 软件维度 167

6.3.4 工业App标准体系 168

6.4 工业App的开拓 169

6.4.1 工业App的开拓路线图 169

6.4.2 工业App的关键技能 170

6.4.3 工业App的开拓进阶 171

6.5 工业App运用案例 180

6.5.1 机器加工行业工业App运用案例 180

6.5.2 空压机行业工业App运用案例 184

6.5.3 锅炉行业工业App运用案例 187

第7章 工业大数据 191

7.1 工业大数据内涵与代价 191

7.1.1 工业大数据的定义、分类与特色 191

7.1.2 工业大数据的代价 194

7.2 工业大数据家当发展现状 195

7.2.1 政策支撑 195

7.2.2 标准支撑 197

7.2.3 工业大数据的运用处景 199

7.3 工业大数据参考架构 201

7.3.1 业务架构 201

7.3.2 平台架构 202

7.3.3 技能架构 203

7.3.4 数据架构 206

7.3.5 履行架构 206

7.4 工业大数据关键技能 207

7.4.1 工业大数据技能架构实现 207

7.4.2 工业大数据平台 209

7.4.3 工业大数据采集技能 209

7.4.4 工业大数据 209

7.4.5 工业大数据剖析技能 210

27.5 工业大数据剖析 211

7.5.1 工业大数据剖析框架 211

7.5.2 工业大数据剖析方法和建模 215

7.6 工业大数据管理 219

7.6.1 数据管理内涵 219

7.6.2 数据管理模型和框架 220

7.6.3 数据确权 221

7.6.4 工业数据分级分类管理 222

7.6.5 数据质量管理 223

7.6.6 数据安全管理 225

7.7 工业大数据运用案例 227

第8章 工业互联网安全 231

8.1 概述 231

8.2 工业互联网安全体系 233

8.2.1 掌握安全 233

8.2.2 设备安全 235

8.2.3 网络安全 236

8.2.4 运用安全 237

8.2.5 数据安全 238

8.3 工业互联网安全技能 238

8.3.1 关键技能 238

8.3.2 技能体系 241

8.4 工业互联网安全标准 244

8.4.1 国外标准进展 244

8.4.2 海内标准进展 245

8.5 工业互联网安全运用案例 247

8.5.1 某城市污水处理厂安全办理方案 247

8.5.2 某风电集控中央安全办理方案 250

第9章 工业互联网核心技能 253

9.1 人工智能 253

9.1.1 概述 253

9.1.2 人工智能对工业互联网发展的代价 254

9.1.3 人工智能关键技能 256

9.1.4 人工智能在工业互联网领域的运用处景 260

9.1.5 人工智能在热电厂的运用案例 261

9.2 区块链 264

9.2.1 概述 264

9.2.2 区块链对工业互联网发展的代价 265

9.2.3 区块链参考模型和关键技能 266

9.2.4 区块链在工业互联网领域的运用处景 269

9.2.5 区块链在聪慧供应链的运用案例 271

9.3 5G 272

9.3.1 概述 272

9.3.2 5G对工业互联网发展的代价 274

9.3.3 5G关键技能 274

9.3.4 5G在工业互联网领域的运用处景 277

9.3.5 5G专网在汽车制造行业的运用案例 278

9.4 数字孪生 279

9.4.1 概述 279

9.4.2 数字孪生对工业互联网发展的代价 284

9.4.3 数字孪生技能和标准体系 286

9.4.4 数字孪生在工业互联网领域的运用处景 291

9.4.5 华北电力某热电厂数字孪生工厂案例 295

参考文献 299