工業互聯網是現代信息技術與工業體系深度融合的全新工業生態、關鍵基礎設施和新型應用模式，是支撐制造業高質量發展的“新基建”之一。本書重點介紹了工業互聯網平臺的概念和發展歷史，國內外典型工業互聯網平臺的架構和特點，工業互聯網邊緣層、PaaS層和SaaS層的關鍵技術，以及工業互聯網在流程制造業和離散制造業的應用案例。
本書可作為高校研究生、政府工作人員、企業技術人員理解和學習工業互聯網關鍵技術及應用的重要參考書。
第1章 緒論 001
1.1 工業互聯網概述 002
1.1.1 互聯網和互聯網+ 003
1.1.2 工業1.0～工業4.0 004
1.1.3 傳統制造業面臨的問題 005
1.1.4 工業互聯網的內涵 006
1.2 工業互聯網體系架構 008
1.2.1 美國工業互聯網參考架構IIRA 009
1.2.2 德國工業4.0參考架構RAMI 4.0 010
1.2.3 日本工業價值鏈參考架構IVRA 011
1.2.4 中國工業互聯網體系架構 012
1.3 工業互聯網關鍵技術 015
1.3.1 技術體系 015
1.3.2 關鍵技術 019
1.3.3 工業互聯網前沿技術 023
1.4 工業互聯網發展趨勢 026
1.4.1 工業互聯網產業融合發展 026
1.4.2 5G +工業互聯網快速融合發展 026
1.4.3 工業APP應用持續豐富和拓展 027
1.4.4 工業互聯網平臺發展趨勢 027
參考文獻 028
第2章 工業互聯網平臺 031
2.1 工業互聯網平臺概述 032
2.2 工業互聯網平臺技術架構 035
2.2.1 邊緣層 035
2.2.2 基礎層 037
2.2.3 平臺層 038
2.2.4 應用層 038
2.3 國內外工業互聯網平臺 040
2.3.1 國外工業互聯網平臺 040
2.3.2 國內工業互聯網平臺 046
參考文獻 053
第3章 工業互聯網邊緣層 055
3.1 邊緣層概述 056
3.2 工業數據接入 057
3.2.1 工業控制系統 057
3.2.2 工業信息系統 060
3.2.3 其他工業設備 065
3.3 邊緣計算通信協議 070
3.3.1 OPC DA 071
3.3.2 OPC UA 072
3.3.3 Modbus 073
3.3.4 工業互聯網標識解析 075
3.3.5 工業實時數據庫 077
3.4 邊緣計算數據處理 082
3.4.1 工業數據處理 082
3.4.2 云計算與邊緣計算 088
3.5 邊緣計算應用 093
3.5.1 視覺數據分析 093
3.5.2 高頻振動信號分析 095
3.5.3 風機信號處理 097
參考文獻 097
第4章 工業互聯網PaaS層 101
4.1 PaaS層概述 102
4.1.1 PaaS層定義 102
4.1.2 PaaS層定位 103
4.1.3 PaaS層的技術架構 104
4.2 PaaS層核心支撐技術 108
4.2.1 分布式開發技術 108
4.2.2 微服務架構 113
4.2.3 微服務治理 116
4.2.4 微服務開發框架 119
4.2.5 容器與容器云 123
4.3 工業數據集成與資源管理 132
4.3.1 工業數據集成與資源管理概述 133
4.3.2 工業數據集成與資源管理流程和方法 134
4.3.3 工業數據集成與資源管理工具 140
4.4 工業APP開發編排計算平臺 148
4.4.1 基于平臺的開發與部署 149
4.4.2 基于組件的可復用技術 154
4.4.3 圖形化編程開發技術 156
4.4.4 運行時求解計算過程 161
4.4.5 異構算力環境調度 164
4.4.6 分布式計算與并行計算 167
4.5 工業低代碼APP開發 168
4.5.1 工業低代碼APP開發簡介 169
4.5.2 工業低代碼APP開發原理 170
4.5.3 典型的低代碼開發平臺 179
4.5.4 工業低代碼的應用場景 189
參考文獻 191
第5章 工業互聯網SaaS層 195
5.1 SaaS概述 196
5.1.1 SaaS定義 196
5.1.2 SaaS主要特點 197
5.1.3 SaaS發展現狀 198
5.1.4 SaaS代表產品 199
5.2 工業APP概述 200
5.2.1 工業APP定義 200
5.2.2 工業APP的特點 201
5.2.3 工業APP與工業軟件 202
5.2.4 工業APP發展現狀 203
5.3 工業APP開發 204
5.3.1 技術架構 205
5.3.2 關鍵技術 206
5.3.3 開發流程 207
5.4 工業APP應用 209
5.4.1 面向智能設計的工業APP 209
5.4.2 面向智能生產的工業APP 214
5.4.3 面向智能運維的工業APP 219
5.5 工業APP生態體系建設 225
5.5.1 生態體系的構成內容 225
5.5.2 參與主體及主要活動 226
5.5.3 生態基礎建設 228
5.5.4 使能環境建設 229
參考文獻 232
第6章 工業互聯網賦能行業應用 235
6.1 工業互聯網賦能流程制造業典型應用 236
6.1.1 煉化一體化生產智能管控典型案例 236
6.1.2 煤氣化爐智慧生產管控平臺案例 240
6.1.3 水泥行業智能工廠建設典型案例 245
6.1.4 基于工業互聯網平臺的鋼鐵智慧管控中心建設 248
6.1.5 基于工業互聯網平臺的空冷數字孿生智能控制系統 252
6.1.6 基于工業互聯網平臺的危廢焚燒智能決策系統 256
6.2 工業互聯網賦能離散制造業典型應用 261
6.2.1 基于工業互聯網平臺的高端發動機智能設計、智能運維一體化系統 261
6.2.2 基于工業互聯網平臺的汽車行業生產仿真和優化系統 265
6.2.3 大型工程機械一體化平臺典型應用 269
6.2.4 動力電池行業智能工廠典型應用 273
6.2.5 基于工業互聯網平臺的AI質檢領域典型應用 276
參考文獻 281
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