边缘计算使能工业互联网
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作者戴文斌 宋华振 彭瑜
出版社机械工业出版社
ISBN9787111726647
出版时间2022-08
装帧精装
开本16开
定价69元
货号12527879
上书时间2024-12-08
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前言
目录
前言<br /><br />第1章 制造业中的控制与计算发展概貌 1<br />1.1 综述 1<br />1.1.1 四次工业革命时期的制造自动化 1<br />1.1.2 与制造业相关的控制理论的发展进程 3<br />1.1.3 制造业控制和计算多级分层架构的发展进程 4<br />1.2 流程工业和离散制造业的自动化发展进程 8<br />1.2.1 流程工业的自动化发展进程 8<br />1.2.2 离散制造业的自动化发展进程 10<br />1.3 工业现场总线和工业以太网的发展历程 11<br />1.3.1 流程工业现场总线和工业以太网的发展历程 12<br />1.3.2 离散制造业现场总线和工业以太网的发展历程 14<br />第2章 工业互联网与边缘计算发展现状 16<br />2.1 工业互联网与边缘计算 16<br />2.1.1 边缘计算 16<br />2.1.2 工业环境下的边缘计算 17<br />2.1.3 工业边缘的两个视角 21<br />2.1.4 在工业边缘构建可靠的虚拟化和控制应用 23<br />2.2 边缘可编程工业控制器的发展 27<br />2.2.1 数据共享是制造业未来的急切需要 27<br />2.2.2 差异性是赢得市场竞争的重要手段 28<br />2.2.3 边缘可编程控制器是OT与IT融合的利器 30<br />2.2.4 让控制器具有内生的信息安全 33<br />2.2.5 边缘可编程控制器的软件架构和配置 36<br />2.2.6 小结 38<br />第3章 工业互联网下边缘计算体系架构 39<br />3.1 工业边缘计算体系架构 39<br />3.1.1 工业系统体系架构变化 39<br />3.1.2 工业互联网云平台+边缘计算下的软件新需求 42<br />3.1.3 微服务架构与工业边缘计算 43<br />3.2 工业软件新形态——工业App与工业应用市场 46<br />3.2.1 工业边缘应用新模式 46<br />3.2.2 面向工业边缘App的统一建模语言IEC 61499 49<br />3.2.3 轻量级容器化工业边缘微服务应用的运行环境 52<br />3.3 工业边缘计算标准化进程 53<br />3.3.1 IEEE P2805.1边缘计算节点自我管理协议 55<br />3.3.2 IEEE P2805.2边缘计算节点数据采集、过滤与缓存管理协议 55<br />3.3.3 IEEE P2805.3边–云协作机器学习协议 56<br />第4章 工业边缘计算关键技术 58<br />4.1 下一代工业边缘通信技术 58<br />4.1.1 工业以太网一网到底的发展 58<br />4.1.2 单对双绞线以太网和优选物理层 65<br />4.1.3 OPC UA TSN 76<br />4.1.4 数据分发服务 100<br />4.1.5 确定性IP网络 123<br />4.2 工业4.0管理壳 125<br />4.2.1 工业4.0参考架构模型RAMI4.0和资产管理壳的概念 125<br />4.2.2 工业4.0基本元件模型 127<br />4.2.3 资产管理壳的基本结构 130<br />4.2.4 工业4.0基本元件的开发实践概述 132<br />4.2.5 PLCopen关于AAS开发的进展 142<br />4.3 工业边缘计算建模语言IEC 61499 145<br />4.3.1 IEC 61499功能块标准简介 145<br />4.3.2 IEC 61499与IEC 61131-3的区别 151<br />4.3.3 IEC 61499应用前景 153<br />4.4 工业边缘计算与机器学习 154<br />第5章 工业边缘计算潜在应用场景 157<br />5.1 参数寻优 157<br />5.2 热备份冗余 159<br />5.3 预测性维护 161<br />5.3.1 预测性维护的发展 161<br />5.3.2 预测性维护的场景 163<br />5.3.3 预测性维护的方法 165<br />5.3.4 预测性维护的实现 168<br />5.3.5 小结 171<br />5.4 数字孪生 171<br />5.4.1 数字孪生产生的背景 172<br />5.4.2 数字孪生的特征 176<br />5.4.3 工业数字孪生 181<br />5.4.4 边缘架构中的数字孪生 183<br />5.4.5 数字孪生应用场景分析 185<br />结语 190
内容摘要
本书从工业视角出发，对制造业体系架构与发展过程进行回顾与总结，并在工业互联网的全新架构下，阐述边缘计算给制造业带来的改变。首先详细介绍了在工业互联网+边缘计算的背景下工业软件的模式变革和标准化进程，接着介绍工业边缘计算中所需要的关键技术，包括确定性IP网络、双绞线以太网和优选物理层、OPC UA TSN、DDS等新一代工业通信技术、工业4.0管理壳以及工业边缘计算建模语言IEC 61499，对工业边缘计算的应用场景（包括参数寻优、热备份冗余、预测性维护以及数字孪生等）进行了系统介绍。
精彩内容
本书从工业视角出发，对制造业体系架构与发展过程进行回顾与总结，并在工业互联网的全新架构下，阐述边缘计算给制造业带来的改变。首先详细介绍了在工业互联网+边缘计算的背景下工业软件的模式变革和标准化进程，接着介绍工业边缘计算中所需要的关键技术，包括确定性IP网络、双绞线以太网和优选物理层、OPC UA TSN、DDS等新一代工业通信技术、工业4.0管理壳以及工业边缘计算建模语言IEC 61499，对工业边缘计算的应用场景（包括参数寻优、热备份冗余、预测性维护以及数字孪生等）进行了系统介绍。
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