工业互联网技术导论

党的二十大报告指出： 教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，这三大战略共同服务于创新型国家的建设。高等教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。

当今，世界正处在第四次工业革命孕育、兴起的关键阶段，我国制造业转型升级也进入了攻坚时期。互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与工业制造技术深度融合，推动生产制造模式、产业组织方式、商业运行机制发生颠覆式创新，催生融合发展的新技术、新产品、新模式、新业态，为工业经济发展打造新动能，开辟新道路，拓展新边界。

工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，通过实现人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链及全面连接的新型工业生产制造和服务体系，成为支撑第四次工业革命的基础设施，对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。因此，加快发展工业互联网不仅是各国顺应产业发展大势，抢占产业未来制高点的战略选择，也是我国推动制造业质量变革、效率变革和动力变革，实现高质量发展的客观要求。

全书共10章，内容主要包括智能制造与工业互联网、工业互联网网络技术、物联网与工业物联网、云计算与工业互联网、工业大数据、工业人工智能、工业互联网平台、工业互联网软件、工业互联网安全和工业互联网实训。

本书特色如下。

(1) 采用“理实一体化”教学方式，课堂上既有教师的讲述，又有学生独立思考、上机操作的内容。

(2) 紧跟时代潮流，注重技术变化，书中包含较为前沿的工业互联网技术。建议读者在阅读本书时使用Python 3．7以上版本，并提前安装好所需要的扩展库(如NumPy、Pandas、Matplotlib等)，以便实验。

(3) 本书编者具有多年的教学经验，重难点突出，能够激发学生的学习兴趣。

（4） 为便于教学，本书提供丰富的配套资源，包括教学大纲、教学课件、电子教案、在线题库和习题答案。其中，题库包括选择题、判断题和简答题。

资源下载提示

课件等资源： 扫描封底的“课件下载”二维码，在公众号“书圈”下载。

在线作业： 扫描封底的作业系统二维码，登录网站在线做题及查看答案。

本书教学建议为54学时，具体安排如下。

教 学 内 容建 议 学 时

第1章智能制造与工业互联网
4
第2章工业互联网网络技术
4
第3章物联网与工业物联网
4
第4章云计算与工业互联网
4
第5章工业大数据
12
第6章工业人工智能
8
第7章工业互联网平台
4
第8章工业互联网软件
4
第9章工业互联网安全
4
第10章工业互联网实训
6

本书由黄源编著，在编写过程中得到了重庆誉存大数据科技公司陈玮的大力支持。

在本书的编写过程中参阅了大量相关资料，在此向各位作者表示感谢，并对清华大学出版社计算机与信息分社编辑团队的辛勤工作表示感谢！

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

编者2024年2月于重庆

本书介绍工业互联网的基本概念和相应的技术应用。全书共10章，分别介绍智能制造与工业互联网、工业互联网网络技术、物联网与工业物联网、云计算与工业互联网、工业大数据、工业人工智能、工业互联网平台、工业互联网软件、工业互联网安全和工业互联网实训。工业互联网离不开大数据分析与人工智能技术，因此本书最后一章安排大量实训项目，帮助读者快速了解和应用工业互联网相关技术。

本书可作为高等院校智能制造、工业互联网、大数据、人工智能、软件技术等专业的专业课教材，也可作为工业互联网爱好者的参考书。

第1章智能制造与工业互联网

1.1认识智能制造

1.1.1智能制造概述

1.1.2智能制造的发展层次与发展内容

1.2工业互联网简介

1.2.1认识工业互联网

1.2.2工业互联网组成与应用

1.3工业互联网体系架构2.0

1.3.1工业互联网体系架构2.0概述

1.3.2工业互联网体系架构2.0特点

1.3.3工业互联网体系架构2.0的行业实践

1.4工业互联网的发展现状与发展趋势

1.4.1我国的工业互联网环境

1.4.2工业互联网产业链

1.4.3工业互联网发展现状

1.4.4工业互联网发展趋势

1.5本章小结

习题1

第2章工业互联网网络技术

2.1计算机通信技术

2.1.1计算机网络概述

2.1.2计算机通信相关技术

2.2工业互联网网络技术

2.2.1工业互联网网络技术概述

2.2.2工业互联网内部网络技术

2.3工业互联网标识解析体系

2.3.1域名解析体系概述

2.3.2主流的标识解析体系概述

2.3.3我国工业互联网标识解析体系

2.3.4工业互联网背景下标识解析体系发展趋势

2.45G技术

2.4.15G概述

2.4.25G关键技术

2.4.3工业互联网与5G

2.5本章小结

习题2

第3章物联网与工业物联网

3.1物联网介绍

3.1.1物联网概述

3.1.2物联网相关技术

3.2工业物联网

3.2.1工业物联网概述

3.2.2工业物联网技术体系、发展趋势与应用

3.3本章小结

习题3

第4章云计算与工业互联网

4.1云计算介绍

4.1.1云计算概述

4.1.2云计算服务层次

4.1.3云计算的服务类型

4.2云计算关键技术

4.2.1虚拟化技术

4.2.2容器技术

4.2.3并行计算技术

4.2.4分布式计算技术

4.2.5海量数据存储技术

4.3常见云计算平台介绍

4.4云计算与工业互联网

4.5本章小结

习题4

第5章工业大数据

5.1大数据概述

5.2工业大数据及其应用

5.2.1工业大数据概述

5.2.2工业大数据的应用

5.3工业大数据处理过程

5.3.1工业大数据采集

5.3.2工业大数据预处理

5.3.3工业大数据建模

5.3.4工业大数据分析

5.3.5工业大数据可视化

5.4工业大数据治理

5.4.1工业大数据治理概述

5.4.2工业大数据治理核心内容

5.5本章小结

习题5

第6章工业人工智能

6.1人工智能概述

6.1.1认识人工智能

6.1.2人工智能对社会的影响

6.2人工智能核心技术与理论模型

6.2.1深度学习概述

6.2.2深度学习技术

6.2.3自然语言处理

6.2.4机器视觉

6.2.5知识图谱

6.2.6最优化理论

6.3工业人工智能

6.3.1工业人工智能概述

6.3.2人工智能技术在制造行业中的应用实例

6.4本章小结

习题6

第7章工业互联网平台

7.1工业互联网平台概述

7.1.1认识工业互联网平台

7.1.2工业互联网平台的发展现状与应用场景

7.2工业互联网平台核心技术

7.3工业互联网平台实例

7.4本章小结

习题7

第8章工业互联网软件

8.1工业软件

8.1.1工业软件概述

8.1.2工业软件相关技术

8.2工业App

8.2.1工业App概述

8.2.2工业App的开发与实现

8.2.3工业App的应用

8.3工业低代码/无代码开发

8.3.1工业低代码/无代码开发概述

8.3.2工业低代码/无代码开发平台

8.4本章小结

习题8

第9章工业互联网安全

9.1工业互联网安全介绍

9.1.1工业互联网安全概述

9.1.2工业互联网安全框架

9.1.3工业互联网安全技术

9.2工业互联网平台安全

9.2.1工业互联网平台安全概述

9.2.2工业互联网平台安全实施

9.3本章小结

习题9

第10章工业互联网实训

10.1大数据分析基础

10.2大数据分析应用

10.3人工智能算法实现

10.4深度学习算法实现

10.5时序数据库下载与使用

10.63D视觉与工业互联网

10.7在线图形绘制

10.8本章小结

习题10

参考文献

本书介绍工业互联网的基本概念和相应的技术应用。全书共10章，分别介绍智能制造与工业互联网、工业互联网网络技术、物联网与工业物联网、云计算与工业互联网、工业大数据、工业人工智能、工业互联网平台、工业互联网软件、工业互联网安全和工业互联网实训。工业互联网离不开大数据分析与人工智能技术，因此本书最后一章安排大量实训项目，帮助读者快速了解和应用工业互联网相关技术。

本书可作为高等院校智能制造、工业互联网、大数据、人工智能、软件技术等专业的专业课教材，也可作为工业互联网爱好者的参考书。

本书特色：
（1) 采用“理实一体化”教学方式，课堂上既有老师的讲述，又有学生独
立思考、上机操作的内容；
（2) 配套资源丰富，包含教学大纲、教学课件、电子教案、在线题库和习题答案；
（3）紧跟时代潮流，注重技术变化，书中包含较为前沿的工业互联网技术
。
本书配套资源丰富，包括教学大纲、教学课件、电子教案、在线题库和习题答案。