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第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用
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第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787521707618
- 條形碼：9787521707618 ; 978-7-5217-0761-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 本書特色
改寫未來的制造和生產(chǎn)規(guī)則的趨勢和技術(shù) ??什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) ??哪些技術(shù)將會推進實現(xiàn)工業(yè)4.0 ??現(xiàn)在*近技術(shù)的進展情況 ??工業(yè)4.0的現(xiàn)實應(yīng)用場景 ??未來新技術(shù)的應(yīng)用場景 ??制造業(yè)如何重振以及所帶來的影響
第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 內(nèi)容簡介
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命，被人們普遍認為是繼工業(yè)革命和互聯(lián)網(wǎng)革命后的第三次創(chuàng)新。如今，它正在如火如荼地進行。這本書從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)動機和模式的潛在收益的視角切入，結(jié)合實踐中的成功案例，重點分析了構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)所需的技術(shù)等問題。本書討論了由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的創(chuàng)新型商業(yè)模式；實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)，以及如何通過各種技術(shù)和協(xié)議在現(xiàn)實世界中搭建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。作者從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一般概念和原理，進一步討論了工業(yè) 4.0的內(nèi)涵，并且著重探討了制造業(yè)的未來發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，作者分析了國家應(yīng)如何進行改革，實現(xiàn)再工業(yè)化。
第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 目錄
目 錄
前言 Ⅶ
第1章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡介001
美國通用電氣公司首創(chuàng)了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”這一術(shù)語，用來描述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，而其他企業(yè)，如思科，也將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)稱為“萬物互聯(lián)”，或者稱之為“互聯(lián)網(wǎng) 4.0”，或者使用其他名稱。
第2章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例019
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蘊藏著巨大潛力，給諸多生產(chǎn)力領(lǐng)域帶來了機遇。因此，如此多的應(yīng)用案例將使行業(yè)管理人員開始覺醒并考慮工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的可能性。
第3章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和商業(yè)創(chuàng)新047
近年來，改變了信號處理方式的低成本高速電子電路和制造技術(shù)的進步，推動了傳感技術(shù)的發(fā)展。借助這些協(xié)同領(lǐng)域內(nèi)的新發(fā)展，傳感器設(shè)計師和制造商可以采用一套全新的方法，如自監(jiān)控和自校準(zhǔn)系統(tǒng)智能化，來提高科技產(chǎn)品的性能。
第4章 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu) 093
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)依賴于M2M 技術(shù)結(jié)構(gòu)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)常被視為M2M 的自然演進。制造業(yè)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的*大用戶，在機器自動化、機器人和M2M 交流與合作方面有著悠久的歷史。
第5章 設(shè)計工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)121
換能器（傳感器和制動器）是所有M2M 或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基本核心。它們是所有系統(tǒng)的邊緣設(shè)備，使我們能夠感知和操控我們的環(huán)境。
第6章 接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和協(xié)議167
由于接入網(wǎng)屬于相對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，且涉及的主要技術(shù)和協(xié)議相對成熟且穩(wěn)定，因此，在本章中，我們將簡略地了解有可能在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署中實施的通信技術(shù)與相應(yīng)的協(xié)議和應(yīng)用。
第7章 檢查中間件傳輸協(xié)議177
即使在局域網(wǎng)中或在跨專線/ 局域網(wǎng)的運營商MPLS 網(wǎng)絡(luò)中，我們也不能認為不存在丟包現(xiàn)象。因此，TCP/IP 協(xié)議依然廣泛應(yīng)用于廣域網(wǎng)鏈路和潛在的有損耗網(wǎng)絡(luò)中。
第8章 中間件軟件模式 185
發(fā)布—訂閱模式并不受物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，這樣能有效減少意大利面條式代碼和網(wǎng)絡(luò)連接，從而使整個系統(tǒng)更易于管理。由于添加新的傳感器（設(shè)備）十分簡單，因此使用消息總線模型可以輕松實現(xiàn)系統(tǒng)升級。
第9章 軟件設(shè)計概念 201
傳統(tǒng)的M2M 架構(gòu)基于面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）原則，現(xiàn)在隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的問世，SOA 在傳遞服務(wù)、提供見解和整合系統(tǒng)方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
第10 章 基于中間件的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺 217
沒有任何一種解決方案能夠適用于所有情形，因此大多數(shù)情況下我們都需要部署幾種協(xié)議和技術(shù)以滿足需要，然后采用某種方式對它們進行集成。這種設(shè)計就是異構(gòu)設(shè)計，它能支持少量或大量不同的協(xié)議、技術(shù)和軟件模式。
第11 章 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)廣域接入技術(shù)和協(xié)議 229
互聯(lián)網(wǎng)帶來了數(shù)據(jù)通信的變革。現(xiàn)在，僅需要將單個互聯(lián)網(wǎng)連接到一個當(dāng)?shù)胤⻊?wù)供應(yīng)商，互聯(lián)網(wǎng)就能找到遠程實體并在這些主機之間建立必要的連接。
第12 章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全保障 253
安全性是阻礙工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投入應(yīng)用的重要因素之一。一般來說，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)互聯(lián)網(wǎng)安全威脅免疫，這是因為它們的架構(gòu)和協(xié)議與IT 企業(yè)、用戶計算機設(shè)備的架構(gòu)和協(xié)議大不相同。
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第13 章 工業(yè)4.0概述 275
工業(yè)4.0 誕生于德國。之后，這一概念便在歐盟的工業(yè)化國家中得以廣泛應(yīng)用，并傳播至中國、印度和其他亞洲國家。工業(yè)4.0 指的是第四次工業(yè)革命，而前三次工業(yè)革命分別實現(xiàn)了機械化、電氣化和信息化。
第14 章 智能工廠 303
從概念上講，工業(yè)4.0 的核心是智能工廠，它是構(gòu)成商業(yè)模式的中心實體，所有的事情都圍繞它展開。如果著眼于工業(yè)4.0 理論上的運作模式，我們就會發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)智能工廠的所有要素都已具備。
第15 章 通向工業(yè)4.0的路線圖 323
那些采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、抓住了工業(yè)4.0 巨大機遇的公司，將不得不在其業(yè)務(wù)的所有領(lǐng)域進行一些根本性變革。采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或?qū)嵤┕I(yè)4.0 戰(zhàn)略的首要前提是將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)樵跀?shù)字世界中無縫運行。
索引343
致謝357
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第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 節(jié)選
第1章 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡介 美國通用電氣公司首創(chuàng)了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”這一術(shù)語，用來描述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，而其他企業(yè)，如思科，也將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)稱為“萬物互聯(lián)”， 或者稱之為“互聯(lián)網(wǎng) 4.0”，或者使用其他名稱。1①然而，不管怎樣稱呼，重要的一點是必須將物聯(lián)網(wǎng)垂直策略（如圖1-1 所示），如消費者、商業(yè)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等類型，與更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)橫向概念區(qū)分開，這是因為它們的目標(biāo)受眾、技術(shù)要求和策略截然不同。例如，智能家居、利用健身追蹤器的個人連接、集成娛樂設(shè)備以及車內(nèi)人員監(jiān)控設(shè)備，在消費者市場享有極高的知名度。同樣，商業(yè)市場具有很高的市場價值，其提供的服務(wù)包括金融和投資產(chǎn)品（如銀行業(yè)務(wù)、保險、金融服務(wù)和電子商務(wù)），并側(cè)重于消費者的歷史記錄、績效和價值。企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個包括小型、中型和大型企業(yè)的垂直板塊，而本書主要關(guān)注的是其中*大的垂直板塊——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，它包括大量的專業(yè)領(lǐng)域，如能源生產(chǎn)、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、零售、交通運輸、物流、航空工業(yè)、太空旅行等等。 為避免混淆，我們將效仿通用電氣公司，采用“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）” 這個名稱作為本書的通用術(shù)語。如果討論的是概念和戰(zhàn)略上不同的示例，我們會明確指出它的名稱，如工業(yè)4.0。圖1-1 物聯(lián)網(wǎng)橫向和垂直分布很多工業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)預(yù)測，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推動下，在未來10 年中，經(jīng)濟增長率和生產(chǎn)力將達到前所未有的高度。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者、政府官員、學(xué)者和技術(shù)供應(yīng)商正熱切地攜手合作，試圖挖掘和實現(xiàn)這一巨大潛能。 從金融的角度來看，根據(jù)一份市場研究報告，2020 年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值將達到1 510.1 億美元，2015—2020年的復(fù)合年均增長率將達到8.03%。事實上，企業(yè)認為利用互聯(lián)網(wǎng)的巨大潛能還可以實現(xiàn)工業(yè)增長。其中一個例子就是，制造商和政府希望借此機遇實行再工業(yè)化，并將之前已遷移到海外的工業(yè)和制造業(yè)吸引“回巢”。通過鼓勵再工業(yè)化，政府希望提升制造業(yè)價值，以拉動GDP 增長。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?jié)摿Σ蝗莺鲆暎谶^去15 年，通過將互聯(lián)網(wǎng)交易運用于零售、媒體和金融等服務(wù)行業(yè)，企業(yè)對消費者的電子商務(wù)業(yè)務(wù)（B2C ）取得了迅猛增長。網(wǎng)絡(luò)巨頭（如亞馬遜、奈飛、易貝和貝寶）在市場中居于統(tǒng)治地位，B2C的成功不言而喻。在未來10年，互聯(lián)網(wǎng)有望為工業(yè)領(lǐng)域帶來同樣的增長和成功，它將覆蓋制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、航空工業(yè)、交通運輸和物流等領(lǐng)域。它的重要性是不可否認的，因為工業(yè)產(chǎn)值貢獻了全球GDP的2/3，但同時風(fēng)險也很大。然而，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍然處于初級階段。盡管15年過去了，互聯(lián)網(wǎng)已得到廣泛應(yīng)用，但工業(yè)領(lǐng)域的巨頭一直在猶豫是否將其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。他們之所以猶豫，是因為不確定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將對工業(yè)、價值鏈、商業(yè)模式、勞動力以及*終的產(chǎn)能和產(chǎn)品產(chǎn)生怎樣的影響。此外，一份針對工商企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的調(diào)查顯示，2015年1月，87%的人聲稱他們對該商業(yè)模式或技術(shù)還沒有清晰的認識。 不出所料，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通常是公司高層探討的內(nèi)容，所以他們往往會拋開支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的復(fù)雜性來討論工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，認為它無關(guān)緊要。例如，在工業(yè)企業(yè)中，他們使用生成數(shù)據(jù)的傳感器和設(shè)備來控制運營已有數(shù)十年之久，運用機器對機器（M2M）通信與協(xié)作也有至少10年，因此工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)并不是新奇的事物。工業(yè)領(lǐng)域同樣可以高效收集、分析和存儲可用來獲取歷史、預(yù)測和規(guī)范信息的海量數(shù)據(jù)。因此工業(yè)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者常問的問題是：“為什么將我的M2M架構(gòu)連接到互聯(lián)網(wǎng)，會為我?guī)砀髢r值？” 什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？ 要解釋為什么企業(yè)要采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我們首先需要考慮工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)到底是什么。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了一種能夠讓人們更好地查看和分析公司運營和資產(chǎn)的方式，它集成了機器傳感器、中間件、軟件、后端云計算和存儲系統(tǒng)。因此，它提供了一個徹底改變企業(yè)經(jīng)營過程的方法，此方法借助的是高級分析以及通過訪問大型數(shù)據(jù)集獲得的結(jié)果反饋，通過提高運營效率和加速提升產(chǎn)能來實現(xiàn)企業(yè)收益，同時降低計劃之外的停工期，優(yōu)化效率，從而提高利潤。 盡管在當(dāng)今的工業(yè)環(huán)境中，現(xiàn)有M2M技術(shù)和方法可能看起來與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)類似，但其運營規(guī)模截然不同。例如，借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)，巨大的數(shù)據(jù)流能夠通過云托管的高級分析技術(shù)，以導(dǎo)線的傳輸速度進行分析。此外，海量數(shù)據(jù)可能存儲于分布式云存儲系統(tǒng)，用于未來的批量分析。這些大批量分析工作可以從數(shù)據(jù)中收集信息和統(tǒng)計數(shù)據(jù)（由于采樣池比較小或者算法比較落后，這在以前幾乎是無法實現(xiàn)的）。然后，工藝工程師可以將這些分析結(jié)果用于運營優(yōu)化以及提供給管理人員，供他們將其轉(zhuǎn)換為知識，從而提升產(chǎn)能和效率并降低運營成本。 1%的力量 另外，關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，有個很有趣的觀點：1%的力量。它與大多數(shù)行業(yè)中的降低運營成本/提升效率有關(guān)，即要求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)僅通過節(jié)約1%的成本來創(chuàng)造巨大收益。例如，在航空行業(yè)中，每年節(jié)約1%的燃料將節(jié)約300億美元。同樣，在發(fā)電站中，將投入燃氣發(fā)電機的燃料減少1%，運營成本將節(jié)省660億美元。此外，在油氣行業(yè)，每年花費在設(shè)備上的支出減少1%，將會帶來900億美元的回報。這一理論同樣適用于農(nóng)業(yè)、交通運輸和醫(yī)療保健等行業(yè)。因此，我們可以看到，在大多數(shù)行業(yè)中，對于部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投入的資金和運營成本來說，只要提升1%就能帶來顯著的投資回報率。啟動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略需要哪些技術(shù)和多少資本支出呢？ 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)匯聚了若干關(guān)鍵技術(shù)，以產(chǎn)生一個比自身總和更大的系統(tǒng)。例如，*新的傳感器不僅能通過一個組件生成更多數(shù)據(jù)，而且能生成不同類型的數(shù)據(jù)，技術(shù)的發(fā)展不僅僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的精確度（如該溫度為37.354攝氏度）上。另外，傳感器能夠自我感知，甚至可以預(yù)測自身剩余的使用壽命。因此，傳感器生成的數(shù)據(jù)不僅精確，而且具備預(yù)測性。同樣，借助控制器，機器傳感器能夠自我感知、自我預(yù)測和自我比較。例如，它們可以將當(dāng)前的配置、環(huán)境設(shè)置與預(yù)配置的*優(yōu)數(shù)據(jù)和閾值進行比較，為自診斷做好準(zhǔn)備。近幾年，傳感器技術(shù)的成本大幅降低，尺寸也大幅減小，這使得機器、工藝甚至人員的儀器化，在財務(wù)和技術(shù)上均成為可能。正如我們看到的那樣，大數(shù)據(jù)和高級分析技術(shù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的另一個重要驅(qū)動和使能技術(shù)，因為這些技術(shù)可以提供歷史性的、預(yù)測性的和常規(guī)的分析，讓人們洞察機器或程序中的實際運作情況。
第三次創(chuàng)新 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用 作者簡介
阿拉斯代爾·吉爾克里斯特：他在信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信和移動通信等領(lǐng)域擁有 25 年的從業(yè)經(jīng)驗，其間擔(dān)任過專業(yè)技術(shù)員、經(jīng)理和董事。他掌握了深厚的技術(shù)知識，并且精通商業(yè)實踐、策略、管理和合規(guī)性，能夠從技術(shù)的角度對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進行闡述。他常常會發(fā)表有關(guān)商業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的文章，并出版圖書。他認為他的專業(yè)知識價值在這兩個領(lǐng)域能夠充分發(fā)揮。阿拉斯代爾，現(xiàn)居泰國，是一名自由顧問兼技術(shù)作家。
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