第1章

智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前，以新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展為主要特征的產(chǎn)業(yè)變革在全球范圍內(nèi)孕育興起，智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的主要方向。智能制造智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語(yǔ)與定義》，智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。推動(dòng)智能制造，能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運(yùn)營(yíng)成本和資源能源消耗，并促進(jìn)基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語(yǔ)與定義》，智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。如目前炙手可熱的3D打印、石墨烯、虛擬現(xiàn)實(shí)等都屬于這一范疇。

智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫(kù)，而且還具有自學(xué)習(xí)功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。

智能制造是繼自動(dòng)化制造之后更進(jìn)一步的制造業(yè)形態(tài)，其核心是數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化。智能制造顧名思義就是為傳統(tǒng)的制造賦予智能，這里的智能是指“人工智能”。發(fā)展層次層次技術(shù)融合系統(tǒng)智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能制造技術(shù)是信息通信技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)的，是信息通信技術(shù)在工業(yè)的廣泛、深入應(yīng)用。德國(guó)的工業(yè)4.0和美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都屬于智能制造的范疇。智能制造技術(shù)包括自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)和智能化四個(gè)層次智能制造是一個(gè)大的系統(tǒng)工程，要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)四個(gè)方向來(lái)協(xié)調(diào)推進(jìn)智能制造的發(fā)展內(nèi)容

智能制造是一個(gè)大的系統(tǒng)工程，要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)四個(gè)方向來(lái)協(xié)調(diào)推進(jìn)，其中，要以信息物理系統(tǒng)(cyberphysicalsystem，CPS)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等智能制造基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，以智能產(chǎn)品為主體，以智能生產(chǎn)為主線(xiàn)，以用戶(hù)為中心的生產(chǎn)組織方式和商業(yè)模式變革為主題來(lái)實(shí)施推進(jìn)。CPSCPS是一個(gè)綜合計(jì)算、通信、網(wǎng)絡(luò)、控制和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，可以將信息世界和現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系在一起CPS系統(tǒng)包含了將來(lái)無(wú)處不在的環(huán)境感知、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)控制等系統(tǒng)工程，使物理系統(tǒng)具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自治功能CPS能夠?qū)a(chǎn)品開(kāi)發(fā)伊始的設(shè)計(jì)理念、試制、工藝和試驗(yàn)等有效映射到虛擬空間中仿真、迭代、優(yōu)化和形式化驗(yàn)證，使得在后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)全周期的不同階段及不同開(kāi)發(fā)者之間實(shí)現(xiàn)友好的信息共享復(fù)用具體來(lái)講，CPS能夠?qū)a(chǎn)品開(kāi)發(fā)伊始的設(shè)計(jì)理念、試制、工藝和試驗(yàn)等有效映射到虛擬空間中仿真、迭代、優(yōu)化和形式化驗(yàn)證，使得在后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)全周期的不同階段及不同開(kāi)發(fā)者之間實(shí)現(xiàn)友好的信息共享復(fù)用智能制造應(yīng)用實(shí)例

智能礦山是運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分析、整合礦山運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)包括安全、生產(chǎn)、調(diào)度、自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、人員定位在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。智能礦山基于現(xiàn)代智能化理念，關(guān)注效率問(wèn)題、安全問(wèn)題和效益問(wèn)題，將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)控制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開(kāi)發(fā)技術(shù)深度融合1.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（IndustrialInternet）是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈中的融合集成應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化的綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念是由美國(guó)通用電氣公司(GE)在2012年提出的，根據(jù)GE的定義所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)便是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物全面互聯(lián)化的新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，形成智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式。

加快發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅是各國(guó)順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大勢(shì)，搶占產(chǎn)業(yè)未來(lái)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇，也是我國(guó)推動(dòng)制造業(yè)質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的客觀要求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比有四個(gè)明顯區(qū)別：一是連接對(duì)象不同。二是技術(shù)要求不同。三是發(fā)展模式不同。四是時(shí)代機(jī)遇不同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新工業(yè)革命的關(guān)鍵體和重要基石，日益成為美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)新增長(zhǎng)的共同選擇。美國(guó)《美國(guó)先進(jìn)制造領(lǐng)導(dǎo)力戰(zhàn)略》德國(guó)《國(guó)家工業(yè)戰(zhàn)略2030》。英國(guó)工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略綠皮書(shū)》《工業(yè)戰(zhàn)略：建設(shè)適合未來(lái)的英國(guó)》態(tài)和應(yīng)用模式。中國(guó)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）》工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策2020年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到6712.7億元，預(yù)計(jì)至2023年規(guī)模超過(guò)9000億元，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造智能制造是新一代信息技術(shù)與制造全生命周期的賦能結(jié)果，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的賦能，使得制造業(yè)智能化生產(chǎn)。智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造現(xiàn)階段的關(guān)鍵載體，是互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)融合應(yīng)用的產(chǎn)物。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)圖顯示了智能制造全景，圖中Digitaltwin為數(shù)字孿生技術(shù)。數(shù)字孿生是工業(yè)4.0的重要組成部分，其基本原則是在虛擬世界中復(fù)現(xiàn)實(shí)物資產(chǎn)，以模擬其動(dòng)態(tài)。數(shù)字孿生數(shù)字孿生是工業(yè)4.0的重要組成部分，其基本原則是在虛擬世界中復(fù)現(xiàn)實(shí)物資產(chǎn)，以模擬其動(dòng)態(tài)。認(rèn)識(shí)數(shù)字孿生數(shù)字孿生是一種利用數(shù)據(jù)采集、虛擬制造等技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)中存在的控制、計(jì)算和通信單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和流程仿真、監(jiān)測(cè)、計(jì)算、調(diào)節(jié)、控制和集成，實(shí)現(xiàn)物理空間個(gè)性化、高效化和高度擬實(shí)化的系統(tǒng)，也稱(chēng)數(shù)字孿生系統(tǒng)。數(shù)字孿生的意義通過(guò)建設(shè)數(shù)字孿生解決方案，不少企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的大量細(xì)節(jié)都得到了優(yōu)化，創(chuàng)造了直接的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組成與應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三個(gè)關(guān)鍵部分構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)、平臺(tái)是核心、安全是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組成隨著新技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，全球工業(yè)正在從傳統(tǒng)的供給驅(qū)動(dòng)型、資源消耗型、機(jī)器主導(dǎo)型、批量規(guī)模型向需求引導(dǎo)型、資源集約型、人機(jī)互聯(lián)型、個(gè)性定制型轉(zhuǎn)變。由于制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復(fù)雜，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景很多。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)各類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)要素泛在深度互聯(lián)的基礎(chǔ)，包括網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系、標(biāo)識(shí)解析體系和應(yīng)用支撐體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的典型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)以及創(chuàng)新的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）、確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）、5G等技術(shù)。平臺(tái)經(jīng)濟(jì)是數(shù)字時(shí)代生產(chǎn)力的新組織方式，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。從實(shí)踐來(lái)看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)仍處于初級(jí)階段，盡管平臺(tái)技術(shù)和服務(wù)能力已實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)創(chuàng)新，但要形成系統(tǒng)突破還需探索構(gòu)建共贏發(fā)展的開(kāi)放合作生態(tài)。安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展的保障，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備、工廠、人、產(chǎn)品的全方位連接，因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全建設(shè)必須從綜合安全防護(hù)體系的視角對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

隨著新技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，全球工業(yè)正在從傳統(tǒng)的供給驅(qū)動(dòng)型、資源消耗型、機(jī)器主導(dǎo)型、批量規(guī)模型向需求引導(dǎo)型、資源集約型、人機(jī)互聯(lián)型、個(gè)性定制型轉(zhuǎn)變。由于制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復(fù)雜，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景很多。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)術(shù)語(yǔ)

（1）IT網(wǎng)絡(luò)(InformationTechnologyNetwork)：IT網(wǎng)絡(luò)是用于連接信息系統(tǒng)與終端的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

（2）OT網(wǎng)絡(luò)(OperationTechnologyNetwork)：OT網(wǎng)絡(luò)是用于連接生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。（4）邊緣計(jì)算（EdgeComputing）：邊緣計(jì)算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力為一體的開(kāi)放平臺(tái)，就近提供最近端服務(wù)。其應(yīng)用程序在邊緣側(cè)發(fā)起，產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿(mǎn)足行業(yè)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的基本需求。（5）邊緣網(wǎng)關(guān)（EdgeGateway）：邊緣網(wǎng)關(guān)是部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的網(wǎng)關(guān)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接、協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能連接物理和數(shù)字世界，提供輕量化的聯(lián)接管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用管理功能。（9）個(gè)性化定制（PersonalizedCustomization）：通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將用戶(hù)需求和企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃精確匹配，并借助模塊化產(chǎn)線(xiàn)和新型制造工藝，實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品多樣化、定制化生產(chǎn)制造模式。（10）工業(yè)APP（IndustrialApplications）：工業(yè)APP是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，承載工業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，滿(mǎn)足特定需求的工業(yè)應(yīng)用軟件，是工業(yè)技術(shù)軟件化的重要成果。（13）工業(yè)防火墻(IndustrialFirewall)：工業(yè)防火墻是一個(gè)由軟件和硬件設(shè)備組合而成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專(zhuān)用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的邊界上構(gòu)造的保護(hù)屏障。（14）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（IndustrialInternetPlatform）：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺(tái)。（15）工業(yè)軟件（IndustrialSoftware）：工業(yè)軟件是用于或?qū)Ｓ糜诠I(yè)領(lǐng)域，為提高工業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)調(diào)度和過(guò)程控制水平的相關(guān)軟件和系統(tǒng)。（16）工業(yè)通信協(xié)議（IndustrialCommunicationProtocol）：工業(yè)通信協(xié)議是指工業(yè)控制領(lǐng)域的雙方實(shí)體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。（18）工業(yè)智能（IndustrialIntelligence）工業(yè)智能或稱(chēng)工業(yè)人工智能（IndustrialArtificialIntelligence），是工業(yè)領(lǐng)域中由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的具有自感知、自學(xué)習(xí)、自執(zhí)行、自決策、自適應(yīng)等特征的應(yīng)用。（19）故障預(yù)測(cè)(FaultPrediction)：故障預(yù)測(cè)是指基于存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析平臺(tái)中的數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)備使用數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、主機(jī)及配件性能數(shù)據(jù)、配件更換數(shù)據(jù)等設(shè)備與服務(wù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)備故障、服務(wù)、配件需求的預(yù)測(cè)，為主動(dòng)服務(wù)提供技術(shù)支撐，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低故障率。（24）柔性制造(FlexibleManufacturing)：柔性制造可以表述為兩個(gè)方面：一個(gè)方面是指生產(chǎn)能力的柔性反應(yīng)能力，也就是機(jī)器設(shè)備的小批量生產(chǎn)能力；第二個(gè)方面，指的是供應(yīng)鏈的敏捷和精準(zhǔn)的反應(yīng)能力。這種以消費(fèi)者為導(dǎo)向的，以需定產(chǎn)的方式對(duì)立的是傳統(tǒng)大規(guī)模量產(chǎn)的生產(chǎn)模式。（25）軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SoftwareDefinedNetworking,SDN)：軟件定義網(wǎng)絡(luò)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它將網(wǎng)絡(luò)控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，采用集中控制替代原有分布式控制，并通過(guò)開(kāi)放和可編程接口實(shí)現(xiàn)軟件定義。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系2.0架構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在工業(yè)和信息化部的指導(dǎo)下，在2016年發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）基礎(chǔ)上，研究制定了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界急需一套具有實(shí)踐借鑒意義的方法論，指導(dǎo)其開(kāi)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用推廣與生態(tài)建設(shè)。架構(gòu)2.0在繼承版本1.0核心理念、要素和功能體系的基礎(chǔ)上，從業(yè)務(wù)、功能、實(shí)施等三個(gè)角度重新定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的參考架構(gòu)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括：網(wǎng)絡(luò)與聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)解析標(biāo)準(zhǔn)、邊緣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)APP標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)等。總體標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的通用性、指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，包括術(shù)語(yǔ)定義、通用需求、架構(gòu)、測(cè)試與評(píng)估、管理等標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)主要包含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景和垂直行業(yè)應(yīng)用等應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0架構(gòu)2015年政府工作報(bào)告中首次提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”；同年7月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制及推廣。這一時(shí)期工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多以“互聯(lián)網(wǎng)+”“兩化融合”的形態(tài)出現(xiàn)。2017年11月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，確立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展地位，明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要任務(wù)和路徑。2021年1月，工信部發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》，提出了五方面、11項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)和10大重點(diǎn)工程，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，帶動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。未來(lái)3年將是我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速成長(zhǎng)期?！蛾P(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》我國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將加快向細(xì)分垂直領(lǐng)域延伸。我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用和推廣，未來(lái)在盈利模式多元化創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也將加速向細(xì)分垂直領(lǐng)域延伸，深度解決行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)難點(diǎn)。（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與新技術(shù)的融合將持續(xù)加深。在5G、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)的加速成熟和應(yīng)用推廣下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將加快與新技術(shù)的融合發(fā)展，在數(shù)據(jù)設(shè)備安全、模型構(gòu)建迭代、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面不斷創(chuàng)新，并涌現(xiàn)出新發(fā)展模式、應(yīng)用場(chǎng)景。（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在整合企業(yè)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)資源方面具備極大優(yōu)勢(shì)，未來(lái)在系統(tǒng)平臺(tái)不斷完善及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)全面覆蓋的趨勢(shì)下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)揮其技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)資源配置、信息聚合共享的能力，助力區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展。發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大體系，分為邊緣層、IaaS層、PaaS層和SaaS層四大層級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈邊緣層：主要包括設(shè)備接入、協(xié)議解析和邊緣數(shù)據(jù)處理。IaaS層：包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化等基礎(chǔ)設(shè)施。PaaS層：在通用PaaS服務(wù)(設(shè)備管理、資源管理、運(yùn)維管理、故障恢復(fù)等)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。SaaS層：針對(duì)工業(yè)應(yīng)用的需求，為用戶(hù)提供設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性應(yīng)用服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括主要由傳感、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)備廠商，有傳感器、控制器、工業(yè)級(jí)芯片、智能機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)等中游主要為平臺(tái)類(lèi)企業(yè)，提供開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境、軟件應(yīng)用和安全等，有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)軟件、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中臺(tái)、邊緣計(jì)算服務(wù)等。下游則為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景等，主要應(yīng)用模式和場(chǎng)景可歸納為以下四類(lèi)：智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與大規(guī)模個(gè)性化定制，提供智能增值服務(wù)；智能化生產(chǎn)和管理，主攻發(fā)展數(shù)字工廠、智能工廠；智能化售后服務(wù)以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。第2章

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用各種通信介質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信以傳輸協(xié)議為基準(zhǔn)分布在不同地理位置中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)終端連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)局域網(wǎng)是一種在小范圍內(nèi)實(shí)施的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)城域網(wǎng)是中等規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),與局域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)的組建更復(fù)雜，功能更齊全。城域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)是一種綜合型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，廣域網(wǎng)組建十分復(fù)雜，設(shè)備眾多，且數(shù)據(jù)傳輸率較低，網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?Topology)結(jié)構(gòu)是指用傳輸介質(zhì)互連各種設(shè)備的物理布局。網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，需要以一定的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行連接，這種連接方式就叫作“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”，通俗地講就是這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何連接在一起的。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)通信相關(guān)技術(shù)通信方式是指通信雙方的信息交互的方式。在設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)時(shí)，需要考慮使用何種通信方式。一般常見(jiàn)的通信方式有單工通信、半雙工通信和全雙工通信。通信方式通信是單方向的，如同在單行道上，兩臺(tái)設(shè)備只有一臺(tái)能夠發(fā)送，另一臺(tái)則只能接收單工在半雙工模式下，每臺(tái)主機(jī)均能發(fā)送和接收，但不能同時(shí)進(jìn)行半雙工全雙工在全雙工模式下，雙方主機(jī)都能同時(shí)發(fā)送和接收，并且兩者能夠同步進(jìn)行，這好像人們平時(shí)打電話(huà)一樣，說(shuō)話(huà)的同時(shí)也能夠聽(tīng)到對(duì)方的聲音并行與串行在計(jì)算機(jī)和終端之間的數(shù)據(jù)傳輸通常是靠電纜或信道上的電流或電壓變化實(shí)現(xiàn)的。如果一組數(shù)據(jù)的各數(shù)據(jù)位在多條線(xiàn)上同時(shí)被傳輸，這種傳輸方式稱(chēng)為并行通信并行通信串行通信是指使用一條數(shù)據(jù)線(xiàn)，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。其只需要少數(shù)幾條線(xiàn)就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信串行通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)之間要進(jìn)行通信必須要遵循一定的協(xié)議或規(guī)則，這些為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則或約定就被稱(chēng)為協(xié)議定義(1)語(yǔ)義。語(yǔ)義是解釋控制信息每個(gè)部分的意義。它規(guī)定了通信雙方“講什么”。通信雙方要發(fā)出什么控制信息，執(zhí)行的動(dòng)作和返回的應(yīng)答，主要涉及用于協(xié)調(diào)與差錯(cuò)處理的控制信息。它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動(dòng)作與做出什么樣的響應(yīng)。(2)語(yǔ)法。語(yǔ)法是用戶(hù)數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。它規(guī)定了通信雙方“如何講”的問(wèn)題。規(guī)定的協(xié)議元素的格式，數(shù)據(jù)及控制信息的格式，編碼和信號(hào)電平等。(3)時(shí)序。也稱(chēng)為同步，時(shí)序是對(duì)事件發(fā)生順序的詳細(xì)說(shuō)明。主要涉及傳輸速度匹配和順序問(wèn)題。OSI（OpenSystemInterconnect）開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)，一般都叫OSI參考模型，是ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化）組織在1985年研究的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型。OSI參考模型定義了開(kāi)放系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、層次之間的相互關(guān)系及各層所包含的可能的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用層表示層會(huì)話(huà)層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議，即TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的簡(jiǎn)寫(xiě)，中譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。OSI/RM參考模型TCP/IP模型應(yīng)用層應(yīng)用層表示層會(huì)話(huà)層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際互聯(lián)層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有線(xiàn)傳輸介質(zhì)是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)的物理連接部分，它能將信號(hào)從一方傳輸?shù)搅硪环?，有線(xiàn)傳輸介質(zhì)主要有雙絞線(xiàn)、同軸電纜和光纖。雙絞線(xiàn)和同軸電纜傳輸電信號(hào)，光纖傳輸光信號(hào)。無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)指我們周?chē)淖杂煽臻g。我們利用無(wú)線(xiàn)電波在自由空間的傳播可以實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線(xiàn)通信。在自由空間傳輸?shù)碾姶挪ǜ鶕?jù)頻譜可將其分為無(wú)線(xiàn)電波、微波、紅外線(xiàn)、激光等，信息被加載在電磁波上進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)常見(jiàn)交換設(shè)備網(wǎng)卡網(wǎng)卡是網(wǎng)絡(luò)接口卡的簡(jiǎn)稱(chēng)(NetworkInterfaceCard，簡(jiǎn)稱(chēng)NIC)，是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中最重要的連接設(shè)備之一，計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)集線(xiàn)器集線(xiàn)器的英文稱(chēng)為“Hub”，“Hub”是“中心”的意思，它和雙絞線(xiàn)等傳輸介質(zhì)一樣，屬于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備交換機(jī)交換機(jī)（Switch）意為“開(kāi)關(guān)”，是一種基于MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）識(shí)別，交換機(jī)可以“學(xué)習(xí)”MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)前，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要在各個(gè)工業(yè)企業(yè)內(nèi)部?？傮w來(lái)說(shuō)，工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)“兩層三級(jí)”的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工廠OT層網(wǎng)絡(luò)主要是用于把現(xiàn)場(chǎng)的控制器（PLC、DCS、FCS等）、傳感器、服務(wù)器、監(jiān)控器等連接起來(lái)OT層的網(wǎng)絡(luò)工廠IT層網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)連接信息系統(tǒng)與終端的數(shù)據(jù)通信。在不斷發(fā)展的工業(yè)自動(dòng)化世界中，數(shù)據(jù)在智能、高效和快速的系統(tǒng)和軟件應(yīng)用中愈發(fā)重要。對(duì)制造業(yè)企業(yè)而言，其擁有最精確、最大價(jià)值的信息源來(lái)自O(shè)T層的數(shù)據(jù)。工廠IT層網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的概念于1984年正式提出?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的出現(xiàn)不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，還使得整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)、檢修維護(hù)都大大簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的種類(lèi)主要有：基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF、ProfiBus、WorldFIP、ControlNet/DeviveNet以及CAN等

基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF。基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF(FieldbusFoundation)是針對(duì)過(guò)程自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的，是通過(guò)數(shù)字、串行、雙向的通信方法來(lái)連接現(xiàn)場(chǎng)裝置的。

ProfiBus自1984年開(kāi)始研制現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，現(xiàn)已成為歐洲首屈一指的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，歐洲市場(chǎng)占有率大于40%，廣泛應(yīng)用于加工自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化、發(fā)電與輸配電等領(lǐng)域。WorldFip現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組織成立于1987年。目前已有一百多個(gè)成員，其中許多是工控領(lǐng)域的世界著名大公司，如Honeywell、西技來(lái)克（Cegelec）、阿爾斯通（Alstom）、施耐德（Schneider）等ControlNet的基礎(chǔ)技術(shù)是在RockwellAutomation企業(yè)于1995年10月公布。1997年7月成立了ControlNetInternational組織，Rockwell轉(zhuǎn)讓此項(xiàng)技術(shù)給該組織CAN(ControllerAreaNetwork)稱(chēng)為控制局域網(wǎng)，屬于總線(xiàn)式通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線(xiàn)規(guī)范了任意兩個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)之間的兼容性，包括電氣特性及數(shù)據(jù)解釋協(xié)議，CAN協(xié)議分為二層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層工業(yè)以太網(wǎng)

以太網(wǎng)（ETHERNET）技術(shù)世界上應(yīng)用最廣泛、最為常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于世界各地的局域網(wǎng)和企業(yè)骨干網(wǎng)，由Xerox公司于1973年提出并實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)顧名思義，就是封裝在以太網(wǎng)協(xié)議中的特殊工業(yè)協(xié)議，以確保在需要執(zhí)行特定操作的時(shí)間和位置發(fā)送和接收正確信息，達(dá)到工業(yè)環(huán)境使用需求。具體地來(lái)說(shuō)，工業(yè)以太網(wǎng)是建立在IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP上的分布式實(shí)時(shí)控制通信網(wǎng)絡(luò)，適用于數(shù)據(jù)量傳輸量大，傳輸速度要求較高的場(chǎng)合工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備之間可以通信德國(guó)倍福公司發(fā)明的以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)（EtherCAT），自2003年以來(lái)一直在EtherCAT技術(shù)集團(tuán)旗下公司發(fā)展壯大。EtherCAT屬于開(kāi)放的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，為自動(dòng)化的總線(xiàn)項(xiàng)目提供實(shí)時(shí)通信，目前最高速率可提升至千兆級(jí)與EtherCAT不同的是，Profinet（過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)）是由西門(mén)子公司在1987年聯(lián)合十四家機(jī)構(gòu)五個(gè)研究所推出的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，其目的即是推動(dòng)一種串列的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口最基本的連接需求Ethernet/IP是適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的協(xié)議體系，最初于2000年推出，是一種主要由羅克韋爾自動(dòng)化公司提供的應(yīng)用層工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，由開(kāi)放式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)(ODVA)提供支持Powerlink由貝加萊B&R公司開(kāi)發(fā)，并由EthernetPowerlink標(biāo)準(zhǔn)化組(EthernetPowerlinkStandardisationGroup，EPSG)支持。

Powerlink協(xié)議對(duì)第三、四層的TCP(UDP)/IP棧進(jìn)行了擴(kuò)展標(biāo)識(shí)解析體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)是指能夠唯一識(shí)別機(jī)器、產(chǎn)品、算法、工序等制造業(yè)物理資源和虛擬資源的身份符號(hào)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析是指能夠根據(jù)標(biāo)識(shí)編碼查詢(xún)目標(biāo)對(duì)象網(wǎng)絡(luò)位置或者相關(guān)信息的系統(tǒng)裝置。概述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系主要由標(biāo)識(shí)編碼和標(biāo)識(shí)解析兩部分構(gòu)成，標(biāo)識(shí)編碼指為人、機(jī)、物等實(shí)體對(duì)象和算法、工藝等虛擬對(duì)象賦予全球唯一的身份標(biāo)識(shí)，類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)中的名字服務(wù)解析體系主流的標(biāo)識(shí)解析體系Handle系統(tǒng)是一套由國(guó)際DONA基金會(huì)組織運(yùn)行和管理的全球分布式管理系統(tǒng)對(duì)象標(biāo)識(shí)符（ObjectIdentifier，OID）是由ISO/IEC、ITU共同提出的標(biāo)識(shí)機(jī)制，用于對(duì)任何類(lèi)型的對(duì)象、概念或事物進(jìn)行全球統(tǒng)一命名，一旦命名，該名稱(chēng)終生有效GS1（GlobalStandard1）是由國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)建立的一種標(biāo)識(shí)體系。GS1由三大體系構(gòu)成，包括編碼體系、載體體系、數(shù)據(jù)交換體系，可以對(duì)物品供應(yīng)鏈全生命周期的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用分層、分級(jí)模式構(gòu)建，面向各行業(yè)、各類(lèi)工業(yè)企業(yè)提供標(biāo)識(shí)解析公共服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下標(biāo)識(shí)解析體系發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析本質(zhì)是將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)翻譯為物體或相關(guān)信息服務(wù)器地址，并在此基礎(chǔ)上增加查詢(xún)物品屬性數(shù)據(jù)的過(guò)程，從而支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中的域名標(biāo)識(shí)編碼主要是以“面向人為主”，方便人來(lái)識(shí)讀主機(jī)、電腦、網(wǎng)站等；而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)編碼，則擴(kuò)展到“面向人、機(jī)、物”的三元世界，方便計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取機(jī)器、產(chǎn)品、原材料等物品及其所關(guān)聯(lián)的各種數(shù)據(jù)5G技術(shù)

5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thGenerationWirelessSystems）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。5G最大的應(yīng)用之一是大規(guī)模設(shè)備通信，例如自動(dòng)駕駛汽車(chē)、元宇宙硬件、游戲虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和智能工廠。與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò)是高度集成的，是一種范式的轉(zhuǎn)換，5G網(wǎng)絡(luò)的新范式包括具有海量帶寬的極高載波頻率、頂級(jí)基站、高密度設(shè)備，以及前所未有的天線(xiàn)數(shù)量5G的目標(biāo)場(chǎng)景為增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）、超高可靠、超低時(shí)延通信（uRLLC）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC），其中包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)互聯(lián)網(wǎng)以及其他具體場(chǎng)景。（1）eMBB。以人為中心的應(yīng)用場(chǎng)景，集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率，廣覆蓋下的移動(dòng)性保證等，可以最直觀改善移動(dòng)網(wǎng)速。（2）uRLLC。超高可靠超低時(shí)延通信，在此場(chǎng)景下，連接時(shí)延要達(dá)到1ms級(jí)別，而且要支持高速移動(dòng)（500KM/H）情況下的高可靠性（99.999%）連接。（3）mMTC。5G強(qiáng)大的連接能力可以快速促進(jìn)各垂直行業(yè)（智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等）的深度融合。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

5G的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G將構(gòu)建全新生態(tài)。UPF（UserPlaneFunction）是5G核心網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)5G核心網(wǎng)用戶(hù)面數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)功能。UPF在5G面向低時(shí)延、大帶寬的邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)上發(fā)揮著舉足輕重的作用。MEC（MobileEdgeComputing）則表示邊緣計(jì)算技術(shù)，它是支撐運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，以滿(mǎn)足高清視頻、VR/AR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)發(fā)展需求。5G關(guān)鍵技術(shù)

大規(guī)模MIMO技術(shù)多輸入多輸出技術(shù)（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)，使信號(hào)通過(guò)發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線(xiàn)傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)就是把運(yùn)營(yíng)商的物理網(wǎng)絡(luò)切分成多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)不同的服務(wù)需求，這可以通過(guò)時(shí)延、帶寬、安全性、可靠性來(lái)劃分不同的網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)不同的場(chǎng)景軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN），是一種將網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層（也成為數(shù)據(jù)面）與控制層（也稱(chēng)為控制面）分離的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案SmallCellsSmallCells，就是小基站（小小區(qū)），相較于傳統(tǒng)宏基站，SmallCells的發(fā)射功率更低，覆蓋范圍更小，通常覆蓋10米到幾百米的范圍，通常SmallCells根據(jù)覆蓋范圍的大小依次分為微蜂窩、Picocell和家庭Femtocell。設(shè)備到設(shè)備通信設(shè)備到設(shè)備通信（D2D）是一種基于蜂窩系統(tǒng)的近距離數(shù)據(jù)直接傳輸技術(shù)。設(shè)備到設(shè)備通信會(huì)話(huà)的數(shù)據(jù)直接在終端之間進(jìn)行傳輸，不需要通過(guò)基站轉(zhuǎn)發(fā)，而相關(guān)的控制信令，如會(huì)話(huà)的建立、維持、無(wú)線(xiàn)資源分配以及計(jì)費(fèi)、鑒權(quán)、識(shí)別、移動(dòng)性管理等仍由蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）NFV，就是通過(guò)IT虛擬化技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)功能軟件化，并運(yùn)行于通用硬件設(shè)備之上，以替代傳統(tǒng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備。NFV將網(wǎng)絡(luò)功能以虛擬機(jī)的形式運(yùn)行于通用硬件設(shè)備或白盒之上，以實(shí)現(xiàn)配置靈活性、可擴(kuò)展性和移動(dòng)性，并以此希望降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX。云無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)（C-RAN）云無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)（C-RAN），將無(wú)線(xiàn)接入的網(wǎng)絡(luò)功能軟件化為虛擬化功能，并部署于標(biāo)準(zhǔn)的云環(huán)境中。C-RAN概念由集中式RAN（無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)）發(fā)展而來(lái)，目標(biāo)是為了提升設(shè)計(jì)靈活性和計(jì)算可擴(kuò)展性，提升能效和減少集成成本毫米波（mmWave）毫米波（mmWave），指RF（射頻）頻率在30GHz和300GHz之間，波長(zhǎng)為1-10毫米的無(wú)線(xiàn)電波。5G與2/3/4G最大的區(qū)別之一是引入了毫米波。毫米波有極高的帶寬，可利用總帶寬高達(dá)135GHz，是傳統(tǒng)微波波段帶寬和的5倍工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提速，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是5G重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)項(xiàng)工作組2020年工作計(jì)劃》指出，要從多方面提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)能力5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合，打造云邊端一體化工業(yè)大腦。第3章

物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings，IoT）是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是基于互聯(lián)網(wǎng)之上，使不可交流的物體與物體之間能進(jìn)行交流通信物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)傳輸感知處理利用射頻識(shí)別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類(lèi)信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去物聯(lián)網(wǎng)本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制

物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)層次組成：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。各個(gè)層次所用的公共技術(shù)包括編碼技術(shù)、標(biāo)識(shí)技術(shù)、解析技術(shù)、安全技術(shù)和中間件技術(shù)。值得注意的是：某些物聯(lián)網(wǎng)體系也可由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層架構(gòu)組成。例如，在智能電網(wǎng)中的遠(yuǎn)程電力抄表應(yīng)用了物理網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)：安置于用戶(hù)家中的讀表器就是感知層中的傳感器，這些傳感器在收集到用戶(hù)用電的信息后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送并匯總到發(fā)電廠的處理器上。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的主要硬件終端，如在感知層中常見(jiàn)的硬件終端是通訊模組，在網(wǎng)絡(luò)層中常見(jiàn)的硬件終端是通信基站，而在應(yīng)用層中常見(jiàn)的硬件終端是物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)的接入方式直接接入。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備本身帶有通信模塊，具備聯(lián)網(wǎng)能力直接接入網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)接入。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備本身不具備入網(wǎng)能力，需要在本地組網(wǎng)后，需要統(tǒng)一通過(guò)網(wǎng)關(guān)再接入到網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)

傳感器技術(shù)目前，傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，傳感器成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)環(huán)節(jié)，也代表了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。傳感器，是由一種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量，并能將檢測(cè)和感受到的信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓、電流、頻率或者是相位等）的形式輸出，最終為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析、人工智能提供數(shù)據(jù)來(lái)源。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理電路三部分組成，有時(shí)還需外加輔助電源電路提供轉(zhuǎn)換能量。傳感器的分類(lèi)（1）距離傳感器（2）光傳感器。（3）溫度傳感器。（4）煙霧傳感器。（5）壓力傳感器。（6）接近傳感器。（7）加速度傳感器。（8）磁傳感器。（9）心律傳感器。傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景（1）智能手機(jī)。（2）智能機(jī)器人（3）虛擬現(xiàn)實(shí)（4）智能家居（5）智慧工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳感器是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的根源，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全生態(tài)構(gòu)建提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。識(shí)別技術(shù)條碼技術(shù)生物識(shí)別RFID條碼技術(shù)是信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別、輸入的重要方法和手段，由于計(jì)算機(jī)的普及，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化管理的各個(gè)領(lǐng)域生物識(shí)別技術(shù)就是利用人體固有的生理特征（如人臉、虹膜、靜脈等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）通過(guò)計(jì)算機(jī)和高科技手段如光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物測(cè)定原理的緊密結(jié)合來(lái)進(jìn)行個(gè)人識(shí)別。RFID（RadioFrequencyIdentification），又稱(chēng)射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識(shí)別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類(lèi)信息?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。衛(wèi)星定位即是通過(guò)接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位，衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要有：美國(guó)全球定位系(GPS)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS)、歐洲伽利略(GALILEO)系統(tǒng)、中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航（北斗）系統(tǒng)室外定位衛(wèi)星定位基站定位基站定位一般應(yīng)用于手機(jī)用戶(hù)，手機(jī)基站定位服務(wù)又叫作移動(dòng)位置服務(wù)（LBS，LocationBasedService），它是通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)（如GSM網(wǎng)）獲取移動(dòng)終端用戶(hù)的位置信息目前應(yīng)用于室外定位的主流技術(shù)主要有衛(wèi)星定位和基站定位兩種。定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識(shí)別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類(lèi)信息。可以通過(guò)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。目前Wi-Fi是相對(duì)成熟且應(yīng)用較多的技術(shù)，由于Wi-Fi已普及，因此不需要再鋪設(shè)專(zhuān)門(mén)的設(shè)備用于定位。Wi-Fi定位技術(shù)具有便于擴(kuò)展、可自動(dòng)更新數(shù)據(jù)、成本低的優(yōu)勢(shì)，因此最先實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；覂?nèi)定位室內(nèi)定位即通過(guò)技術(shù)手段獲知人們?cè)谑覂?nèi)所處的實(shí)時(shí)位置或者行動(dòng)軌跡，基于這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用Wi-Fi超聲波超聲波定位目前大多數(shù)采用反射式測(cè)距法。系統(tǒng)由一個(gè)主測(cè)距器和若干個(gè)電子標(biāo)簽組成，主測(cè)距器可放置于移動(dòng)機(jī)器人本體上，各個(gè)電子標(biāo)簽放置于室內(nèi)空間的固定位置定位技術(shù)條碼技術(shù)生物識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)可以利用射頻識(shí)別、二維碼、智能傳感器等感知設(shè)備感知獲取物體的各類(lèi)信息?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳送，以便信息交流、分享。紅外線(xiàn)是一種波長(zhǎng)在無(wú)線(xiàn)電波和可見(jiàn)光波之間的電磁波。紅外定位主要有兩種具體實(shí)現(xiàn)方法，一種是將定位對(duì)象附上一個(gè)會(huì)發(fā)射紅外線(xiàn)的電子標(biāo)簽，通過(guò)室內(nèi)安放的多個(gè)紅外傳感器測(cè)量信號(hào)源的距離或角度，從而計(jì)算出對(duì)象所在的位置。這種方法在空曠的室內(nèi)容易實(shí)現(xiàn)較高精度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外輻射源的被動(dòng)定位室內(nèi)定位室內(nèi)定位即通過(guò)技術(shù)手段獲知人們?cè)谑覂?nèi)所處的實(shí)時(shí)位置或者行動(dòng)軌跡，基于這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)多種應(yīng)用紅外定位藍(lán)牙定位藍(lán)牙定位基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication，信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)指示)定位原理，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：由傳輸數(shù)據(jù)包中加入接收信號(hào)強(qiáng)度機(jī)制，由Beacon（建立在低功耗藍(lán)牙協(xié)議基礎(chǔ)上的一種廣播協(xié)議）每隔一定的時(shí)間廣播一個(gè)數(shù)據(jù)包到周?chē)?，作為?dú)立的藍(lán)牙主機(jī)（設(shè)備），比如手機(jī)等在執(zhí)行掃描動(dòng)作時(shí)，會(huì)間隔地接收到Beacon廣播出來(lái)的數(shù)據(jù)包并反饋，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入范圍內(nèi)時(shí)，估算系統(tǒng)中各藍(lán)牙設(shè)備之間的距離工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)IIoT，IndustrialInternetofThings），指的是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的交叉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)也是自動(dòng)化與信息化深度融合的突破口。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)互通和系統(tǒng)互操作，實(shí)現(xiàn)制造原料的靈活配置、制造過(guò)程的按需執(zhí)行、制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應(yīng)，達(dá)到資源的高效利用，從而構(gòu)建服務(wù)驅(qū)動(dòng)型的新工業(yè)生態(tài)體系。其實(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)都是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)需求，產(chǎn)生的解決工業(yè)領(lǐng)域中相關(guān)問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的子集，內(nèi)涵更注重“物”之間的連接與通信，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅包括工業(yè)過(guò)程中的“物聯(lián)”，還包括工業(yè)過(guò)程中的信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程和人等要素。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)目前存在的問(wèn)題

1）基礎(chǔ)支持力量薄弱現(xiàn)階段，我國(guó)在傳感器關(guān)鍵技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)方面滯后于歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，無(wú)法為我國(guó)的工業(yè)轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的支撐。2）產(chǎn)業(yè)尚處起步階段目前，我國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展處于起步階段，在技術(shù)研發(fā)、企業(yè)培育、產(chǎn)品推廣等方面需要大量的資金支持，但目前我國(guó)的資金支持仍局限在國(guó)家科技計(jì)劃，資金總量和資金的覆蓋面有限，限制了我國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。3）中小企業(yè)面臨困難《中國(guó)制造2025》中指出，我國(guó)制造業(yè)正面臨信息化程度不高，與工業(yè)化融合程度不夠的現(xiàn)狀。當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)大多數(shù)企業(yè)信息化水平處于初、中級(jí)水平，信息化覆蓋的部門(mén)較窄，企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)處于割裂狀態(tài)，我國(guó)仍處于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的起步階段。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系、發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系主要包含以下四個(gè)部分：感知控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)以及安全管理技術(shù)目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有以下幾點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)1）終端智能化2）聯(lián)接泛在化3）計(jì)算邊緣化4）網(wǎng)絡(luò)扁平化5）服務(wù)平臺(tái)化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的下一代解決技術(shù)

在工業(yè)環(huán)境中，邊緣計(jì)算足以滿(mǎn)足系統(tǒng)中多個(gè)設(shè)施的數(shù)據(jù)和分析需求，但對(duì)于準(zhǔn)備大規(guī)模擴(kuò)張的行業(yè)而言，霧計(jì)算可能是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期增長(zhǎng)和成功的更好選擇。邊緣計(jì)算邊緣計(jì)算是一種基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)，它是在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)。邊緣計(jì)算的業(yè)務(wù)框圖邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的位置隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，邊緣計(jì)算已成為時(shí)下最熱門(mén)的技術(shù)之一，引得華為、阿里、ARM、英特爾等行業(yè)巨頭紛紛布局。霧計(jì)算霧計(jì)算是一種分布式協(xié)作架構(gòu)，能夠?qū)?shí)際數(shù)據(jù)來(lái)源與云端之間的各種特定應(yīng)用程序或服務(wù)用在最有效的位置進(jìn)行管理。霧計(jì)算是一種更接近邊緣的云計(jì)算形式，因此它可以處理大量數(shù)據(jù)，而無(wú)需將數(shù)據(jù)推送到云中在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用里，數(shù)據(jù)以萬(wàn)億兆節(jié)甚至更多的數(shù)量產(chǎn)生，需要快速、大量的數(shù)據(jù)處理但無(wú)法將其反復(fù)地傳送至云端，在這種情況下，應(yīng)用霧計(jì)算非常適合。霧計(jì)算拓展了云計(jì)算的概念，相對(duì)于云計(jì)算它離產(chǎn)生數(shù)據(jù)的地方更近，數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)相關(guān)的處理和應(yīng)用程序都集中于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中，而不是幾乎全部保存在云端。霧計(jì)算范例智能家居醫(yī)療保健活動(dòng)追蹤無(wú)人機(jī)智能工廠第4章

云計(jì)算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算（cloudcomputing）是分布式計(jì)算的一種，指的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分解成無(wú)數(shù)個(gè)小程序，然后，通過(guò)多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶(hù)。云計(jì)算云計(jì)算的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶(hù)按需服務(wù)。在云計(jì)算這種模式下，用戶(hù)不需要具備互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)也能夠輕松使用，降低了互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算服務(wù)的準(zhǔn)入門(mén)檻，使得用戶(hù)及企業(yè)可以將更多的精力與資金投入到其擅長(zhǎng)的領(lǐng)域中，在一定程度上可以為各行各業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了更有利的土壤。云計(jì)算模式可以多人共享資源池，提高互聯(lián)網(wǎng)資源的利用率；減少了用戶(hù)獲取服務(wù)的成本，提高了計(jì)算服務(wù)的靈活度，既可以按照需要自助變更服務(wù)，也可以使用多種終端設(shè)備訪問(wèn)，硬件束縛少。云計(jì)算傳輸感知處理云計(jì)算可以為各類(lèi)數(shù)字技術(shù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)算及應(yīng)用服務(wù)，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代不可忽略的基礎(chǔ)設(shè)施，也是釋放數(shù)字價(jià)值，驅(qū)動(dòng)數(shù)字創(chuàng)新的重要?jiǎng)恿υ朴?jì)算自19世紀(jì)60年代被提出以來(lái)，到現(xiàn)在已經(jīng)歷了十余年的發(fā)展。人們?cè)谌粘Ｉ钪?，也?jīng)常能看到云服務(wù)的存在云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)傳輸感知處理云計(jì)算推動(dòng)新的商業(yè)模式云計(jì)算擁有強(qiáng)大的平臺(tái)云計(jì)算降低了交換成本計(jì)算提高了敏捷性、速度和創(chuàng)新云基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算的自動(dòng)化、生產(chǎn)效率和專(zhuān)業(yè)化云計(jì)算服務(wù)層次云計(jì)算有以下幾個(gè)層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)（IaaS），平臺(tái)級(jí)服務(wù)（PaaS）和軟件級(jí)服務(wù)（SaaS）IaaS

IaaS是InfrastructureasaService（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）的簡(jiǎn)稱(chēng)。消費(fèi)者通過(guò)Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)，這類(lèi)服務(wù)稱(chēng)為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)公有云公有云通常指第三方提供商用戶(hù)能夠使用的云，一般可將虛擬化和云化軟件部署在云計(jì)算供應(yīng)商的數(shù)據(jù)中心中，用戶(hù)無(wú)需硬件投入，只需要賬號(hào)登錄使用私有云私有云是一個(gè)公司或個(gè)人使用的特定云環(huán)境，是為一個(gè)用戶(hù)單獨(dú)使用而構(gòu)建的，核心屬性是專(zhuān)有資源，因此在數(shù)據(jù)安全性以及服務(wù)質(zhì)量上自己可以有效地管控。混合云混合云是公有云和私有云兩種服務(wù)方式的結(jié)合，它融合了公有云與私有云的優(yōu)劣勢(shì)。PaaSPaaS是Platform-as-a-Service（平臺(tái)即服務(wù)）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是把服務(wù)器平臺(tái)作為一種服務(wù)提供的商業(yè)模式。云平臺(tái)服務(wù)或平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）為某些軟件提供云組件，這些組件主要用于應(yīng)用程序。SaaSSaaS是Software-as-a-Service（軟件即服務(wù)）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用軟件的成熟，在21世紀(jì)開(kāi)始興起的一種完全創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式。云計(jì)算的服務(wù)類(lèi)型云計(jì)算服務(wù)是指可以拿來(lái)作為服務(wù)提供使用的云計(jì)算產(chǎn)品。常見(jiàn)包括云主機(jī)、云空間、云開(kāi)發(fā)、云測(cè)試和云應(yīng)用等。云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

所謂虛擬化，是指通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)。容器技術(shù)容器(Container)是用來(lái)隔離虛擬環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施。容器技術(shù)是一種全新意義上的虛擬化技術(shù)，按分類(lèi)或者實(shí)現(xiàn)方式來(lái)說(shuō)，其屬于操作系統(tǒng)虛擬化的范疇，由操作系統(tǒng)提供虛擬化的支持。通常來(lái)講容器是一個(gè)允許人們?cè)谫Y源隔離的過(guò)程中，運(yùn)行應(yīng)用程序和其依賴(lài)項(xiàng)的、輕量的、操作系統(tǒng)級(jí)別的虛擬化技術(shù)。在容器中運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有必要組件都打包為單個(gè)鏡像，這個(gè)鏡像是可以重復(fù)使用的。當(dāng)鏡像運(yùn)行時(shí)，它是運(yùn)行在獨(dú)立的環(huán)境中，并不會(huì)和其他的應(yīng)用共享主機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)存、CPU或磁盤(pán)，從而保證了容器內(nèi)的進(jìn)程不會(huì)影響到容器外的任何進(jìn)程。更準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō)，所有在容器中的應(yīng)用程序其實(shí)完全運(yùn)行在了宿主操作系統(tǒng)中，與其他真實(shí)運(yùn)行在其中的應(yīng)用程序在指令運(yùn)行層面是完全沒(méi)有任何區(qū)別的。Docker容器技術(shù)Docker是世界領(lǐng)先的軟件容器平臺(tái)，同時(shí)也是一個(gè)開(kāi)源的應(yīng)用容器引擎，它基于Go語(yǔ)言并遵從Apache2.0協(xié)議開(kāi)源。Docker可以讓開(kāi)發(fā)者打包他們的應(yīng)用以及依賴(lài)包到一個(gè)輕量級(jí)、可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的Linux機(jī)器上，也可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。并行計(jì)算技術(shù)并行計(jì)算是將一個(gè)任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù)并協(xié)同執(zhí)行以完成求解的過(guò)程，是增強(qiáng)復(fù)雜問(wèn)題解決能力和提升性能的有效途徑。并行計(jì)算可以通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)，包括多進(jìn)程、多線(xiàn)程以及其他多種方式。分布式計(jì)算技術(shù)分布式計(jì)算是在兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。Hadoop就是出現(xiàn)比較早的一個(gè)分布式計(jì)算框架，它由Apache基金會(huì)所開(kāi)發(fā)。用戶(hù)可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下，開(kāi)發(fā)分布式程序。常見(jiàn)云計(jì)算平臺(tái)介紹AmazonIBMGoogleAmazonAWS提供了大量基于云的全球性產(chǎn)品，其中包括計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、分析、聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)產(chǎn)品、開(kāi)發(fā)人員工具、管理工具、物聯(lián)網(wǎng)、安全性和企業(yè)應(yīng)用程序IBM在2007年11月15日推出了藍(lán)云計(jì)算平臺(tái)，為客戶(hù)帶來(lái)即買(mǎi)即用的云計(jì)算平臺(tái)。它包括一系列的云計(jì)算產(chǎn)品，使得計(jì)算不僅僅局限在本地機(jī)器或遠(yuǎn)程服務(wù)器農(nóng)場(chǎng)（即服務(wù)器集群），通過(guò)架構(gòu)一個(gè)分布式、可全球訪問(wèn)的資源結(jié)構(gòu)，使得數(shù)據(jù)中心在類(lèi)似于互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下運(yùn)行計(jì)算Google的云計(jì)算技術(shù)實(shí)際上是針對(duì)Google特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制的。針對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模超大的特點(diǎn)，Google提出了一整套基于分布式并行集群方式的基礎(chǔ)架構(gòu)，利用軟件的能力來(lái)處理集群中經(jīng)常發(fā)生的節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題云計(jì)算與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)條碼技術(shù)生物識(shí)別云計(jì)算是推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技能力量，乃至可以這樣講，如果沒(méi)有云計(jì)算，以及在云計(jì)算平臺(tái)上所運(yùn)行的大數(shù)據(jù)技能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就不會(huì)存在室外定位衛(wèi)星定位基站定位通過(guò)云計(jì)算的應(yīng)用，可以讓更多的企業(yè)員工及管理者去使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，也能夠讓開(kāi)發(fā)者有更大的空間去設(shè)計(jì)更好的應(yīng)用企業(yè)上云企業(yè)上云是指企業(yè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò),將企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施、管理及業(yè)務(wù)部署到云端，利用網(wǎng)絡(luò)便捷地獲取云服務(wù)商提供的計(jì)算、存儲(chǔ)、軟件、數(shù)據(jù)服務(wù)，以此提高資源配置效率、降低信息化建設(shè)成本、促進(jìn)共享經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。工業(yè)云工業(yè)云通常指基于云計(jì)算架構(gòu)的工業(yè)云平臺(tái)和基于工業(yè)云平臺(tái)提供的工業(yè)云服務(wù)，涉及產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和仿真、工藝設(shè)計(jì)、加工制造、運(yùn)營(yíng)管理及企業(yè)決策等諸多環(huán)節(jié)。工業(yè)云的本質(zhì)是，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域全面互聯(lián)，分析數(shù)據(jù)和資源流通，利用前端的數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，形成工業(yè)智能化變革，使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有新的業(yè)態(tài)和運(yùn)行模式。IDC云IDC（InternetDataCenter）是用來(lái)存放機(jī)房的地方，是一個(gè)實(shí)體服務(wù)器的集群。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，服務(wù)器的租用、托管、運(yùn)維等服務(wù)逐漸涌入市場(chǎng)，IDC就是一個(gè)提供場(chǎng)所和服務(wù)的地方，讓各大政府機(jī)構(gòu)，公司企業(yè)，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)工程師也可以管理維護(hù)自己的服務(wù)器。工業(yè)云平臺(tái)工業(yè)云平臺(tái)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)分支，是連接工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)紐帶，是建立在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的基于數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的新平臺(tái)使用工業(yè)云平臺(tái)能夠支撐企業(yè)智能制造、云制造、協(xié)同制造三類(lèi)制造，逐步促進(jìn)企業(yè)的能力上云、業(yè)務(wù)上云、設(shè)備上云和管理上云，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型第5章

工業(yè)大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)（bigdata），指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合大數(shù)據(jù)人類(lèi)利用數(shù)據(jù)的歷史非常悠久，最早可以追溯到數(shù)字發(fā)明時(shí)期，不同文明均掌握了利用數(shù)字記錄和管理生產(chǎn)生活的能力數(shù)據(jù)作為一種經(jīng)濟(jì)資源和生產(chǎn)要素，是人工智能等新興技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，沒(méi)有海量的數(shù)據(jù)積累和應(yīng)用場(chǎng)景，人工智能很難沖破瓶頸快速發(fā)展在制度、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交織作用下，數(shù)據(jù)完成了從數(shù)字到資產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)過(guò)程中數(shù)據(jù)的規(guī)模、價(jià)值和影響不斷擴(kuò)大大數(shù)據(jù)傳輸挖掘應(yīng)用相比于傳統(tǒng)的小數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)最大的價(jià)值在于通過(guò)從大量不相關(guān)的各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)中，挖掘出對(duì)未來(lái)趨勢(shì)與模式預(yù)測(cè)分析有價(jià)值的數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在具體的應(yīng)用方面，可以為國(guó)家支柱企業(yè)的數(shù)據(jù)分析和處理提供技術(shù)和平臺(tái)支持，為企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、挖掘，提取出重要的信息和知識(shí)大數(shù)據(jù)技術(shù)

數(shù)據(jù)采集區(qū)別于小數(shù)據(jù)采集，大數(shù)據(jù)采集不再僅僅使用問(wèn)卷調(diào)查、信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)取得結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的來(lái)源有很多，主要包括使用網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)獲取的網(wǎng)頁(yè)文本數(shù)據(jù)、使用日志收集器收集的日志數(shù)據(jù)、從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的數(shù)據(jù)和由傳感器收集到的時(shí)空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)如今大數(shù)據(jù)的火熱，帶來(lái)的第一道障礙就是關(guān)于大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題。大數(shù)據(jù)因?yàn)橐?guī)模大、類(lèi)型多樣、新增速度快，所以在存儲(chǔ)和計(jì)算上，都需要技術(shù)支持目前常見(jiàn)的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式主要有分布式存儲(chǔ)、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和云數(shù)據(jù)庫(kù)三種。數(shù)據(jù)清洗在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)清洗通常是指把“臟數(shù)據(jù)”徹底洗掉，所謂“臟數(shù)據(jù)”是指不完整、不規(guī)范、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，只有通過(guò)數(shù)據(jù)清洗才能從根本上提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。在數(shù)據(jù)清洗定義中包含兩個(gè)重要的概念：原始數(shù)據(jù)和干凈數(shù)據(jù)。（1）原始數(shù)據(jù)是來(lái)自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，一般作為數(shù)據(jù)清洗的輸入數(shù)據(jù)。由于原始數(shù)據(jù)的來(lái)源紛雜，因此不適合直接進(jìn)行分析。值得注意的是：對(duì)于未清洗的數(shù)據(jù)集，無(wú)論嘗試什么類(lèi)型的算法，都無(wú)法獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。（2）干凈數(shù)據(jù)也稱(chēng)目標(biāo)數(shù)據(jù)，即為符合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或上層應(yīng)用邏輯規(guī)格的數(shù)據(jù)，也是數(shù)據(jù)清洗過(guò)程的結(jié)果數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)計(jì)算面向大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析、挖掘等需求，促生了大數(shù)據(jù)計(jì)算的不同計(jì)算模式，整體上人們把大數(shù)據(jù)計(jì)算分為離線(xiàn)批處理計(jì)算、實(shí)時(shí)交互計(jì)算和流計(jì)算三種。數(shù)據(jù)分析與挖掘大數(shù)據(jù)分析是通常是指對(duì)規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其目的是提取海量數(shù)據(jù)中的有價(jià)值的內(nèi)容，找出內(nèi)在的規(guī)律，從而幫助人們做出最正確的決策。數(shù)據(jù)可視化由于對(duì)海量的數(shù)據(jù)做出有意義的理解非常困難，而許多大數(shù)據(jù)集中又包含了有價(jià)值的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)可視化已成為決策者的重要方法數(shù)據(jù)治理數(shù)據(jù)治理是指從使用零散數(shù)據(jù)變?yōu)槭褂媒y(tǒng)一數(shù)據(jù)、從具有很少或沒(méi)有組織流程到企業(yè)范圍內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)管控、從數(shù)據(jù)混亂狀況到數(shù)據(jù)井井有條的一個(gè)過(guò)程。數(shù)據(jù)治理能夠有效幫助企業(yè)利用數(shù)據(jù)建立全面的評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)；通過(guò)數(shù)據(jù)優(yōu)化產(chǎn)品，提升運(yùn)營(yíng)效率，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)賦能業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提升以客戶(hù)為中心的數(shù)字化體驗(yàn)?zāi)芰?，?shí)現(xiàn)生意的增長(zhǎng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T34960的數(shù)據(jù)治理框架。該數(shù)據(jù)治理框架比較符合我國(guó)企業(yè)和政府的組織現(xiàn)狀，更加全面地和精煉地描述了數(shù)據(jù)治理的工作內(nèi)容，包含頂層設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)治理環(huán)境、數(shù)據(jù)治理域和數(shù)據(jù)治理過(guò)程。工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)即難以通過(guò)傳統(tǒng)的分析工具進(jìn)行有效分析的工業(yè)數(shù)據(jù)的集合，具備明顯的大數(shù)據(jù)的容量大、數(shù)據(jù)類(lèi)型多、數(shù)據(jù)價(jià)值高、數(shù)據(jù)更新快的特性工業(yè)大數(shù)據(jù)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)由以服務(wù)個(gè)人用戶(hù)消費(fèi)為主向服務(wù)生產(chǎn)性應(yīng)用為主，由此導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)模式、制造模式和商業(yè)模式的重塑工業(yè)大數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)的關(guān)系工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用是基于工業(yè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)相關(guān)思維、工具、方法，貫穿于工業(yè)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，使工業(yè)系統(tǒng)、工業(yè)產(chǎn)品具備描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策、控制等智能化功能模式和結(jié)果使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化工業(yè)大數(shù)據(jù)在智能制造中有著廣泛的應(yīng)用前景，在產(chǎn)品市場(chǎng)需求獲取、產(chǎn)品研發(fā)、制造、運(yùn)行、服務(wù)直至報(bào)廢回收的產(chǎn)品全生命周期過(guò)程中，工業(yè)大數(shù)據(jù)在智能化設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、智能化服務(wù)、個(gè)性化定制等場(chǎng)景都發(fā)揮出巨大的作用工業(yè)大數(shù)據(jù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)1）基于數(shù)字孿生的智慧研發(fā)場(chǎng)景應(yīng)用2）基于柔性生產(chǎn)的大規(guī)模個(gè)性化定制場(chǎng)景3）基于產(chǎn)品全生命周期管理的設(shè)備預(yù)測(cè)管理工業(yè)大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)工業(yè)大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)以工業(yè)過(guò)程的業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，基于工業(yè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)，規(guī)劃工業(yè)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)、技術(shù)和應(yīng)用（平臺(tái)）架構(gòu)，以搭建面向多業(yè)務(wù)領(lǐng)域、貫通多組織和應(yīng)用層次的工業(yè)大數(shù)據(jù)IT架構(gòu)工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)是提升工業(yè)生產(chǎn)效率，降低能耗，轉(zhuǎn)變高耗能、低效率、勞動(dòng)密集的粗放型生產(chǎn)面貌的必要手段大數(shù)據(jù)也是實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)從制造向服務(wù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐技術(shù)工業(yè)大數(shù)據(jù)處理過(guò)程工業(yè)大數(shù)據(jù)采集不論智能制造發(fā)展到何種程度，數(shù)據(jù)采集都是生產(chǎn)中最實(shí)際最高頻的需求，也是工業(yè)4.0的先決條件工業(yè)大數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。該方式屬于物聯(lián)網(wǎng)終端傳感器系統(tǒng)的一種，通過(guò)裝在機(jī)器上的無(wú)線(xiàn)模塊，采集指定機(jī)器PLC工作信息，上傳到主機(jī)，主機(jī)處理數(shù)據(jù)后上傳到云服務(wù)器。用戶(hù)可在手機(jī)、平板、電腦上查看機(jī)器工作信息，并可以有限度地設(shè)置機(jī)器工作參數(shù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)預(yù)處理在工業(yè)數(shù)據(jù)分析之前，需要采用一定的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，如消除數(shù)據(jù)中的噪聲、糾正數(shù)據(jù)的不一致、刪除異常值等，來(lái)提高模型魯棒性數(shù)據(jù)異常處理異常值也叫作離群值，通常是指采集數(shù)據(jù)時(shí)可能因?yàn)榧夹g(shù)或物理原因，數(shù)據(jù)取值超過(guò)數(shù)據(jù)值域范圍。處理離群值，首先要識(shí)別離群值。目前對(duì)于異常值的檢測(cè)可以通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的散度情況，即數(shù)據(jù)變異指標(biāo)，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)的總體特征有更進(jìn)一步的了解數(shù)據(jù)缺失處理現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)大多都是不完整的，工業(yè)大數(shù)據(jù)更是如此缺失數(shù)據(jù)在機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中是比較棘手的問(wèn)題。首先，不能簡(jiǎn)單地忽略數(shù)據(jù)集中缺失的數(shù)據(jù)值，而是必須以合理的理由處理這類(lèi)數(shù)據(jù)工業(yè)大數(shù)據(jù)建模DIKW模型DIKW模型是一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)（Data）、信息（Information）、知識(shí)（Knowledge）、智慧（Wisdom）的模型DIKW模型中提及的數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)及智慧，它們之間的轉(zhuǎn)化依賴(lài)于人們個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力和對(duì)內(nèi)容的理解程度。數(shù)據(jù)：某個(gè)觀測(cè)站觀測(cè)到某日的最高氣溫是35℃，這就是一個(gè)數(shù)據(jù)。信息：綜合整月、全年乃至更長(zhǎng)時(shí)段的氣溫?cái)?shù)據(jù)，便能得到這個(gè)站點(diǎn)的氣溫序列，這就是信息。知識(shí)：基于某城市多個(gè)觀測(cè)站的常年觀測(cè)資料，人們就能夠判斷當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件如何，就形成了知識(shí)。智慧：如果人們能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行進(jìn)一步挖掘分析，利用它提煉出正確的決策，就進(jìn)一步提升到了智慧。系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集到實(shí)時(shí)的溫度，再把該數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(比如批次、條碼、機(jī)臺(tái)、原料、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)等)，同時(shí)可以計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程中溫度點(diǎn)的各種統(tǒng)計(jì)值，這些信息既可以根據(jù)已知的知識(shí)（工藝要求）進(jìn)行過(guò)程控制，也可以進(jìn)行相關(guān)性分析歸納出模型。知識(shí)工程知識(shí)是指人類(lèi)認(rèn)識(shí)的成果或結(jié)晶。知識(shí)工程的研究方向是專(zhuān)家知識(shí)的獲取、表達(dá)和推理過(guò)程的系統(tǒng)方法。工業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)按照其屬性可以分為隱性知識(shí)、顯性知以及工業(yè)大數(shù)據(jù)三大類(lèi)，并通過(guò)知識(shí)之間互相作用、互相轉(zhuǎn)化，應(yīng)用到企業(yè)創(chuàng)新業(yè)務(wù)活動(dòng)中。工業(yè)建模數(shù)據(jù)建模的本質(zhì)，是根據(jù)一部分能夠獲得的數(shù)據(jù)獲得另一部分不統(tǒng)一直接獲得的數(shù)據(jù)。對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)建模過(guò)程，充分利用知識(shí)領(lǐng)域是成功的前提。不過(guò)需要注意的是：在工業(yè)領(lǐng)域，由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同以及數(shù)據(jù)采集條件的不斷變化，模型的誤差可能會(huì)變得很大，而這些變化會(huì)對(duì)人們的建模過(guò)程產(chǎn)生深刻的影響。工業(yè)大數(shù)據(jù)的參考模型CRISP-DMCRISP-DM模型是歐盟起草的跨行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)流程(Cross-IndustryStandardProcessforDataMining)的簡(jiǎn)稱(chēng)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以數(shù)據(jù)為中心，將相關(guān)工作分成業(yè)務(wù)理解、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建模、驗(yàn)證與評(píng)估、實(shí)施與運(yùn)行等六個(gè)基本的步驟工業(yè)大數(shù)據(jù)建模應(yīng)用由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中本身受到各種機(jī)理約束條件的限制，利用歷史過(guò)程數(shù)據(jù)定義問(wèn)題邊界往往達(dá)不到工業(yè)的生產(chǎn)要求因此，人們往往需要采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)+模型驅(qū)動(dòng)+場(chǎng)景部署的多輪驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和機(jī)理的深度融合，去解決實(shí)際的工業(yè)問(wèn)題。圖顯示了數(shù)控車(chē)床壽命預(yù)測(cè)模型，該模型設(shè)備部件為主軸，設(shè)備名稱(chēng)為數(shù)控車(chē)床，通過(guò)建立模型來(lái)預(yù)測(cè)其壽命，并通過(guò)可視化圖表來(lái)顯示工業(yè)大數(shù)據(jù)分析工業(yè)大數(shù)據(jù)分析是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等技術(shù)手段，結(jié)合業(yè)務(wù)知識(shí)對(duì)工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、分析并提取其中有價(jià)值的信息、規(guī)律的過(guò)程。作為智能制造的核心環(huán)節(jié)，工業(yè)大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)被多數(shù)的制造企業(yè)所認(rèn)知并接受。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析常見(jiàn)的類(lèi)型可分為描述類(lèi)、診斷類(lèi)、預(yù)測(cè)類(lèi)、決策類(lèi)以及控制類(lèi)等。機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)，通俗地講就是讓機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程，讓機(jī)器擁有學(xué)習(xí)的能力，從而改善系統(tǒng)自身的性能。在機(jī)器學(xué)習(xí)中，首先要輸入大量數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要來(lái)訓(xùn)練模型，再對(duì)訓(xùn)練后的模型進(jìn)行應(yīng)用，以判斷其算法的準(zhǔn)確性在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)在流程工業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，這些方法滲透到流程工業(yè)的各個(gè)層次，這既包括在過(guò)程監(jiān)控和軟測(cè)量等底層控制回路中的應(yīng)用，也包括最優(yōu)控制和頂層決策等應(yīng)用。特征工程特征是建立在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的特定表示，是一個(gè)單獨(dú)的可測(cè)量的屬性，通常由數(shù)據(jù)集中的列表述。圖顯示了特征工程的重要性，在工業(yè)大數(shù)據(jù)中一個(gè)好的解決方案來(lái)源于對(duì)業(yè)務(wù)的深入理解和對(duì)數(shù)據(jù)的細(xì)致分析。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的常見(jiàn)算法1）聚類(lèi)分析聚類(lèi)分析是指對(duì)一批沒(méi)有標(biāo)出類(lèi)別的樣本(可以看作是數(shù)據(jù)框其中的一行數(shù)據(jù))，按照樣本之間的相似程度進(jìn)行分類(lèi)，將相似的歸為一類(lèi)，不相似的歸為另一類(lèi)的過(guò)程。在工業(yè)生產(chǎn)中，聚類(lèi)算法往往應(yīng)用于工藝優(yōu)化，比如對(duì)車(chē)間生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析，得到工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量、能耗水平的影響關(guān)系，從而提升制造水平。2）降維算法在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)場(chǎng)景下，人們經(jīng)常需要面對(duì)高維數(shù)據(jù)，在對(duì)這些數(shù)據(jù)做分析和可視化的時(shí)候，人們通常會(huì)面對(duì)高維這個(gè)障礙。數(shù)據(jù)降維，一方面可以解決“維數(shù)災(zāi)難”，緩解“信息豐富、知識(shí)貧乏”現(xiàn)狀，降低復(fù)雜度；另一方面可以更好地認(rèn)識(shí)和理解數(shù)據(jù)。3）SVM支持向量機(jī)（SupportVectorMachine，SVM）是一種支持線(xiàn)性分類(lèi)和非線(xiàn)性分類(lèi)的二元分類(lèi)算法。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以通過(guò)訓(xùn)練和操作支持向量機(jī)，分析產(chǎn)品內(nèi)部缺陷檢測(cè)的性能。4）決策樹(shù)算法決策樹(shù)學(xué)習(xí)是應(yīng)用最廣的歸納推理算法之一，它是一種逼近離散值函數(shù)的方法，對(duì)噪聲數(shù)據(jù)有很好的健壯性且能夠?qū)W習(xí)析取表達(dá)式一個(gè)典型的決策樹(shù)實(shí)例如圖所示。決策樹(shù)算法可以應(yīng)用在很多領(lǐng)域內(nèi)，如根據(jù)地理位置預(yù)測(cè)產(chǎn)品的需求量、根據(jù)疾病分類(lèi)患者、根據(jù)起因分類(lèi)設(shè)備故障、根據(jù)拖欠支付的可能性分類(lèi)貸款申請(qǐng)。對(duì)于這些問(wèn)題，核心任務(wù)都是要把樣例分類(lèi)到各可能的離散值對(duì)應(yīng)的類(lèi)別中，因此這些問(wèn)題經(jīng)常被稱(chēng)為分類(lèi)問(wèn)題。5）關(guān)聯(lián)規(guī)則算法關(guān)聯(lián)規(guī)則算法常用來(lái)描述數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系的描述型模式，挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法和聚類(lèi)算法類(lèi)似，屬于無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法。關(guān)聯(lián)規(guī)則的定義是：兩個(gè)不相交的非空集合X、Y，如果由X->Y，就說(shuō)X->Y是一條關(guān)聯(lián)規(guī)則。其中X表示的是兩個(gè)互斥事件，X稱(chēng)為前因(antecedent)，Y稱(chēng)為后果(consequent)，上述關(guān)聯(lián)規(guī)則表示X會(huì)導(dǎo)致Y。隨著關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)的不斷進(jìn)步，關(guān)聯(lián)規(guī)則已經(jīng)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用，例如國(guó)內(nèi)外的知名電商、銀行的理財(cái)服務(wù)都從關(guān)聯(lián)規(guī)則算法中受益。6）樸素貝葉斯算法貝葉斯算法是統(tǒng)計(jì)模型決策中的一個(gè)基本方法，其基本思想是已知條件概率密度參數(shù)表達(dá)式和先驗(yàn)概率，利用貝葉斯公式轉(zhuǎn)換成后驗(yàn)概率，再根據(jù)后驗(yàn)概率大小進(jìn)行決策分類(lèi)。樸素貝葉斯主要用于分類(lèi)問(wèn)題，比如新聞分類(lèi)、文本分類(lèi)、病人分類(lèi)、郵件分類(lèi)等。例如在企業(yè)中如果已經(jīng)收集了大量垃圾郵件和非垃圾郵件，則可以使用樸素貝葉斯算法來(lái)過(guò)濾垃圾郵件。此外，在工廠生產(chǎn)中還可以使用并行高斯分布樸素貝葉斯分類(lèi)算法來(lái)處理大規(guī)模連續(xù)型數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)可視化通過(guò)增加數(shù)據(jù)可視化使用，企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)他們追求的價(jià)值。例如，通過(guò)三維可視化技術(shù)將整個(gè)工廠環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行三維呈現(xiàn)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行虛擬仿真工業(yè)大數(shù)據(jù)治理

大數(shù)據(jù)治理可以為業(yè)務(wù)提供持續(xù)的、可度量的價(jià)值。工業(yè)界IBM數(shù)據(jù)治理委員會(huì)給數(shù)據(jù)治理的定義如下：數(shù)據(jù)治理是一組流程，用來(lái)改變組織行為，利用和保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)，將其作為一種戰(zhàn)略資產(chǎn)。數(shù)據(jù)治理是專(zhuān)注于將數(shù)據(jù)作為企業(yè)的商業(yè)資產(chǎn)進(jìn)行應(yīng)用和管理的一套管理機(jī)制，它能夠消除數(shù)據(jù)的不一致性，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，提高組織的數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)廣泛共享工業(yè)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略工業(yè)大數(shù)據(jù)治理工業(yè)大數(shù)據(jù)治理架構(gòu)工業(yè)大數(shù)據(jù)治理核心內(nèi)容1）主數(shù)據(jù)主數(shù)據(jù)是用來(lái)描述企業(yè)核心業(yè)務(wù)實(shí)體的數(shù)據(jù)，它是具有高業(yè)務(wù)價(jià)值的、可以在企業(yè)內(nèi)跨越各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)被重復(fù)使用的數(shù)據(jù)，并且存在于多個(gè)異構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)中2）元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是描述企業(yè)數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)（包括對(duì)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)、結(jié)構(gòu)、定義、存儲(chǔ)、安全等各方面對(duì)數(shù)據(jù)的描述），一般是指在IT系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中所產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù)定義、目標(biāo)定義、轉(zhuǎn)換規(guī)則等相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)治理中具有重要的地位數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)管理1）ISO8000數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)ISO8000數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)致力于管理數(shù)據(jù)質(zhì)量，具體來(lái)說(shuō)，包括規(guī)范和管理數(shù)據(jù)質(zhì)量活動(dòng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量原則、數(shù)據(jù)質(zhì)量術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)質(zhì)量特征（標(biāo)準(zhǔn)）和數(shù)據(jù)質(zhì)量測(cè)試。2）數(shù)據(jù)質(zhì)量管理

數(shù)據(jù)價(jià)值的成功發(fā)掘必須依托于高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，唯有準(zhǔn)確、完整、一致的數(shù)據(jù)才有使用價(jià)值。3）數(shù)據(jù)周期管理數(shù)據(jù)生命周期從數(shù)據(jù)規(guī)劃開(kāi)始，中間是一個(gè)包括設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、處理、部署、應(yīng)用、監(jiān)控、存檔、銷(xiāo)毀這幾個(gè)階段并不斷循環(huán)的過(guò)程。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是指為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用的和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)數(shù)據(jù)的表達(dá)、格式及定義的一致約定，包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)屬性、技術(shù)屬性和管理屬性的統(tǒng)一定義。數(shù)據(jù)治理框架目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)上常見(jiàn)的數(shù)據(jù)治理框架有：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO38500治理框架、國(guó)際數(shù)據(jù)管理協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)治理框架、國(guó)際數(shù)據(jù)治理研究所數(shù)據(jù)治理框架、IBM數(shù)據(jù)治理框架、DCMM數(shù)據(jù)治理框架以及ISACA數(shù)據(jù)治理框架等。第6章

工業(yè)人工智能人工智能（ArtificialIntelligence，AI），它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)人工智能人工智能是有關(guān)“智能主體（Intelligentagent）的研究與設(shè)計(jì)”的學(xué)問(wèn)，而“智能主體是指一個(gè)可以觀察周遭環(huán)境并做出行動(dòng)以達(dá)致目標(biāo)的系統(tǒng)”人工智能還涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科，幾乎是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科，其范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇從根本上講，人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科人工智能的分類(lèi)強(qiáng)人工智能弱人工智能超人工智能弱人工智能就是利用現(xiàn)有智能化技術(shù)，來(lái)改善我們經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需要的一些技術(shù)條件和發(fā)展功能，也指單一做一項(xiàng)任務(wù)的智能強(qiáng)人工智能是綜合的，在各方面都能和人類(lèi)比肩的人工智能，人類(lèi)能干的腦力活它都能干，例如能干很多事情的機(jī)器人超人工智能是“在幾乎所有領(lǐng)域都大大超過(guò)人類(lèi)認(rèn)知表現(xiàn)的任何智力”人工智能研究的主要流派人工智能研究影響較大的主要有符號(hào)主義、連接主義和行為主義三大學(xué)派。三大流派符號(hào)主義行為主義連接主義符號(hào)主義（Symbolism）是一種基于邏輯推理的智能模擬方法，又稱(chēng)為邏輯主義(Logicism)、心理學(xué)派(Psychlogism)或計(jì)算機(jī)學(xué)派(Computerism)，其原理主要為物理符號(hào)系統(tǒng)假設(shè)和有限合理性原理行為主義又稱(chēng)進(jìn)化主義(Evolutionism)或控制論學(xué)派(Cyberneticsism)，是一種基于“感知——行動(dòng)”的行為智能模擬方法。行為主義最早來(lái)源于20世紀(jì)初的一個(gè)心理學(xué)流派，認(rèn)為行為是有機(jī)體用以適應(yīng)環(huán)境變化的各種身體反應(yīng)的組合，它的理論目標(biāo)在于預(yù)見(jiàn)和控制行為。連接主義（Connectionism）又稱(chēng)為仿生學(xué)派(Bionicsism)或生理學(xué)派(Physiologism)。是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制與學(xué)習(xí)算法的智能模擬方法。其原理主要為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間的連接機(jī)制和學(xué)習(xí)算法人工智能研究的應(yīng)用1）專(zhuān)家系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序相比，專(zhuān)家系統(tǒng)是以知識(shí)為中心，注重知識(shí)本身而不是確定的算法．專(zhuān)家系統(tǒng)所要解決的是復(fù)雜而專(zhuān)門(mén)的問(wèn)題2）模式識(shí)別模式識(shí)別就是通過(guò)計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來(lái)研究模式的自動(dòng)處理和判讀，這里把環(huán)境與客體統(tǒng)稱(chēng)為“模式”。3）自然語(yǔ)言處理自然語(yǔ)言處理是人工智能早期的研究領(lǐng)域之一，也是一個(gè)極為重要的領(lǐng)域，主要包括人機(jī)對(duì)話(huà)和機(jī)器翻譯兩大任務(wù)，是一門(mén)融語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)于一體的科學(xué)。4）機(jī)器人學(xué)機(jī)器人和機(jī)器人學(xué)是人工智能研究的另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)了許多人工智能思想的發(fā)展，由它衍生而來(lái)的一些技術(shù)可用來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界的狀態(tài)5）智能操縱人工智能的進(jìn)展促進(jìn)自動(dòng)操縱向智能操縱進(jìn)展。智能操縱是一類(lèi)無(wú)需(或需要盡可能少的)人的干預(yù)就能夠獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自