邊緣計(jì)算使能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

前言
第1章　制造業(yè)中的控制與計(jì)算發(fā)展概貌　1
1.1　綜述　1
1.1.1　四次工業(yè)革命時(shí)期的制造自動(dòng)化　1
1.1.2　與制造業(yè)相關(guān)的控制理論的發(fā)展進(jìn)程　3
1.1.3　制造業(yè)控制和計(jì)算多級(jí)分層架構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程　4
1.2　流程工業(yè)和離散制造業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程　8
1.2.1　流程工業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程　8
1.2.2　離散制造業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程　10
1.3　工業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展歷程　11
1.3.1　流程工業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展歷程　12
1.3.2　離散制造業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展歷程　14
第2章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀　16
2.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算　16
2.1.1　邊緣計(jì)算　16
2.1.2　工業(yè)環(huán)境下的邊緣計(jì)算　17
2.1.3　工業(yè)邊緣的兩個(gè)視角　21
2.1.4　在工業(yè)邊緣構(gòu)建可靠的虛擬化和控制應(yīng)用　23
2.2　邊緣可編程工業(yè)控制器的發(fā)展　27
2.2.1　數(shù)據(jù)共享是制造業(yè)未來的急切需要　27
2.2.2　差異性是贏得市場競爭的重要手段　28
2.2.3　邊緣可編程控制器是OT與IT融合的利器　30
2.2.4　讓控制器具有內(nèi)生的信息安全　33
2.2.5　邊緣可編程控制器的軟件架構(gòu)和配置　36
2.2.6　小結(jié)　38
第3章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下邊緣計(jì)算體系架構(gòu)　39
3.1　工業(yè)邊緣計(jì)算體系架構(gòu)　39
3.1.1　工業(yè)系統(tǒng)體系架構(gòu)變化　39
3.1.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái) 邊緣計(jì)算下的軟件新需求　42
3.1.3　微服務(wù)架構(gòu)與工業(yè)邊緣計(jì)算　43
3.2　工業(yè)軟件新形態(tài)——工業(yè)App與工業(yè)應(yīng)用市場　46
3.2.1　工業(yè)邊緣應(yīng)用新模式　46
3.2.2　面向工業(yè)邊緣App的統(tǒng)一建模語言IEC 61499　49
3.2.3　輕量級(jí)容器化工業(yè)邊緣微服務(wù)應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境　52
3.3　工業(yè)邊緣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程　53
3.3.1　IEEE P2805.1邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)自我管理協(xié)議　55
3.3.2　IEEE P2805.2邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集、過濾與緩存管理協(xié)議　55
3.3.3　IEEE P2805.3邊–云協(xié)作機(jī)器學(xué)習(xí)協(xié)議　56
第4章　工業(yè)邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)　58
4.1　下一代工業(yè)邊緣通信技術(shù)　58
4.1.1　工業(yè)以太網(wǎng)一網(wǎng)到底的發(fā)展　58
4.1.2　單對雙絞線以太網(wǎng)和先進(jìn)物理層　65
4.1.3　OPC UA TSN　76
4.1.4　數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)　100
4.1.5　確定性IP網(wǎng)絡(luò)　123
4.2　工業(yè)4.0管理殼　125
4.2.1　工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型RAMI4.0和資產(chǎn)管理殼的概念　125
4.2.2　工業(yè)4.0基本元件模型　127
4.2.3　資產(chǎn)管理殼的基本結(jié)構(gòu)　130
4.2.4　工業(yè)4.0基本元件的開發(fā)實(shí)踐概述　132
4.2.5　PLCopen關(guān)于AAS開發(fā)的進(jìn)展　142
4.3　工業(yè)邊緣計(jì)算建模語言IEC 61499　145
4.3.1　IEC 61499功能塊標(biāo)準(zhǔn)簡介　145
4.3.2　IEC 61499與IEC 61131-3的區(qū)別　151
4.3.3　IEC 61499應(yīng)用前景　153
4.4　工業(yè)邊緣計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)　154
第5章　工業(yè)邊緣計(jì)算潛在應(yīng)用場景　157
5.1　參數(shù)尋優(yōu)　157
5.2　熱備份冗余　159
5.3　預(yù)測性維護(hù)　161
5.3.1　預(yù)測性維護(hù)的發(fā)展　161
5.3.2　預(yù)測性維護(hù)的場景　163
5.3.3　預(yù)測性維護(hù)的方法　165
5.3.4　預(yù)測性維護(hù)的實(shí)現(xiàn)　168
5.3.5　小結(jié)　171
5.4　數(shù)字孿生　171
5.4.1　數(shù)字孿生產(chǎn)生的背景　172
5.4.2　數(shù)字孿生的特征　176
5.4.3　工業(yè)數(shù)字孿生　181
5.4.4　邊緣架構(gòu)中的數(shù)字孿生　183
5.4.5　數(shù)字孿生應(yīng)用場景分析　185
結(jié)語　190