工业互联网技术基础 课件 第4、5章 PaaS层与工业大数据治理、应用层与工业APP开发

工业互联网技术基础1一、工业互联网概述二、工业互联网平台三、边缘层与工业大数据采集四、PaaS层与工业大数据治理五、应用层与工业APP开发六、工业互联网安全七、工业互联网应用2PaaS相关概念了解工业互联网PaaS层PaaS

PaaS（Platform-as-a-Service）是一种“平台即服务”的云计算模型。通用PaaS

通用PaaS主要是服务于互联网上的各种应用程序，核心是管理互联网用户数据。工业PaaS

工业PaaS是通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能后构建出的可扩展的开放式云操作系统3工业PaaS示例了解工业互联网PaaS层PaaS层的主要功能，包括IT资源管理、工业数据与模型管理、工业建模分析和工业应用创新等。案例：以用友精智工业互联网平台的PaaS层–用友精智工业大脑。4工业PaaS示例了解工业互联网PaaS层IT资源管理

IT资源管理功能包含两部分：云基础设施管理、IoT平台管理工业数据与模型管理

即数据处理平台，依据数据来源对数据归类，管理数据处理过程。数据建模分析功能

依据工业机理、统计结果、机器学习的方法，将工业场景中问题的解决方法封装成数据算法库工业创新应用

把算法库中的模型组合包装成完整的智能应用模块5工业大数据简介了解工业互联网PaaS层1.什么是工业大数据？

工业大数据是指在工业领域中，围绕典型智能制造模式，从客户需求到销售、订单、计划、研发、设计、工艺、制造、采购、供应、库存、发货和交付、售后服务、运维、报废或回收再制造等整个产品全生命周期各个环节所产生的各类数据及相关技术和应用的总称。2.工业大数据有哪些特征？

（1）工业大数据具有4V特征，即规模性（Volume）、高速性（Velocity）、多样性（Variety）、价值性（Value）。

（2）此外工业大数据还具有以下特征：时序性、实时性、高纬度、高通量、高噪声、高准确性、多尺度等。6机器学习基本概念工业大数据与机器学习机器学习就是通过算法使得机器能从历史数据中学习规律，然后对新的样本能做出智能识别或预测。在机器学习中有一些基本概念：模型：是指从数据中学习得到的结果。学习：是指从数据中学习得到模型的过程，也称为训练。训练集和验证集：在学习模型参数时会准备一批数据，称为数据集。通常按照7:3的比例划分为两部分，分别称为训练集和验证集。在训练集上调整模型参数，在验证集上评估模型效果。测试集：不同于训练集和验证集是以往的数据，测试集可以认为是模型学习好投入使用时遇到的新数据。特征：特征是区分事物的关键属性。特征选择：从原始特征集合中剔除不相关或不重要的特征，保留有用特征。降维：减少特征的数量。泛化能力：模型适用于新的数据样本的能力，也就是在测试集上的表现好坏。7机器学习方法工业大数据与机器学习常见的机器学习方法有：线性模型、决策树、集成学习、聚类分析、时间序列分析、关联规则分析等。（1）线性模型以一元简单线性回归为例，给定一个自变量

x，以及一个因变量y，用历史数据样本，拟合得到一条直线。这条直线能够使得所有样本数据点与拟合直线之间的距离最短，即误差最小。线性模型还可以用于分类。以具有2种属性的二分类为例，可以在平面内寻找到一条直线，使得两种不同类别的数据距离这条直线尽可能地远。如果有一个新的样本为（1,3），由于那么-4*1+3*3+12>0，所以样本属于A类8机器学习方法工业大数据与机器学习（2）决策树

决策树是一种树形结构，在每个内部节点处对一种属性做出判断，每个叶节点表示预测结果，对模型训练就是寻找判断条件的过程。示例：假如我们想预测一台设备的故障风险。如果采用决策树做故障风险值预测如图4-4。当一台设备运行超过2年，曾有3次红灯报警，启动时间为2分钟，则该设备故障预测分值为1。9机器学习方法工业大数据与机器学习（3）集成学习

集成学习是指将多个学习模型组合，以获得更好的预测效果和更强的泛化能力。如构建多个分类器，各自独立学习和做出预测，再用某种策略组合这些模型来完成学习任务。示例：以构建两棵决策树来预测设备的故障风险，两棵决策树从不同角度对风险值进行预测。若一台设备运行超过2年，且曾有过2次红灯报警，启动时间4分钟，则在Tree1中预测的分值为3，在Tree2预测的分值为1。该设备的预测分值综合两个预测结果，则这台设备的风险值为4。10机器学习方法工业大数据与机器学习（4）聚类分析

聚类是一种无监督学习方法，将未知类别的数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，使得同一个簇中的对象有较大的相似性，而不同簇间的对象有较大的相异性。示例：有一些多边形，以顶点的个数作为特征，那么这些多边形可以划分为3类，分别称之为类别A、类别B和类别C。对于图中左侧未知类别的多边形，从顶点特征上更接近于C类，故将其划分为类别C。11机器学习方法工业大数据与机器学习（4）聚类分析

聚类是一种无监督学习方法，将未知类别的数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，使得同一个簇中的对象有较大的相似性，而不同簇间的对象有较大的相异性。示例：K-Means算法12机器学习方法工业大数据与机器学习（5）时间序列分析变量随时间变化，按等时间间隔所取得的观测值序列，称时间序列。时间序列分析法主要用过去的数值预测未来。

案例：预测股票变化趋势时，我们发现过去3天的某支股票价格10元、20元、30元，那我们可以认为每天上涨10元，预测明天的股票价格是40元，这就是一种简单的时间序列预测。（6）关联规则分析

所谓关联规则，就是一种反映属性与其他属性之间的相关性的知识。如果两项属性之间存在着某种关联，那么其中一项属性的状态就可以通过另一项属性的值来进行判断或预测。

案例：超市里经常会把婴儿的尿不湿和啤酒放在一起售卖，原因是经过数据分析发现，这两种产品同时出现在购物篮的频率超过尿布与其他组合。深入挖掘原因发现父亲购买尿不湿居多，如果他们在买尿不湿的同时看到了啤酒，将有很大的概率购买，这会提高啤酒的销售量。13注塑成型项目简介工业大数据治理项目实例选取制造业中注塑成型工艺的案例学习在工业PaaS层中依据机理信息和工业数据进行知识提取和模型搭建的过程，案例数据来源于第四届工业大数据创新竞赛的注塑成型虚拟量测赛题。注塑机的工作原理与打针用的注射器相似（左图），它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注塑成型系统在生产过程中，会因为环境、设备等各种因素打破稳定产生异常，生产过程数据发生大的波动，最终异常将体现在产品外观上（右图）。14虚拟量测任务流程工业大数据治理项目实例

虚拟量测任务是利用注塑成型工艺过程的状态信息来预测工件尺寸的，在机器学习领域这本质上属于回归问题，解决此类问题的流程如图：15数据集介绍工业大数据治理项目实例

在注塑成型生产过程中，每一个模次产品的生成对应一组数据，其中成型机状态数据、传感器高频数据为特征，产品尺寸为标签。成型机状态数据来自成型机机台，均为表征成型过程中的一些状态数据，每一行对应一个模次，数据维度为86维。传感器高频数据来自模温机及模具传感器采集的数据，文件夹内每一个模次对应一个csv文件，单个模次时长为40~43s，采样频率根据阶段有20Hz和50Hz两种，含有24个传感器采集的数据。而产品尺寸信息是直接测量或间接测量到的每个模次产品的3维尺寸。16用工具查看数据工业大数据治理项目实例

Pandas是一个强大的分析结构化数据的工具集，它的使用基础是Numpy（提供高性能的矩阵运算），用于数据挖掘和数据分析，同时也提供数据清洗功能。Pandas的主要数据结构是Series(opensnewwindow)（一维数据）与DataFrame(opensnewwindow)（二维数据）。(1)安装Python3.6+的编程环境，如果还没有安装pandas，首先安装pandas包。pipinstallpandas-i/simple(2)安装Python3.6+的编程环境，如果还没有安装pandas，首先安装pandas包。17用工具查看数据工业大数据治理项目实例(3)查看数据18数据预处理方法工业大数据预处理

利用数据清洗对数据集中的异常值进行处理，并对训练集和测试集做相同的标准化处理。在数据处理过程中，充分使用传感器高频信息，提取统计特征用于分析建模。绘制KDE分布图，剔除影响泛化性能的特征，为数据分析做准备。1.数据清洗

通常使用历史数据来建立预测模型，而这些数据不可避免有错误数据、冲突数据，可以称之为“脏数据”，不能直接使用。脏数据中具有数据值缺失，数据值重复，数据值有噪声、异常，数据值不规范，数据量级不同等情况中的一种或几种。由于这些错误或冲突会影响模型的准确性，因此进行数据清洗。对数据清洗常用的方法有以下几种：缺失值处理、数据过滤、数据平滑、异常检测、数据属性变换、数据标准化等。2.特征工程特征工程是指用一系列工程化的方式从原始数据中筛选出更好的数据特征，以提升模型的训练效果。19数据预处理流程工业大数据预处理

通过观察原始数据，我们发现，数据中存在空值、离群点、唯一属性、数据尺度不一致等问题。所以要对数据进行清洗：去除空值、异常值处理、数据去重、数据归一化和标准化等操作。1.读入成型机状态数据。2.去除空值。20数据预处理流程工业大数据预处理3.去除唯一属性值。21数据预处理流程工业大数据预处理3.去除唯一属性值。4.保存清洗好的数据。22数据预处理流程工业大数据预处理5.传感器高频数据的特征工程。传感器高频数据是在一件产品生产过程中的高频采样。以“mold_data_611925088_56694.csv”为例，文件名中611925088为该模次时间代码，与“成型机状态数据”中“spcTime”相对应；56694为该模次号，与“成型机状态数据”中“Id”相对应。在数据处理时，通过“spcTime”和“Id”保证数据顺序的一致性。(1)以mold_data_611028906_33722.csv为例，查看“Phase”为1时传感器的数据。23数据预处理流程工业大数据预处理(2)定义函数批量计算传感器高频数据的统计特征。(3)对训练集中所有数据提取传感器高频数据中的特征。24数据预处理流程工业大数据预处理25数据预处理流程工业大数据预处理6.合并成型机状态数据和传感器高频信息数据。7.处理测试集数据。

在测试集上做与前面1-6中训练集相同的处理，尤其注意保留的列与训练集保持一致。26数据预处理流程工业大数据预处理8.绘制KDE图筛选特征。KDE图是一种可视化数据集中观测值分布的方法，可以认为是一组数据分布直方图的平滑。KDE使用一个或多个维度上的连续概率密度曲线来表示数据。(1)绘制出KED图，绘制结果示例如右图。27数据预处理流程工业大数据预处理(2)删除训练集与测试集中KDE分布差异较大的特征。9.数据标准化。28数据预处理流程工业大数据预处理29模型分析预测模型建立

虚拟量测问题的主要预测目标是预测加工件的3个尺寸信息，通过使用相关性矩阵分析3个尺寸信息，为不同尺寸信息建立不同回归预测模型，并在测试集上测试模型。大数据分析过程是基于已有数据建立预测模型的过程，大致分为算法选择、模型训练、数据集划分、模型评估四个环节。

对于虚拟量测的问题，建立模型的目标是预测加工件的尺寸，适合使用回归分析来处理这个问题。回归分析按照涉及的变量的多少，分为一元回归和多元回归分析；按照因变量的多少，可分为简单回归和多重回归分析；按照自变量和因变量之间的关系类型，可分为线性回归和非线性回归分析。我们初步确定以线性多重回归模型来解决本例中的虚拟量测问题30变量分析预测模型建立1.绘制3个目标变量的相关性矩阵

在相关性矩阵中可以看出，‘size1’和‘size2’具有较强相关性，而‘size3’与另外两个变量性关系较弱，因此建立2个回归模型来分析这个问题。31模型训练预测模型建立2.建立线性回归模型（1）

将训练集数据读入内存。（2）

对于size2建立单一变量回归模型，并进行学习。32模型训练预测模型建立2.建立线性回归模型（3）

对size1和size3建立多输出回归模型，并进行学习。3.保存模型33模型测试预测模型建立4.测试预测模型的效果（1）

导入测试数据。（2）

获得预测结果。（3）预测值与标签比较。34数据可视化简介工业大数据可视化

数据可视化就是用不同的视觉表现形式来展现数据，有效的可视化可以将抽象的数字转变成为图形、表单等，让普通人可以快速理解数据所代表的情况或趋势。比如将温度传感器数据表示为折线图，可以及时有效地发现异常高温和低温，从而快速定位故障和修复设备。从生产的角度看，通过可视化工业大数据系统，可以实现对生产全过程的直观监控。对数据进行分析和实时呈现，实现生产全局的可追溯、可评价和实时管理。35Echarts简介工业大数据可视化

Echarts是一个开源的可视化纯Javascript图表库，具有丰富的交互功能与可视化效果，可以流畅地运行在PC和移动设备上，是当前主流的可视化工具。36大数据可视化示例工业大数据可视化1.观察产品尺寸

产品的“size2”的合格上限是200.075，合格下限是199.925，以此为参考线，观察产品尺寸超标情况。37大数据可视化示例工业大数据可视化2.监测成型机状态信息

在一次机器参数设定完成后，随着生产的进行，切换位置，即“EL_IV_END_STR”信息会产生一些变化，使用折线图来监测这种变化趋势。38大数据可视化示例工业大数据可视化3.监测高频传感器数据

传感器数据的变化与所处的阶段“Phase”相关，绘制多个阶段中传感器Sensor3数据的变化，并用标记不同的阶段。谢谢！工业互联网技术基础41一、工业互联网概述二、工业互联网平台三、边缘层与工业大数据采集四、PaaS层与工业大数据治理五、应用层与工业APP开发六、工业互联网安全七、工业互联网应用42涵盖功能应用层概述应用层侧重于将采集分析后的数据结合应用进行耦合重组实现服务，提供工业创新应用、开发者社区、应用商店、应用二次开发集成等功能。工业创新应用：针对研发设计、工艺优化、能耗优化、运营管理等智能化需求，构建各类工业APP应用解决方案，帮助企业提质降本增效。开发者社区：打造开放的线上社区，提供各类资源工具、技术文档、学习交流等服务，吸引海量第三方开发者入驻平台开展应用创新。应用商店：提供成熟工业APP的上架认证、展示分发、交易计费等服务，支撑实现工业应用价值变现。应用二次开发集成：对已有工业APP进行定制化改造，以适配特定工业应用场景或是满足用户个性化需求。43工业技术知识的载体工业APP产生背景2013年，美国GE公司已将APP概念引入到工业领域，其围绕构建航空发动机、大型医疗设备等高端装备产品的全生命周期管理服务体系，面向全球用户提供应用开发环境以及各类应用和服务，构建以开发者平台和APP为核心的产业生态体系。随着我国两化融合的深入和工业互联网的高速发展，企业需要通过持续积累沉淀工业技术知识以获得创新能力，共享共用需求持续凸显，在工业技术知识与信息技术（尤其是软件技术）之间，需要有一个两方融合的载体，于是“工业技术软件化”理念被提出，在此理念的推动下，借鉴消费领域以及国外工业领域的实践，工业APP概念被正式提出。44工业软件发展的新形态工业APP的定义

工业APP是基于松耦合、组件化、可重构、可重用思想，面向特定工业场景，解决具体的工业问题，基于平台的技术引擎、资源、模型和业务组件，将工业机理、技术、知识、算法与最佳工程实践按照系统化组织、模型化表达、可视化交互、场景化应用、生态化演进原则而形成的应用程序，是工业软件发展的一种新形态。———《工业APP白皮书》（2020）

45六大特征工业APP的典型特征

工业APP借鉴了消费APP方便灵活的特性，又承载了工业技术软件化的理念，作为工业软件的新形态又具有软件的特性，同时依托平台具有生态化的特征。因此工业APP具有六个方面的典型特征：46工业APP的典型特征特定工业技术知识载体：工业APP是某一项或某些具体的工业技术知识的软件形态的载体，这是工业APP的本质特征。工业APP所承载的工业技术知识只解决具体的问题，而不是抽象后的问题。特定适应性：每一个工业APP承载解决某项具体问题的工业技术知识，表达一个或多个特定的功能，解决特定的具体问题，具有典型的特定适应性。小轻灵，易操作：每一个工业APP只解决某一些或几项具体的问题，功能单一，并且工业APP的开发运行都依托平台的资源，每一个工业APP不需要考虑完整的技术引擎、算法等基础技术要素，因此工业APP的体量相对较小。六大特征47工业APP的典型特征可解耦/可重构：每一个组件化的工业APP，边界明确，接口明确。使得工业APP可以不被紧耦合约束到某一个具体的应用软件中，与其他的应用程序或APP通过接口交互实现松耦合应用。依托平台：工业APP从概念提出到开发、应用，以及生态的构建与形成，都是基于平台开展的。每一个工业APP只解决特定的具体问题，这就要求工业APP必须具备一个庞大的生态来支撑。集群化应用：每个工业APP只解决特定问题，对于一些复杂的工业问题，可以通过问题分解将复杂问题变成一系列单一问题，每一个单一问题由对应的工业APP来解决，通过多个边界和接口明确的工业APP按照一定的逻辑与交互接口进行系统性组合，利用工业APP集群可以解决更为复杂的系统性问题。六大特征48联系与区别工业APP与消费APP消费APP工业APP小轻灵，易操作继承小轻灵，易操作特征基于信息交换基于工业机理toCtoB用户是消费者（非专业用户）用户是产品设计、生产、经营者（专业用户）服装、食品等消费品工业，工业APP与消费APP分别支撑产业链前后端，二者需要整合49平台+APP工业APP的发展趋势

从技术角度看，工业APP发展将呈现五方面的趋势：从线下到线上的工业APP开发模式变化、开发者社区助推工业APP开发、开发主体逐渐转变、工业APP与大数据结合、传统工业软件微服务化重构。随着工业互联网平台、软件开发平台以及智能制造云服务平台的不断推广，工业APP的开发模式也将由传统的线下定制向“平台+APP”的线上开发模式转变。

从发展背景角度看，工业APP作为工业Know—how沉淀的重要载体，是工业互联网价值实现的最终出口，对于提高我国制造业发展起点及国际竞争力，带动传统产业和地区经济数字化智能化转型，实现工业技术知识的更好积累、传递、共享等方面具有重要作用。50简洁高效低代码开发技术51宜科AppDesigner工业APP开发工具

宜科AppDesigner是一个单页面应用程序，是宜科工业互联网平台IoTHub的选配组件，它允许用户以拖放式交互等无代码或低代码开发的方法，在Web前端轻松创建工业APP。因此，用户无需编写源代码即可定义工业应用的UI和应用逻辑。当用户在AppDesigner中完成工业应用建模后，即可在云端完成工业APP的编译打包，并通过二维码的方式将创建好的工业应用导出。52宜科AppDesigner工业APP开发工具

工业APP承载的数据均来自于其依托的工业互联网平台，两者的关系如右图所示。工业互联网平台从多个源（Things）收集数据，并以不同格式（协议A、B、C）发送数据。然后，平台进一步处理这些数据，并使用标准化的Web对象模型提供这些数据。这些标准化的数据就是工业APP访问和进一步操作的对象，用户可以通过工业APP从工业互联网平台获取这些数据的分析结果，并在智能手机、网络用户界面、生产大厅的屏幕或类似设备上轻松访问和可视化这些数据。53界面布局AppDesigner操作界面组件树

组件编辑器

应用程序预览54AppDesigner操作界面

组件是使用AppDesigner创建的任何应用程序的核心构建块。我们区分四种不同的组件类别。布局组件主要用作其他组件的容器。静态组件表示静态内容，输出组件表示动态内容，具体内容取决于来自IoTHub的数据。相反，输入组件可用于操作IoTHub上的数据。所有组件共享一组公共属性，可以使用组件编辑器进行编辑。Title：Title属性在应用程序中不可见，仅用于标识组件树中的组件。

Margin：Margin值用于在组件周围预留空间。四个方向（顶部、右侧、底部、左侧）可以独立取值，也可以设置为同一个值。组件55组件AppDesigner操作界面布局组件与其他组件类别不同，布局组件不是直接可见的，只是作为容器来对其子组件进行分组。目前，AppDesigner中有三种类型的布局组件：根、行和列。布局组件对齐方式56组件AppDesigner操作界面

静态组件

静态组件不链接到来自IoTHub的数据。它们用于显示在创建应用程序时指定的内容，并且在应用程序运行过程中不会更改。目前，这些静态组件包括文本、方框和图像组件。文本组件方框组件57组件AppDesigner操作界面

输出组件

与静态组件不同，输出组件可以根据IoTHub上属性的当前值在应用程序运行时更改其内容或外观。目前有三个输出组件：属性值文本、进度条和动态图像。进度条组件58组件AppDesigner操作界面

输入组件

虽然上述输出组件主要用于从IoTHub读取（和显示）数据，但输入组件可用于写入数据。要写入的值可以在AppDesigner中预定义（按钮、属性值下拉列表），也可以由应用程序用户直接指定（属性值输入）。为了向用户提供反馈，可以选择为每个输入组件定义单个信息消息。它在组件的发送按钮被单击后显示。按钮组件属性值下拉选择组件属性值输入组件59组件树AppDesigner操作界面

组件树

组件树是应用程序编辑器的三个主要模块之一。它将应用程序UI的结构设计可视化为层次树结构。组件树中的布局组件条目（根、行、列）可以通过单击标题旁边的小箭头展开和折叠。这使得所包含的组件可以选择性地隐藏在组件树中，从而提供更好的概览。组件之间的父子关系也可以在缩进中看到。子组件总是相对于它们的父组件进一步缩进。除了可视化结构之外，组件树还是重新排序或删除现有组件以及创建组件新的中心位置。60组件树AppDesigner操作界面

添加组件

要添加新的组件，必须首先在组件树中选择布局组件。如前所述，可以通过标题旁边的展开/折叠箭头快速识别它们。然后，用户将看到用于删除组件（垃圾箱图标）和将其添加到所选组件旁边的图标（“+”图标）。点击加号图标后将在组件树的底部显示添加组件面板。61组件编辑器AppDesigner操作界面

除了组件树之外，组件编辑器是应用程序编辑器的三个主要模块之一。除了它们在组件树中的确切位置外，各个组件的所有调整都在组件编辑器中进行。要编辑组件，首先必须在组件树中选择它。组件编辑器的内容始终取决于组件树中当前选定的组件。有关不同组件类型属性的更多详细信息，请参阅组件相关内容。大多数属性都可以通过简单的输入或选择界面元素进行编辑。62组件编辑器AppDesigner操作界面颜色设置

为了调整颜色，例如文本组件的字体颜色或按钮的背景色，组件编辑器提供了一个颜色选择器组件，只需点击某个地方的颜色输入。使用颜色选择器，可以通过第一个滑块调整颜色区域，并通过第二个滑块调整颜色的透明度。要拾取最终颜色，请单击“颜色选择器”对话框顶部颜色图像上的位置。63组件编辑器AppDesigner操作界面提示工具注意组件编辑器中的小信息图标。这些图标通常隐藏显示有关相应属性或控件的附加信息的工具提示。将鼠标光标悬停在图标上以显示信息。禁用界面元素时，也可以使用此类工具提示。因此，如果用户想知道为什么某个选项对组件不可用，请将鼠标指针移到它上面。校验组件编辑器中的大多数输入字段都会在您键入时自动校验。如果输入的值无效，则在输入字段下方会出现相应的警告。请注意，一旦切换到另一个组件，无效值就会被丢弃。此外，当用户保存工业APP时，它们不会被保存。64组件编辑器AppDesigner操作界面拖放按钮效果和下拉组件的选项可实时可视化。它们可以通过拖放进行排序。为此，必须按住鼠标按钮将相应的选项或效果拖动到适当的位置。通过X图标可以触发删除选项或效果。要编辑它，只需点击芯片（X图标外）。然后用户将看到所需的输入和控制元素。65APP预览AppDesigner操作界面

除了组件树和组件编辑器之外，应用程序预览也是应用程序编辑器的三个主要模块之一。与组件树（主要表示用户界面的结构）不同，应用程序预览可视化了应用程序的最终外观，稍后将在AppHub中查看。每次通过组件编辑器编辑组件属性时，应用程序预览将自动更新。除了呈现用户界面外，应用程序预览还提供其他有用的功能，例如启用调试行或启用模拟模式。它们都可以通过预览工具栏中的图标触发。66APP预览AppDesigner操作界面模拟模式禁用模拟模式时，预览完全是静态的，用户无法与其交互。然而，为了实现输入和输出组件的真实感，可以启用模拟模式。只需单击播放图标，然后将其更改为暂停图标。输出组件将开始接收模拟数据，该数据是虚拟数字，独立于所选属性的实际类型。此时，用户可以与输入组件交互。必须强调，在模拟模式下，仅显示虚拟值，交互对各自的事物/属性没有影响。仿真模式仅用于动态组件视觉外观的逼真表示。调试线通常很难理解组件的大小，尤其是边距如何影响整个用户界面。为了解决这个问题，应用程序预览提供了所谓的调试线。这些可以通过预览工具栏左侧的图标启用。调试行有两种不同的颜色。红线表示组件的外部边界，包括指定的边距。另一方面，蓝线表示组件的实际边界。如果组件没有外部空间，则只显示红线。67多媒体管理器AppDesigner操作界面多媒体管理器管理所有在应用程序中使用的图像。示例图像是一个例外，可以在“应用程序设置”对话框中进行设置。可以通过侧边栏中的图像图标在应用程序编辑器中访问多媒体管理器。左边是所有上传媒体文件的列表。单击其中一个文件，将显示详细信息和预览。68多媒体管理器AppDesigner操作界面添加多媒体要添加新图像，只需单击媒体列表顶部的添加按钮。之后，用户必须从计算机中选择一个图像文件并设置标题。有关特定要求的更多信息，例如有关文件类型或文件大小的信息，可以通过将鼠标悬停在输入字段旁边的信息图标上来显示。选择一个有意义的标题很重要，因为这将是以后在组件编辑器中标识图像的唯一属性。上传图像后，可在组件编辑器的图像列表中使用，例如在编辑图像组件时。69多媒体管理器AppDesigner操作界面编辑多媒体可以先在左侧列表中选择上一个上传的媒体，然后单击“编辑”按钮对其进行编辑。除了标题之外，您还可以更改文件本身。如前所述，必须满足关于标题和图像文件的某些要求。有关更多详细信息，请查看输入字段旁边的信息工具提示。删除多媒体首先从多媒体管理器的列表中选择图像，然后单击删除按钮，即可删除图像。请记住，使用该图像的组件在图像删除后将不再显示任何内容。70应用程序常规设置AppDesigner操作界面

可以通过侧边栏访问应用程序设置对话框。点击齿轮图标将打开一个对话框，可以在其中输入基本的应用程序设置。通过将鼠标悬停在相应的信息图标上，可以显示有关特定字段的更多信息。对应用程序设置的更改仅在单击“保存”按钮时保存。单击“取消”按钮将放弃所有更改并关闭对话框，所以请记住保存当前更改！71宜科AppHub工业APP的发布与管理AppHub简介AppHub是一个跨平台的移动应用程序，它允许添加和执行由AppDesigner创建的工业APP。它有一个概览页面，页面显示所有已添加到AppHub的工业App，这些App是通过扫描AppDesigner生成的二维码添加的。此外，可以通过在概览中选择某个工业APP来执行它。72宜科AppHub工业APP的发布与管理AppHub的基本功能如下：导入工业应用AppHub提供了一个二维码扫描器，帮助用户导入使用AppDesigner构建的工业应用。如前所述，用户需要扫描AppDesigner生成的二维码，才能添加工业APP。然后，用户需要通过验证才能下载程序。AppHub将程序保存在本地数据库。运行工业APP当用户在概览中选择工业APP时，将从要执行的本地数据库检索相应的应用程序模型。为了不需要编译或运行时就可以执行，模型驱动软件开发研究领域的另一种方法用于执行模型：模型解释。AppHub解释了具体情况运行时工业应用程序的模型，以便按照模型中描述的工业应用程序执行。73工业APP的发布与管理AppHub操作界面主菜单AppHub的主菜单可以通过左上角的三行按钮或从屏幕左边框开始从左向右滑动来访问。通过主菜单，用户可以进入介绍屏幕、用户手册以及添加不带二维码的应用程序或重置登录等功能。语言与AppDesigner不同，用户不能手动更改AppHub的语言。它会自动选择以匹配设备的系统设置。AppHub目前支持德语、英语和中文版本。74工业APP的发布与管理手动添加APP添加应用程序

有两种不同的方式添加应用程序到AppHub。用户可以扫描相应的二维码，也可以通过应用程序标识符手动添加应用程序。

通过二维码添加应用程序是向AppHub添加应用程序的最简单方法。只需点击概览屏幕右下角的按钮打开二维码扫描窗口（用户首次使用需要授予AppHub使用设备相机的权限），扫描应用程序的二维码即可。如果用户无法使用二维码或无法使用相机，可以选择手动添加应用程序。为此，需要应用程序标识符及其基本url。75工业APP的发布与管理APP的运行与刷新运行App要运行已添加到AppHub的工业APP，只需单击相应的应用程序图标即可。如果在此期间重置了登录，则用户必须重新登录后才能访问应用程序列表。刷新App通过AppDesigner应用程序编辑器对工业APP进行更改后，必须在AppHub中更新应用程序，以便更改生效。要刷新应用程序，请单击应用程序平铺右上角的“三点”图标，打开应用程序选项，单击“刷新”，AppHub随后将获取此应用程序的最新数据。完成此操作后，用户可以再次启动更新后的的应用程序。76工业APP的发布与管理APP的分享分享App有时，用户已经向AppHub添加了某个工业APP，但用户的同事还没有添加。此时，用户可以通过AppHub显示应用程序的相应二维码。只需打开应用程序选项并单击共享即可打开二维码，同事们可以通过AppHub二维码扫描功能添加应用。77工业APP的发布与管理警报概览监控报警使用AppDesigner创建的每个应用程序都会自动包含一个警报概览页，可以通过打开应用程序并点击右上角的报警图标来访问该警报概述。报警概述显示所有与应用程序连接的所有设备的实时警报。当与工业互联网平台的连接可用时，报警视图每隔5秒更新一次。在图5-28中，用户可以看到三个不同状态的报警：Idle（绿色）是当前未激活的报警Active（红色）是一个激活且未确认的报警Active（橙色）是一个未激活和确认的报警Off（灰色）表示当前未启用报警78工业APP的发布与管理警报处置确认警报AppHub还允许用户确认警报。如前所述，只能确认Active（红色）报警。为此，向左滑动要确认的报警条目。右侧应打开一个确认按钮。点击此按钮确认警报。操作成功后，报警概览底部将显示一条消息。79工业APP开发示例登录并创建APP登录首先，通过单击IoTHub导航栏中的AppDesigner图标打开AppDesigner。您可以使用IoTHub工业互联网平台用户权限登录AppDesigner，并使用同样的用户名和密码登录AppHub。创建工业App登录后，用户将进入AppDesigner的欢迎页面。请单击“创建新应用”按钮。在下一个屏幕上，用户需要输入标题和唯一的应用程序标识符。应用程序标识符仅用于唯一标识您的应用程序，在创建应用程序后不能更改。如屏幕截图所示填写以下两个字段：Apptitle:MyFirstAppAppidentifier(unique):my_first_app然后单击创建应用程序。80工业APP开发示例APP编辑器添加文本组件我们单击添加组件面板③中的文本按钮⑥。将文本组件添加到组件树后，它将被自动选中，其属性显示在组件编辑器④中。添加图片组件接下来添加图像组件，在组件树中选择主布局②，然后单击“+”图标⑦打开添加组件面板。然后，单击图像按钮⑧将组件添加到树中。同样，新的组件被自动选中，可以在组件编辑器④中编辑它。调整组件位置

现在，这两个组件显示在工业APP的顶部。在这一步中，我们将进一步对两个组件进行排布。单击调试行图标⑩来启用调试行。为了定位新的组件，我们需要在组件编辑器④中配置主布局②。81工业APP开发示例安装AppHub要运行工业APP，首先需要在设备上安装AppHub。安装一次后，只需扫描二维码，几秒钟就可以将工业APP添加到手机中。可以使用以下选项之一安装AppHub：安卓：要在Android设备上安装AppHub，可以有以下两种方式。应用商店：登录GooglePlay应用商店搜索并安装AppHub：APK：如果无法访问GooglePlay应用商店，可以在本图书附带的资源库中下载AppHub.apk文件。

IOS：登录AppleAppStore搜索并安装AppHub：82工业APP开发示例添加APP到AppHub展示二维码首先，单击“保存应用程序”按钮或按CTRL+S将工业APP保存到AppHub中。然后，在AppDesigner中单击AddtoAppHub，显示应用的二维码。扫描二维码现在打开AppHub，单击AppHub概览屏幕右下角的扫描二维码按钮，添加应用程序后，用户将看到一个登录屏幕，请使用授权的IoTHub/AppDesigner用户名及密码登录进行授权。如果登录成功，用户的第一个应用程序将出现在AppHub的应用概览中。要启动该应用程序，只需单击相应图标。到这里，我们创建并部署了第一个工业APP。83工业APP开发示例工业数据的读写1.创建设备并添加属性到IoTHub中要读取或写入数据，首先需要在IoTHub中添加一个对象和一个属性，有关设备、属性及其管理的详细信息，请参阅IoTHub用户手册。（1）创建设备使用AppDesigner右上角菜单中的OpenIoTHub选项在IoTHub前端，导航到Things页①，然后，单击导航栏中的“+”图标②添加新内容；在打开的对话框中，选择virtualthing作为Thing类型，然后单击Next；在下一步中，输入标题，如“MyfirstThing”