工业互联系统分析与设计 课件 第二章 工业互联网架构（4.24）

工业互联网Industrial

Internet03.

目前国际上工业互联网技术的形势为

oA.美国霸权

B.欧洲主导

C.中国领先|D.群雄并起E.第三世界后来居上4.

工

业

互

联

网

发

展

的

挑

战

不

包

括

0A.安全问题

B.标准问题

C.

隐私问题

D.环境问题□随堂小测1.工业互联网是第四次工业革命的

OA.

产生标志B.导火索

C.主要发明D.重要基石2.工业互联网的优势不包括

A.

提升生产效率B.

提高生产质量D.降低生产成本

E.

提高生产灵活性第一章

工业互联网概述——上节回顾C.

改变能量驱动方式F.提高智能决策水平1□工业互联网工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础

设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，

构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产

业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，

是第四次工业革命的重要基石。

工业1.0蒸汽

→机械化蒸汽机促进了机械化生

产，掀起了第一次工业

革命电力应用，劳动分工和

批量生产的实现，拉开

第二次工业革命的大幕进一步实现了生产自动

化的电子和IT系统，开

创了第三次工业革命信息物理系统

将引发第四次

工业革命第一章

工业互联网概述——上节回顾180019002000时间工业3.0信息化

→

自动化工业4.0物联网→

智慧化工业2.0电力

→

规模化口本次课时任务时间80分钟主要学习内容工业互联网体系架构(20分钟);工业互联网技术体系(10分钟);工业互联网标准体系(10分钟);工业互联网体系架构应用实例(40分钟)。主要目标理解工业互联网的的体系架构、技术和标准体系(涨知识);

了解工业互联网在经典行业的应用实例(开视野)。第二章

工业互联网架构——课时安排3□课前小测验你玩过下列游戏吗?红色警戒；星际争霸；魔兽争霸III;三国群英传I;Dota; 英雄联盟；王者荣耀。你认为赢得游戏的关键是?技术队友信息运气

合

作第二章

工业互联网架构-

——Warmingup王者荣耀4三国群英传II魔兽争霸III英雄联盟红色警戒Dota□什么是信息?多源队友/对手位置；兵线位置；队友/对手经济、出装；探草丛声音；对手放技能声音；手机触感；手机温度>

父母/老师随时来；异构五连绝世!市级赛事故战队第二章

工业互联网架构——Warming

up多模态信

息5第二章

工业互联网架构——Warming

up口为什么人是智能的?队友/对手位置；

队友/对手经济；

兵线位置；……探草丛声音；对手放技能声音；

……手机触感；手机温度；……父母/老师随时来；

……信息感知眼睛耳朵手指(皮肤)振动(身体)鼻子数据处理神经网络(大脑)逻辑推断反射预测(预判)赛后反思数据传输神经信号电位信号化学信号突触中枢智

能

的

决

策6第二章

工业互联网架构——Warming

up口什么是智能的工业架构?产品位置；机器人位置；人的位置；……设备音频；

设备辐射；

……机器触感；

机器温度；

……信息感知红外传感器视觉传感器(摄像头)温度传感器烟雾传感器压力传感器数据处理数据融合机器学习数据挖掘大数据人工智能数据传输有线通信蓝牙通信蜂窝通信卫星通信以太网平台层决策应用服务安全管理订单信息；客户需求变更；第二章

工业互联网架构INDUSTRY

4.02.1工业互联网体系架构Big

DataCloud

computing互联互通EsDA平台ZWSloT-Paas智慧工厂无线通讯总线通讯汽车电子LoRa

CAN-Bus传感器模块ZigBee

EtherCAT信号采集与调理模块BLE

EtherNETWiFi二次开发核心板Cat.1智慧家居/楼宇口体系架构的概念工业互联网体系架构4.0是在工业互联网不断发展的基础上提出的，

它旨在应对新一代信息技术的挑战和工业需求的变化，具有更高的智能

性、开放性、集成性、安全性和可持续性。第二章

工业互联网架构

1.体系架构设备接入设备管理权限管理规则引擎设备影子控制台智慧交通电力电子轨道交通医疗电子电力物联网总线隔离收发器隔离DC-DC感知控制EsDA平台行业应用整机设备边缘计算网关边缘计算行业用户微处理器云平台EsDA平台·

多感知器协同感知物理世界状态●连接信息世界与物理世界的各种对象，实

现数据交换，支持协同感知和协同控制·通过感知数据的认知计算和推理，正确、

挨家深入认知物理世界·

根据认知结果，确定控制策略，发送控制

指令，指挥各执行器协同控制物理世界第二章

工业互联网架构——1.体系架构□体系架构的要素感

联

知

控10第二章

工业互联网架构——1.体系架构□体系架构的实例服务物流供应链管理灾害预警管理精作农业

节能监测

军事

医疗应用、服务感知光纤

读卡器

摄像头传统传感器

智能传感器文档建模管理数据管理平台空间信息管理Internet.NGN

等云管边端WLAN.WiMax

、wSy

工业以太网

访问网关接入网网络

专线接入以太网、ISDN/PSTN泛在网服务M2M业务平台设备管理QoS

服务设备网关

M2M终端网关RFID

识读器无线传感网网关

转感器节WIFIRFID无线串口

视频采集

光纤移动RFID识读器感知设备核心网卫星网络目录服务11人工智能计算学习!

反馈大数据计算存储云端互联口体系架构的关键技术工业互联网体系架构4.0包含多种关键技术，其中一些是：物联网(IoT)

技术、人工智能

(AI)

和机器学习、大数据分析、云计算和边缘计算、工业物联网安全、数字孪生技术、区块链技术、5G

通信技术。第二章

工业互联网架构

1.体系架构物联网云计算采集控制12第二章

工业互联网架构——1.体系架构□感知层的概念感知层是指将物理世界中的数据进行采集、传感、处理和传输的一

层系统。感知层的主要功能是将实时数据从物理设备(如传感器、设备、

机器等)中采集并传输到网络中，以便后续的数据处理和分析。感知层

通常包括传感器、执行器、数据采集设备、通信设备等组件，用于实时

监测和控制工业设备和系统。毫米波雷达环视摄像头

环视摄像头

4个超声波雷达4个超声波雷达

ACU

控制器

环视摄像头

4个超声波雷达

4个超声波雷达13环视摄像头长焦摄像头接口模拟量：电压/电流。数字开关量数字通信接口：·

RS232/485·

SSI·

SPI·

以太网口·

I2C·

USB/PCIe/SATA·OV/HDMI/MIPI□感知层的概念传感技术与接口

·第二章

工业互联网架构——1.体系架构广义的感，还包括信号处理、社会计算!··14控制设备内网网关父节点多步量平衡阀nRF24

通信模块远程内网穿透智能新路器边缘云互联网平台远程用户端GGG控制终端设备第二章

工业互联网架构

1.

体系架构nRF24L01P

无线组网

P2P内网穿透□感知层的实例PLC工控设备服务器2.4G

路由设备温度、压力变智能电动阀液位变送题网关父节点网关父节点000099G9Gg0

口Saas云平台15第二章

工业互联网架构——1.体系架构□感知层的特点在工业互联网中，感知层起着关键作用，它能够实时获取生产现场

的数据，如温度、压力、湿度、振动等信息，然后通过通信网络将这些

数据传输到上层系统进行分析和决策。感知层的设计和部署对于实现智

能制造、智能监控和预测性维护等应用至关重要。通过感知层的建设，

工业企业可以实现设备的远程监控、数据的实时采集和分析，从而提高生产效率、降低成本和提升产品质量。SmartMesh状态监控实时确定性协作鑫人16第二章

工业互联网架构——1.体系架构□传输层的概念在工业互联网中，传输层是指负责数据在网络中传输和交换的一层

系统。传输层的主要功能是确保数据在不同设备之间的可靠传输和通信。

传输层通常涉及数据包的封装、路由、传输控制和错误检测等功能，以

确保数据能够按照要求在网络中传输。EUHT-5G

管理中心

企业云企业交换网络EUHT-5G中心接入设备

EUHT-5G中心接入设备机床

机器人

机械手

检测仪

扫码仪

仓库运输车□传输层的特点传输层在工业互联网中的设计和部署对于建立可靠的数据通信通道

至关重要。通过传输层的优化和配置，工业企业可以实现设备之间的实

时通信、数据的高效传输和远程监控控制，从而提高生产效率、降低维

护成本和优化生产流程。第二章

工业互联网架构——1.体系架构互联研发

互联生产计划

互联资产Connected

R&D

Connected

Planning

Connected

Assets供应链安全及可视化Supply

Chain

Security

&Visibility互联客户ConnectedCustomer18第二章

工业互联网架构——1.体系架构□传输层的实例高速率业务◆

UWB、WIFI

中速率业务◆

2G/3G/4G/5G

低速率业务◆

RFID

、ZigBee◆

NB-IoT

、LoRaUWBIEEE

802.11WiFiBlueToothTMCellular2G/3G/4GLPWANIEEE

802.15ZigBeeT十米RFID<1米

米高

低百米

千米

十千米传输距离传输速率19第二章

工业互联网架构——1.体系架构□网络层的概念在工业互联网中，网络层是指负责实现数据包在网络中的路由和转

发的一层系统。网络层的主要功能是管理数据包在不同网络设备之间的

传输路径，并确保数据能够按照正确的路径到达目标设备。网络层通常

涉及IP地址分配、路由选择、数据包转发和网络拓扑管理等功能，以实现数据在网络中的高效传输。2G3G

5G24Kb/s

64Kb/s2Mb/s100Mb/s

IGb/s20□网络层的难点连接的难度：设备种类多、现场环境复杂、连接规模大

如何把所有类型的设备接入同一个工业互联网平台?第二章

工业互联网架构

1.体系架构数千种

私有控制器和协议通

用PLC占有率

<15%8-20年的机械生命周期三哑老设备占比超过40%各类私有协议设备通用控制器专用控

制器MDC/SC

哑设备

ADA小型的：水、电、油、气、风仪表大型压力机种主流工业总线21控制设备内网网关父节点多步量平衡阀nRF24

通信模块远程内网穿透智能新路器边缘云互联网平台远程用户端GGG控制终端设备第二章

工业互联网架构

1.

体系架构nRF24L01P

无线组网

P2P内网穿透□网络层的实例PLC工控设备服务器2.4G

路由设备温度、压力变智能电动阀液位变送题网关父节点网关父节点000099G9Gg0

口Saas云平台22多源异构数据多类型、多接口、多协议

的传感仪表、受控终端兼容各种类型的传感器和受控终端提高平台兼容性降低设备部署与软件开发成本降低平台维护成本第二章

工业互联网架构——1.体系架构□网络层的实例技术创新点：实现目标：物联网中间件服务器中间件采集与转换感知层23车间局域网(有线+WiFi)E-SOP电

子

作业指导书终端(C/S)数据集中或独立上传(TCP/IP、HTTP)在线条码PCB板条扫描设备码信息数据采集模块1

数据采集模块2

数据采集模块n汽车电子行业企业有严格的物料防错以及产品质量追溯

要求，因此其在上线MES系统时

需实时采集SMT产线设备及生产

过程数据，本系统主要负责采

集SMT产线全部自动化设备的生

产过程信息、设备状态以及各

项检测结果等数据，并及时上

传给MES系统。第二章

工业互联网架构

1.

体系架构更多设备

…印刷机3D-SPI贴片机2D-AOI(炉前)回流焊3D-A01(炉后)□网络层的实例服务器群组及数据中心

(HMS-T3\MES\SCADA\BCS\E-SOP\WMS\AGV...)管理终揣(B/S)24第二章

工业互联网架构——1.体系架构□数据处理与存储层的概念在工业互联网中，数据处理与存储层是指负责对从感知层和传输层

获取的数据进行处理、分析和存储的一层系统。数据处理与存储层的主

要功能是对大量的实时数据进行处理和分析，提取有价值的信息，并将

数据存储在适当的位置供后续分析和应用使用。机床PLC公司1用户云平台工控机公司225第二章

工业互联网架构——1.体系架构□应用与服务层的概念应用与服务层是指为工业企业提供各种应用程序和服务的一层系统。

应用与服务层的主要功能是基于数据处理与存储层提供各种应用程序，如监控系统、数据分析工具、远程控制系统等，以帮助工业企业实现生产过程的监控、优化和智能化管理。应用与服务层通常包括各种工业应用软件、云服务平台、数据可视

化工具等。这些应用程序和服务可以根据工业企业的需求定制，以满足

不同的生产场景和业务需求。应用与服务层还可以通过API

接口与其他

层进行交互，实现数据的传递和共享，促进不同系统之间的集成和协同

工

作

。26大数据监控中心(5G+

工业互联网示范)

实景数字化工厂教学资源(实景教学)数字化实训室5G网关工业APP

数字工位

数字驾驶舱数字化

场景化项目化职业化□应用与服务层的特点通过合理设计和配置应用与服务层，工业企业可以充分利用工业互

联网技术，提升竞争力，实现可持续发展。工业互联网的应用与服务层将成为工业企业数字化转型的重要支撑，推动工业生产方式的转变，实

现智能制造和智能化管理。第二章

工业互联网架构——1.体系架构科研、产学研用平台实训、教学系统27第二章

工业互联网架构——1.体系架构口安全与隐私保护层的概念在工业互联网中，安全与隐私保护层是指负责保护工业系统和数据

安全、隐私的一层系统。由于工业互联网涉及到大量的实时数据传输和

信息交换，安全与隐私保护层的作用至关重要，可以有效防范各种网络

攻击和数据泄露风险，确保工业企业的正常运行和信息安全。28口安全与隐私保护层的特点安全与隐私保护层通常包括网络安全设备、数据加密技术、身份认

证系统、访问控制机制等。这些技术和措施可以有效保护工业互联网系

统的网络通信安全、数据传输安全和系统访问安全，防止未经授权的访

问和恶意攻击，确保工业数据的保密性、完整性和可用性。第二章

工业互联网架构——1.体系架构29决策与控制应用智能化生产虚拟仿真资产优化数据建模与分析仿真测试

流程分析

运营分析

管理分析

市场分析数据集成与处理产品数据库工艺数据库数据集成数据采集与交换数据交换设备数据产品数据物理系统(数据来源)口管理与决策支持层的概念在工业互联网中，管理与决策支持层是指负责对工业生产数据进行

收集、分析和处理，为企业管理者提供决策支持的一层系统。这一层系统通常包括数据采集、数据存储、数据分析、可视化展示、预测分析等功能，旨在帮助企业管理者深入了解生产运营情况，发现问题、优化流程，并做出科学决策，实现生产效率的提升和成本的降低。第二章

工业互联网架构

1.体系架构服务化制造

智能服务

远程维修协同化组织

设计协作

协同制造个性化定制

柔性制造

供需匹配流程数据

管理数据外部数据管理数据库营销数据库供应链数据

库产线数据库30第二章

工业互联网架构INDUSTRY

4.02.2工业互联网技术体系Big

DataCloud

computing信息技术

(Information

Tech.)·基于互联网技术·数据处理主机/网络通信设备·

商用管理软件·利用信息进行生产决策操作技术

(Operating

Tech.)·PLC/DCS

控制系统·

传感器/执行器设备·保证生产正常进行的专业技术·

低时延、稳定性需求□技术体系的基本构成决策层管理层MES现场管理层SCADA行业应用电子制造

钢铁

冶金

汽车

32第二章

工业互联网架构

2.技术体系PLC现场设备层Actuators

SensorsIndustrial

EthernetFieldbus交互&应用

人机交互技术(可视化、AR/VR...应用云端协同技术

工业APP

低代码开发技术..仿真验证技术数据

处理

与分

析技术数字孪生工业大数据存储技术管理技术治理技术工业Al机器学习知识图谱执行驱动技术监控采集技术安全保护技术测量技术

传感技术数控机床AGV

增材制造材料

工艺工业互联网技术体系图第二章

工业互联网架构

2.技术体系□技术体系的基本构成安全加密

算法技术访问技术入侵

检测技术数字工业控制技术工业视觉

工业机器人计算通信控制感知装备

基础融

△

技

术

信息技术

制造技术边缘计算

云计算高性能计算

…数

字数

子

技术33标识技术5GNB

IOT

OPC

UA

SDN...工业总线

&以太网工业软件技术三维设计技术流程优化技术Wi-FiWi-Fi6嵌入式计算区

块

链墨

术TSN第二章

工业互联网架构——2.技术体系□技术体系的基本构成垂直行业制造业核心功能

平台应用层PaaS层

边缘层工业模型数据模型数据流

感知控制信息采集指令执

行物理资产产业企业系

统设

备标识解析数据互通描述诊断预测指导数字模型工业互联网功能原理图决策优化保密性决策流34第二章

工业互联网架构——2.技术体系口物联网技术的概念物联网技术

(Internet

of

Things,IoT)是一种通过互联网连接

和通信的技术，使得各种物理设备、传感器、机器等能够相互通信和交换数据，实现智能化、自动化控制和监测。物联网技术将传统的物理世界与数字世界相连接，使得物品能够具备感知、识别、通信和智能决策的能力，从而实现更加智能、高效和便捷的应用场景。遥感勘测物联网供应链35口物联网技术的特点物联网技术在各个领域都有广泛的应用，例如智能家居、智慧城市、

智能制造、智能医疗等。在智能家居中，物联网技术可以实现家电设备

的远程控制、智能家居系统的自动化调节，提升生活的舒适度和便利性。

在智慧城市中，物联网技术可以实现城市基础设施的监测和管理、交通

系统的优化调度、环境保护和资源利用的智能化等目标。总的来说，物联网技术是一种将物理世界与数字世界相连接的技术，

通过互联网实现物品之间的智能交互和数据共享，为人们的生活、工作

和生产带来更多可能性和便利。第二章

工业互联网架构——2.技术体系36网络互联难·

协议种类多、不兼容·

低时延/高可靠/周期性

的OT网络数据互通难·

OT/IT

难以贯通·

语义互操作性差·

异构设备接口程序·

数

据

类

型

多

样管理层现场管理层

SCADAPLC现场设备层

ActuatorsSensorsMES网关Industrial

EthernetFieldbus第二章

工业互联网架构

2.技术体系口物联网技术的难点现场级工业物联网决策层37第二章

工业互联网架构——2.技术体系口物联网技术的实例技术方案：自主开发运动控制器+Lorawan+阿里云平台+自主开发大数据分析系统浪莎袜业手套机产线工业物联网平台38以国家顶级节点为核心，建设二级节点和递归节点，

形成统一管理、互联互通、高效可靠的基础设施建设企业级标识解析系统

，

支撑企业级标识应用依托标识解析中间件，建设标识资源池，形成可识别数据对象管理和流转借助标签载体和数采设备，唯一识别物理实体和数字实体第二章

工业互联网架构——2.技术体系口标识解析架构标识数据管理系统递归节点递归业务管理系统递归解析系统标识解析客户端国家顶级节点标识业务管理系统二级节点标识业务管理系统企业节点标识业务管理系统标识数据灾备系统标识应用支撑系统标识应用支撑系统标识注册解析系统标识注册解析系统标识注册解析系统标识服务托管系统行业标识

数据资源池企业标识

数据资源池标识数据

标识数据

标识数据

标识数据

采集设备

采集设备

采集设备

采集设备企业层边缘层设备层标识解析中间件可识别

数据对象39口大数据技术的概念工业大数据是由工业设备高速产生的大量数据，对应不同时间下的

设备状态，是物联网中的讯息。企业信息化数据工业物联网数据外部跨界数据包括产品研发数据、生产性数据、经营性数据、

客户信息数据、物流供应链数据以及环境数据

工业设备和产品快速产生的且存在时间序列差异的数据，它也是新的、增长最快的数据来源

企业外部互联网来源的数据，如环境法规、宏观社会经济数据服务型制造智能装备跨行业融合设备监测、故障诊断、异常报警等工艺优化、能耗优化、质量分析和改善等协同设计与协同制造第二章

工业互联网架构

2.技术体系工业大数

据来源工业大数

据技术工业大数

据应用工业大数据技术包括数据采集、预处理、数

据存储、数据分析、可视化及智能控制等广义工业

大数据40第二章

工业互联网架构——2.技术体系口大数据技术的概念大数据技术是一种用于处理大规模数据集的技术和方法。随着互联

网的发展和智能设备的普及，数据量呈指数级增长，传统的数据处理技

术已经无法满足对这些海量数据进行存储、管理、分析和应用的需求。因此，大数据技术应运而生，旨在解决大规模数据处理和分析的挑战。大数据技术架构数据应用

S

r

t

b

可视化软件

数据分析挖掘

用户画像

搜索数据服务任务调度管理数据存储数据采集数据源

数据库

41个领域。时序性

●工业大数据有较强时序性，如设备状态/订单/物流●

工业数据类型复杂●

数据种类多样、结构复杂多模态

容量大(Volume)多样(Variety)快速(Velocity)价值密度低(Value)闭环性

准确性

●

工业数据来源可靠，真实性高●

工业数据完整性更高42□大数据技术的特点大数据技术的特点包括“四V”:Volume

(数据量大)、Velocity

(数据处理速度快)、Variety

(数据多样化)、Veracity(数据真实性)。大数据技术主要包括数据采集、存储、处理、分析和

可视化等环节，涉及到数据工程、数据挖掘、机器学习、人工智能等多第二章

工业互联网架构

2.技术体系●

研发、制造、市场等生命周期数据关联●

产品不同零部件、工况、设备状态等●

产品生命周期数据闭环●数据采集、处理、分析闭环强关联口大数据技术的基石——概率论与数理统计运用制表和分类、图形以及计算概括性数据来描述数据特征。相关系数方差标准差变异系数平均绝对误差均方根误差来源阴B出话基男文出例◎#%第二章

工业互联网架构——2.技术体系集中趋势分析离散程度分析平均数中位数众数分位数变量线性相关关系偏度峰度分布形态协方差□大数据技术的基石

概率论与数理统计概率分布离散是否能估计出结果或概率是

否估计概率分布

对称或非对称对称

非对称数据是否聚集

离群值是在中心值

正或负数据是否聚集在中心值是离群值分布形态离群值位置全部

大部分为正数

为正数二项

均匀

几何

负二项

超几何

均匀分布/

三角

正态

Logistic指数

LognormalMinimum

分布

分布

分布

分布

分布

多模态分布

分布

分布

Cauchy分布

Gamma

Extreme第二章

工业互联网架构

2.技术体系数据离散或连续对称连续对称或非对称非对称无离

很少

散点离散点大部分

为负数仅正

正多

负多少离

散点是

否否44模型分析+机器学习共性问题①

数据的隐私性与机密性：生产工艺可以从数据中表征出来②

数据不完备：前瞻性不足未采集足够表征生产模型的数据量③

样本不均衡：实际生产中负样本量较少④

数据质量差：人工采集导致数据缺失、无经验性填补⑤

模态不统一：数据存在多源异构、多模态、多类型temperature第二章

工业互联网架构

2.技术体系口大数据技术的难点相关需求如何解决?帅45工业生产数据隐私保护：如何设计具有高效高质的数据隐私保护策略框架全过程的模型：如何面向工业流程全过程设计模型高质量的数据：如何保证输入

数据的质量高性能的算法：如何保证算法在多种数据输入下的性能高质量的结果：如何得到在工业流程中准确且有效的结果数据隐私泄露多样化模型高质量数据高性能算法高质量结果工艺数据共享数据不完备数据质量差数据不均衡模态不统一第二章

工业互联网架构

2.技术体系□大数据技术的挑战与需求缺点

挑战

需求46解决方案完备分析：使分析结果支持工业全过程质量保障：保证数据的质量，降低分析的误差数据安全：在云计算等平台应用中，对数据进行安全保护高效实时：实现算法的高效、准确运行，达到基本目标第二章

工业互联网架构——2.技术体系□大数据技术的对策挑战多样化模型7数据隐私泄露高质量数据高性能算法高质量结果线性分类

深度网络

集成学习

图网络

统计学习47实时数据展示：平台可显示各类传感器采集的实时监测数据、传感器运行情况等。实现工业设备信息可

视化与实时监测。第二章

工业互联网架构——2.技术体系运维数据记录：通过对各项数据的分析，在平台上给

出各个接入机型设备的故障监测、预警等并对异常数据和故障事件进行记录。□大数据技术的应用

云端共享

多端多平台显示服装订单智能一体化软件V1.0

展晖控制器管理软件V1.0授权号：2016SR174856授权号：2017SR295617软著

⑨

848第二章

工业互联网架构——2.技术体系口大数据技术的应用四个平台今

日

上

报

事

件

总

数00367<综合执法实时事件措述15:285111月29日，社区愿民反缺西…

最露垃圾大桥村村要旁路酒破损江南国际城23楼道原物地积杂L今日高发问题排名181件

生态环境治危拆违近七天事件完成趋势图前三季度地区生产总值1

3

2

6

.

5

9

亿

元愿分0

.

10%1-10月财政总收入417.68z元愿合6

.

00%前三季度规上工业增加值356.63z

元医45.00%近七日垃圾产生趋势1.53吨其他垃圾总量可回收垃圾总量81.73

91.13

95金0.04%健康指数前三季度农村居民人均可支配收入35635.00元↑2.30%前三季度数字经济核心产业增加值72.85z

元愿合21

.

10%经济政治文化社会生态昨日垃圾产生总量269.32吨易腐垃圾总量0.66

吨有害垃圾总量9.2分高校毕业生

9.2分9.0分0.0分萧山战疫1.76交通指数英丽指数前三季度固定资产投资828.812元医合12

.

10%杭州城市大脑数字驾驶服萧山区平台8

城市管理

8消防安全8交通安全可回收垃圾占比区县街道特

色

指

标重点指标|第二章

工业互联网架构——2.技术体系口大数据技术的应用劳务单位

湖南林一建筑劳务有限公司项目规模

地宝大厦总投资1.4亿元，总建筑面积63445.49裙房以上分为A、B两个塔楼，A塔楼地上23层，建筑高度99.05m,建筑长42.90m,宽建筑长31.50m,宽32.00m五大要素

核心数据钢筋(吨)工程进度(总工期667天)长沙市岳髓区茶子山路与潇湘北路交界处告警消息施工电梯2#发现报警信息：超速报警回紫口告警消息施工电梯2#发现报警信息：超速报警扫描上方二维码进行观看问题整改状态质量工程进度已整改：58项

已整改：77项全景监控工程概况地

宝

大

厦

项目

数

据中

心应用模块告警消息施工电梯2#发现报警信息：超速报警后台管理全景或通知项目概况工程概况报警信息BIM

模型绿色施工劳务管理设备管理回50第二章

工业互联网架构——2.技术体系□人工智能技术的概念人工智能

(

Artificial

Intelligence,AI)技术是一种模拟人类智

能思维和行为的技术。它使机器能够像人类一样学习、推理、识别、理

解、交流和决策，从而具备类似人类智能的能力。人工智能技术的目标

是让计算机系统能够像人类一样思考、学习和解决问题。画一个曹冲称象画一个岳母刺字口人工智能技术的应用人工智能技术在各个领域都有广泛的应用，如智能语音助手、智能

推荐系统、自动驾驶、医疗诊断、金融风控等。通过人工智能技术，可

以实现机器人的智能化、自动化生产、智能决策支持等功能，提升工作

效率、改善生活质量，推动科学技术的进步和社会的发展。第二章

工业互联网架构

2.技术体系52第二章

工业互联网架构——2.技术体系口人工智能技术的应用人工智能技术包括多个子领域，如机器学习、深度学习、自然语言

处理、计算机视觉、专家系统等。其中，机器学习是人工智能的核心技

术之一，通过让计算机系统从数据中学习并不断优化算法，使得计算机

能够自动发现数据中的模式和规律，并做出智能决策。总的来说，人工智能技术是一种模拟人类智能思维和行为的技术，

通过机器学习、深度学习等方法实现对复杂问题的智能处理和决策，为

人类创造更智能、便捷和高效的生活和工作环境。·

海量优质的应用场景

数据是训练算法精确

性关键基础算法Agorithm·

神经网络、深度学习

等算法是挖掘数据智

能的有效方法·AI

芯片的出现提高了数据的处理能力，弥补了CPU

在计算能力上的不足。目前主流的Al芯片有三类：以GPU

为代表的通用芯片、以FPFA

为代

表的半定制化芯片和ASIC定制化专用芯片。其中，GPU

为市场上最成熟、应用最广的Al芯片。通用芯片半定制化芯片定制化专用芯片53数

据人工智能算力·

计算机、芯片等载体

为人工智能提供基本

的计算能力AI芯

片□先进计算技术的概念先进计算技术是指在计算机科学和信息技术领域不断创新和进步的技

术，包括但不限于以下几个方面：1、量子计算：量子计算利用量子力学的原理来进行计算，具有并行计算、

快速计算等优势，能够解决传统计算机无法解决的复杂问题。2、边缘计算：边缘计算是一种将数据处理和存储推送到接近数据源的边缘

设备上进行的计算方式，可以减少数据传输延迟，提高数据处理效率。3、人工智能计算：人工智能计算包括机器学习、深度学习、自然语言处理

等技术，通过模拟人类智能实现对数据的智能处理和决策。4、高性能计算：高性能计算是指利用并行计算和分布式计算等技术，提高

计算机系统的计算速度和效率，用于处理大规模数据和复杂计算任务。5、边缘人工智能：边缘人工智能结合了边缘计算和人工智能技术，使得智

能决策和数据处理能力能够部署到边缘设备上，实现更快速的响应和更高

效的数据处理。6、量子机器学习：量子机器学习是将量子计算的原理应用于机器学习算法

中，可以加速模型训练和数据处理，提高机器学习的效率和性能。第二章

工业互联网架构——2.技术体系54第二章

工业互联网架构——2.技术体系□工业安全技术的概念工业安全技术是指在工业生产和制造过程中，采用各种技术手段和措

施来保障工人、设备和环境的安全的技术领域。工业安全技术的发展旨在

预防事故发生、减少伤亡和损失，保障生产过程的安全稳定进行。以下是一些常见的工业安全技术：1、安全监控系统：包括视频监控、火灾报警、气体检测等系统，用于监测

生产现场的安全状况，及时发现问题并采取措施。2、安全防护装置：如安全围栏、安全开关、安全带等，用于保护工人在操

作过程中不受到伤害。3、安全标识：包括标识牌、警示标志等，用于提醒工人注意安全事项，指

导正确操作。55第二章

工业互联网架构——2.技术体系□工业安全技术的概念4、应急救援设备：如应急眼洗器、紧急停车按钮等，用于应对突发事故，

保障工人的生命安全。5、安全培训：对工人进行安全培训，提高他们的安全意识和应急处理能力。6、风险评估与管理：对生产过程中的安全风险进行评估和管理，制定相应

的安全措施和预案。7、智能安全技术：如基于物联网的安全监控系统、智能安全帽等，利用先

进技术提升工业安全水平。工业安全技术的应用可以有效降低事故风险，保障工人的生命安全和生产

设备的正常运行，对于提高工业生产效率、降低成本具有重要意义。通过

不断创新和应用工业安全技术，可以建设更加安全、高效的工业生产环境。56第二章

工业互联网架构——2.技术体系□工业互联网平台云平台平板/手机(APP/

小租电脑/pc端(网页)监控中心57第二章

工业互联网架构——2.技术体系□工业互联网平台工业互联网平台——平台体系框架垂直行业制造业平台功能业务应用应用二次开发与集成开发者社区

应用商店缺发设计APP.工艺优化APP.

就

转

化AP、

运营管理APP等)工业应用开发环境

人机交互支持(图形化编程.业务逻辑流程)

(资源发现、虚拟规实)工业模型管理与服务(仿真分析、业务流程、统计分析，鼓璐科学、模型融合)工业数字化工具(研发设计、仿真优化、生产管理、运营管理等)工业数据管理与服务通用PaaS

平台资源部署与管理产

业企业系统设

备平台间集成框架物理资产

58边缘应用部署与管理数据预处理边缘智能分析工业数据接入应

用

层

PaaS协议解析边

缘

层推动产业变革

03工业互联网平台通过整合跨行业的数据和资源，推动传统产业升级，促进新产业模式的出现，如智能制造、远程运维等，从而实现产业的深度变革。增强安全性与可靠性

06随着工业互联网平台的引入，企业能够实时监控和管理网络安全，预防潜在的网络攻击，确保生产系统的稳定运行，从而增强整体的安全性和可靠性。技术架构与核心能力

01工业互联网平台的技术架构通常包括边缘计算、云计算、大数据分析和人工智能等关键技术，它们共同作用于数据的采集、存储、分析和应用，形成强大的核心能力。促进数据驱动决策

04利用工业互联网平台的数据分析能力，企业能够实时监控生产过程，预测设备故障，优化生产计划，实现基于数据的决策，提高决策的准确性和效率。关键应用领域

02工业互联网平台在制造业、能源、交通、医疗等多个关键应用领域发挥着重要作用，通过连接各种设备和系统，实现资源优化配置和业务流程自动化。提高运营效率与灵活性

05工业互联网平台通过实时数据分析和智能优化，帮助企业减少停机时间，提高设备利用率和生产效率，同时增加运营的灵活性，快速响应市场变化。第二章

工业互联网架构

2.技术体系□工业互联网平台工业互联网平台——特点59高可靠全覆盖大带宽企业网络高可靠高安全高融合生产现场网络CAX

一智能机器ERP-MESSCADA\DCSPLC\CNC专用设备产品设计

设备健康

企业能耗

管理

优化数据模型

工业模型数据管理本地部署私有云部署云端-边缘协同二AGV

智能调度边缘系

统工业设备接入信息系统接入

协议解析

数据预处理应用层□工业互联网平台工业互联网平台——平台实施架构开发者社区

应用商店

应用二次开发

产业平台第二章

工业互联网架构——2.技术体系方案企业1

企业2应

用

层平台间协同企业平台产业层

企

业

层

边缘层设备层用开发

部署运维公有云服务低时延

高可靠大带宽骨干网络工业金融信贷边缘应用部署管理设备租赁共享边缘智能应用工艺参数自适应工业视觉

检测云端-边缘协同供应链

协同成套

设

备资源管理SCM60□工业互联网平台工业互联网平台是一个专门为工业领域设计的物联网平台系统，用于连接、管理和监控工业设备、传感器和系统。该平台通过物联网技术，实现设备之间的互联互通，数据的采集、传输和分析，以及远程监控和控制工业设备的功能。工业互联网平台通常包括以下核心功能：1、设备连接和数据采集2、数据存储和管理3、远程监控和控制4、数据分析和智能决策5、安全性和隐私保护6、云端服务和平台扩展7、集成能力和开放接口8、智能化和自动化工业互联网平台的应用可以帮助企业实现生产过程的数字化、智能化

和自动化，提高生产效率、降低成本，促进工业企业的可持续发展。第二章

工业互联网架构——2.技术体系61第二章

工业互联网架构INDUSTRY

4.02.3工业互联网标准体系Big

DataCloud

computing□工业互联网标准体系F.应用垂直行业应用(汽车、电子信息、钢铁、轻工(家电)、装备制造、航空航天、石油化工……)平台化设计智能化生产网络化协同个性化定制服务化延伸

数字化管理第二章

工业互联网架构——3.标准体系E.安全分类分级安全防护安全管理安全应用与服务B.网络终端与网络5G+

工业互联网标识解析工业设备接入上云工业大数据工业机理模型

与组件工业数字孪生工业微服务

与开发环境工业APPC.边缘计算

平台服务与应用架构

测试与评估

管理人才63术语定义

通用要求A.

基础共性产业链

/供应链D.平台第二章

工业互联网架构——3.标准体系□工业互联网体系架构标准应用开发

工业微服务组件库(开发工具、微服务框架)(工业知识组件、算法组件、原理模型组件)工业数据建模和分析(机理建模、机器学习、可视化)工业大数据系统(工业数据清洗、管理、分析、可视化等)通用PaaS平台资源部署和管理资源管理

运维管理

故障恢复云基础设施(服务器、存储、网络、虚拟化)设备接入

协议解析

边缘数据处理业务运行应用创新设计生产

管理服务设备状供应链

能耗分APPAPP

APPAPP态分析分析

析优化应用层

(工业SaaS平台层laaS层边缘层消费者供应链

协作企业开发者工业安全防护设备管理64口通信和网络标准通信和网络标准是指在通信和网络领域中制定的规范和准则，用于确

保不同设备和系统之间可以相互通信和协作。这些标准涵盖了各种方面，包括数据传输速率、数据格式、协议、安全性、可靠性等。第二章

工业互联网架构

3.标准体系PC3PC4PC5PC0PC1交换机

路由器交换机PC265网络体系框架垂直行业制造业网络功能业务应用语义互操作信息模型(OPC-UA.MTConnect,YANG……)应用层通信(OPC-UA,MQTT,DDS,HTTP

……)端到端数据传输网络控制无线接入(5G/4G,WiFi/WiFi6、wirelessHART.ISA1物理资产第二章

工业互联网架构

—

—

3

.标准体系

口通信和网络标准标识数据

处理标识注册标识数据

采集标识数据

建模标识解析标签管理数据互通

网络互联有线接入(TSN.工业以太网、现场总线、工业非实时

数据转发工业实时

数据转发标识解析企

业设

备系

统网络管理WIA.00.11al管理产业66网络实施架构低时延高可靠大带宽

企业1国家骨干网络软件定义

资源预留

网络切片第二章

工业互联网架构

3.标准体系PLM

ERPMESSCADA\DCSPLC\CNC专用设备高可靠全覆盖

CAX大带宽企业与园区网络

云边协同设施

敏捷网络管理

无线网络覆盖□通信和网络标准高可靠高安全高融合生产控制网络边缘设备接入工业数据采集控制信息传输公有云/私有云/数据服务普通互联网连

高质量专线连

接区络设备

私有云/数据服务器园区无线网络确定网络产业层

企业层边缘

层

设

备

层出口肉络设备网络控制器边缘网关工业总线模成套设备SDN

网络设备确定性网络设备网络控制器

TSN

交换机

工业以太网交换机

RTU工业无线网络无线网络模块数据流智能工业产品工业以太网模

块仪器仪表蜂窝网络模块H

厂外网图

H智能机器企业2TSN模块企业67口通信和网络标准一些常见的通信和网络标准包括：1

、Ethernet

标准：用于局域网

(LAN)的一种通信标准，定义了数据在局

域网中的传输方式和速率。2

、TCP/IP

协议：用于互联网的一种通信协议标准，定义了数据在网络中的

传输方式和通信规则。3

、Wi-Fi

标准：用于无线局域网(WLAN)

的一种通信标准，定义了无线网

络设备之间的通信规范。4、HTTP协议：用于万维网

(World

Wide

Web)的一种通信协议标准，定义

了Web页面的传输方式和规则。5

、4G/5G移动通信标准：用于移动通信网络的一种通信标准，定义了移动

设备与基站之间的通信规范。这些标准的制定有助于不同厂商和组织之间的设备和系统可以互相兼

容和互操作，从而实现更加高效和可靠的通信和网络服务。第二章

工业互联网架构——3.标准体系68第二章

工业互联网架构——3.标准体系□通信和网络标准5G

总体网络架构AMFUPFAMF/UPF5G核心网(5GC)5GNR基站

相关规范5G

NR接入网

相关规范5GNR空口

相关规范(9

)gNB(9)(q)ng-eNB5G基站(NG-RAN)5GNR终端

相关规范5G手机(UE)VG

NGng-eNBgNBXn—NG69第二章

工业互联网架构——1.体系架构口通信和网络标准的趋势无线网络技术逐步向工业领域渗透。WIA-PAGB/T26790《工业无线网络WIA规范》第1部分：用于过程自动化的WIA

系统结构与通信规范WIA-FAGB/T26790《

工业无线网络WIA规范》第2部分：用于工厂自动化的WIA

系统结构与通信规范WirelessHARTISA100WIRELESS第二章

工业互联网架构——3.标准体系□通信和网络标准的严峻现状我国工业互联网是建立在国外工业网络技术产品之上，信息安全隐患

和断链断供风险极大，严重制约了我国工业互联网产业的健康发展。因此，

工业网络领域的科技自立自强已是迫在眉睫。Industrial

Ethernet:66%[65]·Ethernet/IP由欧美日自动化巨头发起；·Profinet由德国西门子为主要支持者；·

EtherCAT

由德国BECKHOFF

推出；·

WorldFIP以

法国Alstom公司为主。·

HART

由美国Rosemount

公司开发；·

CC-Link由日

本三菱电机主导；·CAN

由德国BOSCH

公司推出。Modbus-RTU5%PROFIBUS

DP7%Other

WirelessBluetoothWireless7%[7]Annual

growth:8%

WLANOther

Ethernet

10%CC-LinkIE

FieldPOWERLINK

3%Fieldbus:27%[28]Annual

growth:4%DeviceNetCC-Link4%Annualgrowth:10%OtherFieldbus5%CANopen2%4%71第二章

工业互联网架构——3.标准体系□数据标准在工业互联网中，数据标准是指用于描述和交换工业数据的规范和格

式。这些标准对于实现设备之间的互联互通、数据采集和分析、监控和控

制等功能至关重要。这些数据标准在工业互联网中起着至关重要的作用，可以帮助实现设

备之间的数据交换和通信，提高生产效率、降低成本，并为智能制造和工

业4.0的发展提供支持。72□数据标准以下是工业互联网中常见的数据标准：1、OPC

UA:OPC

UnifiedArchitecture(OPC

UA)

是一种开放的、跨平台

的通信标准，用于在工业自动化系统中实现设备之间的数据交换和通信。它提供了统一的数据模型和通信机制，支持安全性、可靠性和互操作性。2、MQTT:Message

Queuing

Telemetry

Transport(MQTT)

是一种轻量级

的、基于发布/订阅模式的通信协议，广泛应用于物联网和工业互联网中。

它提供了高效的数据传输和实时通信能力。3、CoAP:Constrained

Application

Protocol(CoAP)

是一种专为受限环

境下的物联网设备设计的通信协议，支持低功耗、低带宽的通信需求，适

用于工业传感器和执行器之间的通信。4、JSON:JavaScriptObject

Notation(JSON)是一种轻量级的数据交换

格式，易于阅读和编写，常用于工业互联网中的数据传输和存储。5、MTConnect:MTConnect

是一种用于机器设备通信的开放标准，旨在实现

设备之间的互操作性和数据采集，广泛应用于制造业和工业自动化领域。第二章

工业互联网架构——3.标准体系73平台是核心数据汇集

建横分析

应用开发

资源调度

检测管理工业互联网平台工业互联网平企业外网国家级工业互联网平台A网络IPV65G网络企业内网企业内应用安全生产系统网络控制安全机

床

传感器第二章

工业互联网架构——3.标准体系□工业互联网三大体系企业级工业

互联网平台2企业级工业

互联网平台1H业互联网标识解析体系安全是保障网络是基础台

及

应

用

安

全优化升级的网络信息系统网络数据安全网络安全设备安全74¥消费端生产端威胁一工业互联网威胁三安全产品和技术匮乏、

产业支撑能力不足第二章

工业互联网架构——3.标准体系口安全标准挑战研发端管理端心标准化技设备供应商威胁二术架构攻击者75第二章

工业互联网架构——3.标准体系口安全标准关注重点定制业务

协同业务

产品业务工业互联网平台(公有云，大数据分析)工业互联网平台(私有云，数据集成运用)PLM

产品生命和周期管理SCMERPCRM

PDMAPSMES

制造执行系统工厂外网工厂内网SCADA智能传感器2.应用安全3.控制安全5.设备安全HMI4

.

网络安全智能产品DCS/FCS工业机器人PLC智能仪表1

.数据安全76第二章

工业互联网架构——3.标准体系口安全标准在工业互联网中，安全标准是指用于确保工业系统和设备安全性的规

范和准则。由于工业互联网涉及到大量的设备、传感器和控制系统，安全标准对于保护系统免受恶意攻击、数据泄露和服务中断至关重要。边界防护

准入控制

系统安全

服务安全网络安全身份认证

协议安全异构网络合规接入感知安全应用安全身份鉴别

资产安全隐私保护

访问控制

安全审计平台安全入侵检测APT检测溯源分析防病毒防木马77基础

能力密码

算法完整

校验时间

基准安全

管理安全

防护防暴力

破解安全启动系统/固件安全加密存储可信环境物理安全接入安全密钥管理机制权限管控加密传输旁路攻击保护企业安全综合管理平台资产识别管理

安全审计

安全警告企业安全防护系统数据防泄漏

数据加密用户授权和管理

虚拟化安全设备身份鉴别与访问控制边界隔离第二章

工业互联网架构——3.标准体系人工智能、大

数据分析技术强化产业级安

全风险精确预警与准确处理安全风险可知、可视、可控成为企业级安全防护体系建设的主要目标安全处理跟踪

数据治理数据备份和恢复代码安全网络攻击防护省级/行业级安全平台流量分析

风险识别态势分析

预警预报

应急处理控制协议安全机制控制软件安全加固设备身份鉴别与访问控制固件安全增强安全信息采集数据安全应用安全网络安全国家级安全平台威胁信息共享与应急协作指挥系统威胁信息共享

应急协作指挥面向实体实施分区分域安全策略，构建多技术融合安全防

护

体

系边缘安全防护系统通讯和传输保护

边界隔离安全态势感知与风险管理系统安全检测态势分析

风险预警口安全标准安全基础信息库漏洞库

指纹库

恶意代码库接入认证授权指令安全审计漏洞修复产

业

层

企

业

层网络安全控制安全设备安全边

缘

层78第二章

工业互联网架构——3.标准体系口安全标准欺诈团伙分工

欺诈手段

欺诈风险

防护链条企业运营场景账户·注册·登录

浏览·下载·会员营销推广·积分

折扣·优惠券·裂变·返现

兑换交易支付·选购·下单·核销·发货·付款

评论运

营·拉新·激活·留存·转化·分享·增值顶活动安全爬取数据系统安全工

具

组·接码平台·改机工具·猫池

·秒拨IP·恶意爬虫信

息

组电

商互联网航旅总直播短视频运营商欺诈手段(变现组)薅羊毛

非法爬取·恶意退货·虚假账号·虚假占座黑灰产社群假大师企业79第二章

工业互联网架构——3.标准体系

口安全标准安全体系框架产

业企

业系

统设

备物理资产业务应用完整性通信完整性

系统完整性

信息完整性通信保密性

信息保密性可用性

通信可用性系统可用性数据分折

结论可凭性软件功能

可凭性可靠

性

设备硬件

可凭性企业敏感数据保护隐私和数据保护用户隐私保护保密性80国家级安全平台企业3

安全态势感知与风险预骄系缔

威胁信息共享与应急协作指挥系练

安全基础信息库安全监测态势分析风险预警

威胁信息共享

应急协作指挥

漏洞库指纹库恶意代码库省

/

行业级安全平台流量分析

风险识别

态势分析预警通报

应急处重企业安全综合管理平台安全信息采集

资产识别管理