工業(yè)物聯網是通過工業(yè)資源的網絡互聯、數據互通與系統互操作，實現制造原料的靈活配置、制造過程的按需執(zhí)行、制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應，達到資源的高效利用，從而構建服務驅動型的新工業(yè)生態(tài)體系。工業(yè)物聯網連接所有工業(yè)資產，通過海量數據的整理與分析為工業(yè)生產提供解決方案，實現工業(yè)運營的優(yōu)化。
工業(yè)物聯網可對全產業(yè)價值鏈帶來積極影響，是實現智能制造的基石，也是萬物互聯這一必然趨勢在工業(yè)制造中的具象化體現，在中國制造2025、美國先進制造伙伴計劃以及德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃等戰(zhàn)略規(guī)劃中均占有重要地位,已逐步成為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分與經濟發(fā)展、產業(yè)轉型的強大推動力。
從工業(yè)物聯網的發(fā)展脈絡與應用領域發(fā)展分析，當前研究的熱點主要聚焦于如下領域： 體系架構與標準（厘清工業(yè)物聯網的體系架構，制定相關標準實現工業(yè)物聯網技術的普及化）； 智能感知識別技術（以機器人視覺、RFID感知識別、機器人觸覺等為代表的視覺聽覺觸覺傳感技術構成了工業(yè)物聯網信息輸入的基礎）； 工業(yè)大數據（研究多源、海量、異構工業(yè)數據的融合與集成，實現制造系統的優(yōu)化升級）； 工業(yè)互聯網（探究工業(yè)物聯網的基礎，即以鏈接為核心目的的工業(yè)互聯網技術）； 智能決策（基于海量輸入信息的工業(yè)化智能決策及其應用）； 智能物流（萬物互聯使能下的生產物流的跟蹤與追蹤）； 落地應用（通過工業(yè)物聯網核心關鍵技術的落地應用，實現制造業(yè)的轉型升級）。
鑒于此，本書聚焦于工業(yè)物聯網領域內的主體內容，由淺入深地介紹了工業(yè)物聯網的基本知識體系與前沿發(fā)展熱點，通過理論結合實際，闡述工業(yè)物聯網的發(fā)展現狀。全書分為7章： 第1章系統性闡述工業(yè)物聯網的概念與體系架構，涵蓋了工業(yè)互聯網的架構、關鍵技術、相關標準； 第2章介紹目前工業(yè)現場核心性的感知技術，包括RFID技術、工業(yè)視覺技術以及多維力/位置感知技術； 第3章介紹面向工業(yè)互聯網的互聯互通技術，包含工業(yè)互聯網的體系框架、通信技術、接口技術、車間控制技術以及安全體系； 第4章介紹工業(yè)大數據的集成與融合技術，分別從基于CPS、云平臺、服務以及數字孿生的角度介紹工業(yè)大數據的融合； 第5章則圍繞基于工業(yè)物聯網的智能決策展開，重點介紹基于工業(yè)物聯網的實時信息架構、智能決策系統及其應用； 第6章介紹RFID驅動的企業(yè)生產物流跟蹤與追蹤，闡述了物流跟蹤與追蹤及其實現、RFID圖式時序模型、生產數據庫與生產物流的提質增效； 第7章以3C制造、能源化工領域為例介紹工業(yè)物聯網技術在行業(yè)中的應用。
本書由尹周平、陶波、張潔、陶飛、黃國全、江平宇、明新國、鮑勁松、屈挺、付穎斌、張先燏等工業(yè)物聯網領域一線從業(yè)專家聯合編著。其中，第1章和第2章由尹周平、陶波為主編寫； 第3章由張潔、鮑勁松編寫； 第4章由陶飛編寫； 第5章由黃國全、屈挺編寫； 第6章由江平宇、付穎斌編寫； 第7章由明新國、張先燏編寫。值得指出的是，本書編寫過程中注重結合了各位作者在工程實踐中的經驗，并吸納了大量行業(yè)內專家學者的研究成果。在此，向有關作者和專家表示感謝，并對未能注明出處的資料的原作者表示歉意。本書的出版得到了國家出版基金的資助和清華大學出版社的大力支持和幫助。
本書內容涉及多個學科前沿，屬于典型的學科交叉融合，覆蓋面廣。由于作者學識有限，書中難免存在疏漏與不妥之處，懇請廣大同行、讀者給予批評指正。
作者
2021年9月
尹周平，男，1972年9月出生�，F任華中科技大學機械科學與工程學院副院長、教授、博士生導師，*長江學者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，數字制造裝備與技術國家重點實驗室副主任。2000年在華中科技大學獲工學博士學位，博士論文獲2003年全國優(yōu)秀博士論文獎；2002年博后出站擔任副教授；2004年破格晉升教授；2005年被聘為博士生導師、校特聘教授；2006年獲國家杰出青年基金資助；2009年受聘*長江學者特聘教授；2013年入選科技部中青年科技創(chuàng)新領軍人才；2014年獲何梁何利青年創(chuàng)新獎。兼任湖北省人工智能學會理事長，中國人工智能學會智能機器人專業(yè)委員會委員、智能制造專業(yè)委員會委員，中國機械工程學會高級會員，ASME/IEEE會員，國家自然科學基金機械學科評審專家，973/863計劃同行評議專家等；《Frontiers of Mechanical Engineering》編委、《振動、測試與診斷》編委、《IEEE Trans. On Mechatronics》 Guest Editor, 《IEEE Trans. On Robotics & Automation》、《Computer-aided D
第1章工業(yè)物聯網的概念和體系架構00
1.1引言00
1.2工業(yè)物聯網的體系架構00
1.2.1感知層00
1.2.2現場管理層00
1.2.3網絡層00
1.2.4應用層00
1.3工業(yè)物聯網的關鍵技術00
1.3.1信息感知技術00
1.3.2網絡通信技術00
1.3.3信息處理技術00
1.3.4安全管理技術00
1.4工業(yè)物聯網的相關標準00
1.4.1工業(yè)物聯網標準的現狀00
1.4.2工業(yè)物聯網標準的比較00
1.4.3工業(yè)物聯網標準的應用0
1.5本章小結0
參考文獻0
第2章工業(yè)現場智能感知技術0
2.1RFID感知技術0
2.1.1RFID技術概述0
2.1.2RFID系統組成0
2.1.3RFID感知識別技術0
2.1.4RFID定位導航技術0
2.2工業(yè)視覺技術0
2.2.1視覺系統0
2.2.2視覺標定0
2.2.3視覺定位0
2.2.4視覺檢測0
2.2.5視覺識別0
2.3多維力/位置感知0
2.3.1電子皮膚技術0
2.3.2電子皮膚測量性能0
2.3.3電子皮膚的挑戰(zhàn)與研究趨勢0
2.4本章小結0
參考文獻0
第3章面向工業(yè)互聯網的互聯互通技術0
3.1面向工業(yè)互聯網的互聯互通體系框架0
3.1.1互聯互通參考模型0
3.1.2互聯互通數據交換體系0
3.2面向工業(yè)互聯網的通信技術0
3.2.1工業(yè)互聯網通信技術概述0
3.2.2傳統的工業(yè)互聯網通信技術0
3.2.3新一代通信技術0
3.3工業(yè)互聯網的開放接口技術0
3.3.1PLC open0
3.3.2OPC UA0
3.3.3MTConnect技術
3.3.4MQTT技術
3.4工業(yè)互聯網車間控制技術
3.4.1DNC控制技術
3.4.2DCS控制技術
3.4.3M2M控制技術
3.4.4基于工業(yè)大數據的車間控制技術
3.5工業(yè)互聯網安全體系
3.5.1工業(yè)互聯網安全防護范圍
3.5.2工業(yè)互聯網安全防護措施
3.5.3基于區(qū)塊鏈的工業(yè)互聯網安全方法
參考文獻
第4章工業(yè)大數據集成與融合技術
4.1基于CPS的工業(yè)大數據集成技術
4.1.1CPS的概念及其體系架構
4.1.2基于CPS的制造集成系統
4.1.3基于CPS的大數據集成技術
4.2基于云平臺的工業(yè)大數據集成技術
4.2.1面向制造的工業(yè)智能云平臺組成與架構
4.2.2基于云平臺的產品全生命周期數據集成、存儲與處理
4.3基于服務的工業(yè)大數據集成與融合技術
4.3.1制造服務的概念
4.3.2從數據到服務
4.3.3服務全生命周期管理
4.3.4面向服務的工業(yè)大數據集成與融合
4.3.5基于服務的工業(yè)大數據應用
4.4基于數字孿生技術的信息物理大數據融合技術
4.4.1數字孿生的概念及組成
4.4.2數字孿生技術在制造中的應用
4.4.3基于數字孿生技術的信息物理數據融合
4.5本章小結
參考文獻
第5章基于工業(yè)物聯網的智能決策
5.1基于工業(yè)物聯網的實時信息架構
5.2基于工業(yè)物聯網的智能決策系統
5.2.1智能決策單元
5.2.2智能決策階段
5.2.3智能決策機制
5.3基于工業(yè)物聯網的智能決策應用
5.3.1面向單元管控的智能決策應用
5.3.2面向系統聯動的智能決策應用
參考文獻
第6章RFID驅動的企業(yè)生產物流跟蹤與追蹤
6.1生產物流的跟蹤與追蹤
6.1.1生產物流及其質量與效率問題
6.1.2生產庫存及其物流關系
6.1.3生產物流跟蹤與追蹤的分類
6.2事件狀態(tài)位置RFID圖式時序模型
6.2.1生產現場的RFID標簽識別模式
6.2.2事件狀態(tài)位置RFID圖式時序元模型
6.2.3基于元模型的生產物流監(jiān)控建模
6.3生產數據庫與生產物流的提質增效
6.3.1基于RFID的生產物流數據采集
6.3.2智能工件、產品及其與質量屬性關聯
6.3.3制造數據庫及其RFID關聯數據的處理
6.3.4依托RFID的工序物流改善
6.3.5生產物流的質量網絡構建
6.4生產物流的跟蹤與追蹤實現
6.4.1工序物流跟蹤與追蹤
6.4.2車間級生產物流的跟蹤與追蹤
6.4.3企業(yè)及外協供應鏈的生產物流跟蹤與追蹤
參考文獻
第7章工業(yè)物聯網技術行業(yè)應用
7.13C制造領域應用
7.1.1企業(yè)物聯網應用現狀及瓶頸
7.1.2企業(yè)物聯網應用總體架構
7.1.3物聯網應用層次結構
7.1.4關鍵核心技術
7.1.5效益分析
7.2能源化工領域應用
7.2.1企業(yè)物聯網應用現狀及瓶頸
7.2.2企業(yè)物聯網應用總體架構
7.2.3物聯網應用層次結構
7.2.4關鍵核心技術
7.2.5效益分析
參考文獻
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