前言
第1章　制造業(yè)中的控制與計算發(fā)展概貌　1
1.1　綜述　1
1.1.1　四次工業(yè)革命時期的制造自動化　1
1.1.2　與制造業(yè)相關(guān)的控制理論的發(fā)展進程　3
1.1.3　制造業(yè)控制和計算多級分層架構(gòu)的發(fā)展進程　4
1.2　流程工業(yè)和離散制造業(yè)的自動化發(fā)展進程　8
1.2.1　流程工業(yè)的自動化發(fā)展進程　8
1.2.2　離散制造業(yè)的自動化發(fā)展進程　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)與邊緣計算發(fā)展現(xiàn)狀　16
2.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算　16
2.1.1　邊緣計算　16
2.1.2　工業(yè)環(huán)境下的邊緣計算　17
2.1.3　工業(yè)邊緣的兩個視角　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)下邊緣計算體系架構(gòu)　39
3.1　工業(yè)邊緣計算體系架構(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 邊緣計算下的軟件新需求　42
3.1.3　微服務架構(gòu)與工業(yè)邊緣計算　43
3.2　工業(yè)軟件新形態(tài)——工業(yè)App與工業(yè)應用市場　46
3.2.1　工業(yè)邊緣應用新模式　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　輕量級容器化工業(yè)邊緣微服務應用的運行環(huán)境　52
3.3　工業(yè)邊緣計算標準化進程　53
3.3.1　IEEE P2805.1邊緣計算節(jié)點自我管理協(xié)議　55
3.3.2　IEEE P2805.2邊緣計算節(jié)點數(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)作機器學習協(xié)議　56
第4章　工業(yè)邊緣計算關(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)和先進物理層　65
4.1.3　OPC UA TSN　76
4.1.4　數(shù)據(jù)分發(fā)服務　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)實踐概述　132
4.2.5　PLCopen關(guān)于AAS開發(fā)的進展　142
4.3　工業(yè)邊緣計算建模語言IEC 61499　145
4.3.1　IEC 61499功能塊標準簡介　145
4.3.2　IEC 61499與IEC 61131-3的區(qū)別　151
4.3.3　IEC 61499應用前景　153
4.4　工業(yè)邊緣計算與機器學習　154
第5章　工業(yè)邊緣計算潛在應用場景　157
5.1　參數(shù)尋優(yōu)　157
5.2　熱備份冗余　159
5.3　預測性維護　161
5.3.1　預測性維護的發(fā)展　161
5.3.2　預測性維護的場景　163
5.3.3　預測性維護的方法　165
5.3.4　預測性維護的實現(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)字孿生應用場景分析　185
結(jié)語　190