李駿，南京理工大學教授，博士生導師，國家特聘青年專家，工業和信息化部工業互聯網項目首席科學家，江蘇特聘教授。長期致力於通信、計算融合的分布式人工智能架構、網絡多智能體博弈與優化等領域，取得了繫統性的創新研究成果。在美國國家科學院院刊（PNAS）、IEEE繫列權威期刊上發表論文180餘篇，曾獲IEEE信號處理學會*佳論文獎。以第一發明人發表專利，獲美國、中國、日本、韓國等多國授權，並提交國際標準化組織。擔任IEEE智能制造標準委員會/技術咨詢委員會委員、IEEE Transactions on Wireless Communications副編輯、中國電子學會高級會員、工業互聯網標識戰略推進專家委員會委員、中國信息通信研究院5G產業應用方陣專家。朱洪波，教授，博士生導師，南京郵電大學原副校長、物聯網研究院院長，國務院政府特殊津貼獲得者，江蘇省高校優秀科技創新團隊帶頭人，首屆江蘇省創新爭先團隊帶頭人，國際電信聯盟無線電通信局(ITU-R)第三研究組(SG3)副主席，國際電信聯盟150周年“持續傑出貢獻獎”獲得者，中國電子學會常務理事、會士、通信分會主任、物聯網專家委員會副主任、組織工作委員會副主任，中國通信學會常務理事、會士、物聯網委員會主任、學術工作委員會副主任，*科技委信息學部委員，《物聯網學報》執行主編，國家重點研發計劃“物聯網與智慧城市”重點專項專家委員會委員，*泛在網絡健康服務繫統工程研究中心主任，國家無線通信技術協同創新中心分中心主任，江蘇省無線通信重點實驗室主任，江蘇省物聯網技術與應用協同創新中心主任。黃罡，北京大學教授，博士生導師，北京大學人工智能研究院副院長，北京大數據先進技術研究院首席科學家。長期從事繫統軟件領域工作，研制的自適應軟件技術與繫統在雲計算、大數據和數聯網等領域得到廣泛應用。發表學術論文100餘篇，獲國際期刊/會議優秀論文榮譽10餘次。曾獲國家技術發明獎一等獎和二等獎、國家自然科學獎二等獎、國家傑出青年科學基金、國家“萬人計劃”科技創新領軍人纔、中國青年科技獎、全國優秀博士學位論文、中國計算機學會青年科學家獎、科學探索獎等榮譽。管海兵，上海交通大學特聘教授、CERNET上海核心節點主任，上海市可擴展計算與繫統重點實驗室主任，曾獲得國家傑出青年科學基金、長江學者特聘教授、國家“萬人計劃”科技創新領軍人纔等。主要學術研究方向是雲計算、大數據和繫統軟件。先後主持了近10項重大/重點科研任務，在雲計算和大數據領域取得了一繫列重要進展，曾獲國家科學技術進步獎二等獎、*科學技術進步獎一等獎、*/上海市技術發明獎一等獎。

第1章工業互聯網發展概述/1

1.1工業互聯網的發展背景/1

1.1.1工業互聯網的意義/1

1.1.2工業互聯網產業的全球發展/1

1.1.3中國工業互聯網產業的進展與應用趨勢/3

1.2工業互聯網的內涵與本質/11

1.2.1工業互聯網的定義/11

1.2.2工業互聯網的內涵/12

1.2.3工業互聯網的主要特點/13

1.2.4工業互聯網的主流體繫架構/16

1.3工業互聯網平臺/25

1.3.1工業互聯網平臺概述/25

1.3.2工業互聯網平臺的技術體繫/28

1.3.3工業互聯網平臺的產業生態和應用場景/32

1.3.4典型工業互聯網平臺介紹/38

1.4工業互聯網未來展望/45

1.4.1工業互聯網發展趨勢/45

1.4.2工業區塊鏈為工業互聯網發展帶來新機遇/49

1.4.3工業互聯網發展面臨的問題/51

1.4.4工業互聯網進一步發展建議/53

1.4.5工業數聯網：下一代工業互聯網/56

本章參考文獻/58

第2章基於5G技術的工業無線網絡/62

2.15G技術概述/62

2.1.15G商業發展/62

2.1.25G 工業互聯網/65

2.25G空口關鍵技術/67

2.2.1無線傳輸技術/68

2.2.2無線接入技術/74

2.35G網絡架構/79

2.3.15G網絡整體架構/79

2.3.2超密集無線異構網絡/82

2.45G網絡虛擬化技術/88

2.4.1NFV技術與SDN技術/88

2.4.25G網絡切片整體架構/93

2.4.3端到端網絡切片技術要求/94

2.5面向典型行業的5G專網部署實施/98

2.5.15G企業專網概述/98

2.5.25G專網方案/100

2.5.35G專網安全/102

本章參考文獻/105

5G工業互聯網體繫：核心技術、平臺架構與行業應用目錄第3章工業區塊鏈架構與智能合約引擎繫統/109

3.1區塊鏈技術/109

3.1.1區塊鏈的整體架構/110

3.1.2基於區塊鏈的智能合約/120

3.1.3區塊鏈技術的應用/125

3.2面向工業場景的區塊鏈架構設計/127

3.2.1工業場景與特點/127

3.2.2可信圖式賬本/130

3.2.3智能合約引擎/133

3.2.4訪問控制技術/141

3.3工業區塊鏈技術應用方法/155

3.3.1基於工業區塊鏈的設備管理/155

3.3.2基於工業區塊鏈的產業鏈協同/158

3.3.3基於工業區塊鏈的標識解析體繫/160

3.3.4區塊鏈與隱私計算融合的工業安全多方計算/164

3.4工業區塊鏈技術展望/166

本章參考文獻/167

第4章面向工業大數據的智能架構與技術/170

4.1概述/170

4.1.1工業大數據發展背景/170

4.1.2工業大數據的內涵/170

4.1.3工業大數據的應用價值/171

4.2雲邊協同與大數據智能融合技術/171

4.2.1工業大數據智能架構/171

4.2.2工業大數據智能處理與融合分析/177

4.2.3工業數據安全隱私與流通管理/190

4.3工業大數據智能應用/204

4.3.1數據驅動研發能力提升/204

4.3.2數據促進設備故障智能分析/205

4.3.3數據助力網絡化協同制造/206

4.3.4數據支持智能化服務/206

4.3.5數據支撐個性化定制/207

4.3.6工業大數據智能應用案例/207

4.4工業大數據與智能技術展望/210

4.4.1當前發展面臨的挑戰/210

4.4.2未來發展展望/211

本章參考文獻/213

第5章企業級工業邊緣雲管理平臺/216

5.1工業邊緣雲管理平臺功能架構/216

5.1.1工業邊緣雲管理平臺接入層/217

5.1.2工業邊緣雲管理平臺彙聚層/222

5.1.3工業邊緣雲管理平臺資源管理層/227

5.1.4工業邊緣雲管理平臺企業應用層/232

5.2工業邊緣雲管理平臺關鍵技術/233

5.2.1平臺接入層關鍵技術/234

5.2.2平臺彙聚層關鍵技術/244

5.2.3平臺資源管理層和企業應用層關鍵技術/249

5.3工業邊緣雲管理平臺軟件技術架構與實現/260

5.3.1工業邊緣雲管理平臺的軟件技術架構/260

5.3.2工業邊緣雲管理平臺的軟件實現/261

5.4未來挑戰與展望/271

5.4.1未來工業網絡的發展趨勢/271

5.4.2工業邊緣雲管理平臺的發展方向/272

5.4.3邊緣雲應用的未來技術挑戰與展望/274

本章參考文獻/275

第6章產業級工業互聯網公共服務平臺/279

6.1工業互聯網公共服務平臺功能架構/279

6.1.1工業互聯網公共服務平臺基礎支撐層/280

6.1.2工業互聯網公共服務平臺核心功能層/283

6.1.3工業互聯網公共服務平臺交互服務層/288

6.2工業互聯網公共服務平臺關鍵技術/289

6.2.1以模型為核心的工業應用構建技術/289

6.2.2基於雲原生的雲邊協同軟件技術架構/293

6.3工業互聯網公共服務平臺軟件技術架構與實現/299

6.3.1工業互聯網公共服務平臺的軟件技術架構/300

6.3.2工業互聯網公共服務平臺的軟件實現/300

6.4未來挑戰與展望/313

6.4.1基於跨鏈機制和標識解析體繫的工業聯盟鏈

多鏈體繫架構/313

6.4.2面向產業集群協同智能的工業資源可信流通平臺/314

6.4.3工業軟件低代碼快速開發服務/315

本章參考文獻/316

第7章典型行業解決方案與應用案例/318

7.1智慧倉儲/318

7.1.1行業背景/318

7.1.2痛點/320

7.1.3解決方案/321

7.1.4應用成效/325

7.2智慧能源/326

7.2.1行業背景/326

7.2.2痛點/328

7.2.3解決方案/329

7.2.4應用成效/337

7.3設備智能運維/338

7.3.1行業背景/338

7.3.2痛點/339

7.3.3解決方案/340

7.3.4應用成效/348

本章參考文獻/350 

近年來，在企業數字化轉型的大背景下，我國工業互聯網技術發展迅速，有力提升了產業融合創新水平，加快了制造業數字化轉型步伐，推動了實體經濟高質量發展。在制造業、電力能源行業等重要領域，工業互聯網已充分發揮其產業帶動效應，為各行業企業創造了巨大價值。從工業經濟發展角度看，工業互聯網為制造強國建設提供關鍵支撐；從網絡設施發展角度看，工業互聯網是網絡強國建設的重要內容。隨著雲計算、物聯網、大數據、人工智能等信息技術與制造技術的不斷集成和創新，工業制造由數字化、網絡化向智能化發展，工業互聯網蘊藏著巨大的價值。許多企業意識到必須將新興技術的應用作為自身長期發展戰略，加快構建工業互聯網數字中臺以及各種智能應用。不過我們仍需清醒認識到工業互聯網構建的困境，如前期的投入成本巨大，短期效益不明顯，預期商業價值難以評估。尤其對於中小企業而言，工業互聯網涉及的技術難度過大，使得眾多企業難以參與到工業互聯網的建設中。工業互聯網的發展迫切需要大批對IT和OT兩個方向均有深刻理解、擁有全局觀的復合型人纔，而這方面人纔相對稀缺，因此筆者團隊產生了寫這本書的想法，以助力該類人纔的培養。筆者團隊擁有豐富的工業互聯網平臺項目建設和工程開發經驗，先後開發了基於5G網絡的企業級工業邊緣雲管理平臺和產業級工業互聯網公共服務平臺，完成了工業互聯網整體方案架構設計和產品功能定義，並使之在多家垂直企業落地應用，實現了行業級工業大數據的可信融合分析，取得了顯著成效。本書凝結了筆者團隊多年積累的工業互聯網技術理論成果與工程項目經驗，從核心技術、平臺架構和行業應用三個維度，繫統闡述了5G工業互聯網體繫架構的建設與應用。本書主要內容包括：工業互聯網發展概述、基於5G技術的工業無線網絡、工業區塊鏈與智能合約引擎繫統、面向工業大數據的智能架構與技術、企業級工業邊緣雲管理平臺、產業級工業互聯網公共服務平臺，以及典型行業解決方案與應用案例。本書共7章。第1章介紹了工業互聯網的發展背景，闡述了工業互聯網的內涵與本質，並重點分析當前知名的大型工業互聯網平臺。第2至4章為工業互聯網核心技術篇，分別重點闡述了5G網絡、區塊鏈、人工智能等技術領域的*新進展及其在工業互聯網中的創新應用。第5至6章為雲邊協同平臺架構篇，清晰地闡述了可信工業智能平臺的功能和技術架構，深入講解了架構各個層級的技術原理、技術路線，並融合了筆者團隊多年積累的工業互聯網項目建設經驗。第7章為工業互聯網創新應用篇，重點闡述了工業互聯網關鍵技術與平臺在典型行業的創新應用案例。本書依托2020年工業和信息化部工業互聯網創新發展工程“面向典型行業的工業互聯網‘5G 邊緣計算’服務平臺”項目，旨在將該項目實施過程中的理論創新與開發成果，以技術、平臺及應用的方式展現給讀者。該項目由南京理工大學牽頭，聯合中國聯通有限公司江蘇分公司、浙江大學、中國科學院計算技術研究所、中國電子技術標準化研究院、北京中科晶上科技股份有限公司、北京計算機技術及應用研究所、中化岩土集團股份有限公司、天津新松機器人自動化股份有限公司、南京音飛儲存設備(集團)股份有限公司等高校、企業以及研究院所，旨在建立健全5G工業互聯網標準體繫，以支持典型行業開展企業內網與公共平臺的融合應用，培育相關解決方案與應用模板。5G工業互聯網體繫：核心技術、平臺架構與行業應用前言本書的出版得到了項目聯合體成員單位的大力支持，同時也得到了業內專家們的無私幫助，他們是中國聯通有限公司江蘇分公司工業互聯網事業部蔣海濤、浙江大學馮鼕芹、中國科學院計算技術研究所石晶林、中國信息通信研究院劉陽與韋莎、天津新松機器人自動化股份有限公司王金濤、南京音飛儲存設備(集團)股份有限公司金躍躍、北京中科晶上科技股份有限公司馬英矯、北京大學蔡華謙、北京大數據先進技術研究院姜海鷗、中國電子技術標準化研究院胡琳。專家們提供了許多寶貴的素材和建設性的意見，幫助筆者完善書稿內容，在此一並表示感謝。同時，也感謝南京理工大學夏鵬程、王誠、褚順風、宋菲、殷子炎、代雅嬌、張世穎等對本書的辛勤付出。“十四五”期間實行工業互聯網推廣工程，在中央和地方相關規劃、設施建設、示範試點都在有條不紊推進的同時，工業互聯網行業的廣大從業者們也在拼盡全力為平臺建設貢獻自己的力量。在眾多有利因素的刺激下，工業互聯網迎來廣闊的發展空間，即將進入百家爭鳴、百花齊放的新局面。筆者團隊願意繼續努力，為工業互聯網行業的發展貢獻更多力量。李駿朱洪波黃罡管海兵2022年10月