總序一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的全新工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和新型應(yīng)用模式。它以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺(tái)為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，通過(guò)對(duì)人、機(jī)、物全面連接，變革傳統(tǒng)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，構(gòu)建起全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈全面連接的新型工業(yè)生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，對(duì)提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平、促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合、引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)叢書(shū)是中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院與華中科技大學(xué)出版社共同發(fā)起，為服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展國(guó)家重大戰(zhàn)略，貫徹落實(shí)深化互聯(lián)網(wǎng)＋先進(jìn)制造業(yè) 第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo) 等國(guó)家政策，面向世界科技前沿、面向國(guó)家經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)和國(guó)防建設(shè)重大需求，精準(zhǔn)策劃匯集中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)的一套原創(chuàng)科技著作。叢書(shū)立足國(guó)際視野，聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際學(xué)術(shù)前沿和技術(shù)難點(diǎn)，助力我國(guó)制造業(yè)發(fā)展和高端人才培養(yǎng)，展現(xiàn)了我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前沿科技領(lǐng)域取得的自主創(chuàng)新研究成果，充分體現(xiàn)了權(quán)威性、原創(chuàng)性、先進(jìn)性、國(guó)際性、實(shí)用性等特點(diǎn)。為此，向?yàn)閰矔?shū)出版付出聰明才智和辛勤勞動(dòng)的所有科技工作人員表示崇高的敬意！中國(guó)正處在舉世矚目的經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展階段，應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)振興我國(guó)制造業(yè)天地廣闊，大有可為！叢書(shū)主要匯集高校和科研院所的科研成果及企業(yè)的工程應(yīng)用成果。熱切希望我國(guó)IT人員與企業(yè)工程技術(shù)人員密切合作，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)落地生根。期望叢書(shū)絢麗的科技之花在祖國(guó)大地上結(jié)出豐碩的工程應(yīng)用之果，為制造強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)作出新的、更大的貢獻(xiàn)。中國(guó)工程院院士中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院技術(shù)專(zhuān)家委員會(huì)主任北京化工大學(xué)教授高金吉2023年5月前言隨著以人、機(jī)、物互聯(lián)為基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速興起，作為智能制造靈魂的工業(yè)軟件覆蓋了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維以及平臺(tái)支撐等多個(gè)方面，具有領(lǐng)域機(jī)理高度相關(guān)、模型關(guān)系耦合多樣、處理過(guò)程動(dòng)態(tài)多變等特點(diǎn)，使得工業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和運(yùn)維都非常困難。從計(jì)算思維來(lái)說(shuō)，軟件構(gòu)造的核心思想是分而治之，因此在體現(xiàn)工業(yè)核心要素的分解基礎(chǔ)上各自架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，然后交互集成，是工業(yè)軟件構(gòu)造的主要技術(shù)路線(xiàn)。從工業(yè)軟件面臨的挑戰(zhàn)出發(fā)，工業(yè)軟件構(gòu)造可以分為物理世界數(shù)字化、數(shù)字要素網(wǎng)聯(lián)化、要素處理智能化、虛實(shí)交互融合化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本書(shū)從數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、集成化等方面展開(kāi)工業(yè)軟件構(gòu)造的介紹，主要思想可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：(1) 以物聯(lián)數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)模型(數(shù)字化)。工業(yè)軟件構(gòu)造時(shí)首先要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的數(shù)字化，需要構(gòu)建覆蓋人員、設(shè)備、物料、工藝、產(chǎn)品等多維度動(dòng)態(tài)的信息表征模型。(2) 以廣義互聯(lián)為計(jì)算架構(gòu)(網(wǎng)聯(lián)化)。在工業(yè)要素廣泛互聯(lián)的架構(gòu)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)人員協(xié)聯(lián)、機(jī)器互聯(lián)、物料關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多要素及其關(guān)系的映射及組織管理。(3) 以工業(yè)機(jī)理為知識(shí)核心(智能化)。利用算法、規(guī)則、模型等方式的綜合計(jì)算推理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)軟件在工業(yè)機(jī)理基礎(chǔ)上的智能高效處理。(4) 以多元協(xié)同為交互框架(集成化)。在集成多業(yè)務(wù)主體、多物聯(lián)設(shè)備、多狀態(tài)物料、可變粒度模型基礎(chǔ)上開(kāi)展集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間到物理空間的交互融合。本書(shū)從制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型出發(fā)，分析了智能互聯(lián)時(shí)代的工業(yè)軟件特點(diǎn)以及面臨的挑戰(zhàn)，面向工業(yè)軟件研發(fā)，從計(jì)算、信息、算法三個(gè)維度構(gòu)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的工業(yè)軟件構(gòu)造方法框架，并利用不同層次互操作機(jī)制實(shí)現(xiàn)交互集成，同時(shí)重點(diǎn)闡述了計(jì)算、信息、算法、集成等方面的軟件主流技術(shù)和前沿發(fā)展趨勢(shì)。本書(shū)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主流云邊端計(jì)算架構(gòu)，結(jié)合工業(yè)軟件的云服務(wù)平臺(tái)、邊緣計(jì)算系統(tǒng)以及智能應(yīng)用軟件等典型項(xiàng)目，基于開(kāi)展的航天、船舶、航空等工業(yè)軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)、異地制造、供應(yīng)鏈服務(wù)平臺(tái)等構(gòu)造實(shí)踐，闡述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下工業(yè)軟件的計(jì)算方法和構(gòu)造實(shí)踐，并討論工業(yè)軟件的開(kāi)源生態(tài)及發(fā)展途徑。本書(shū)由蔡鴻明、于晗、沈冰清、胡畔合著，其中蔡鴻明撰寫(xiě)了第1章，第2章2.1、2.2、2.3節(jié)，以及第3章；沈冰清撰寫(xiě)了第2章2.4節(jié)以及第9章；胡畔撰寫(xiě)了第4章；于晗撰寫(xiě)了第5、7章；熊熙瑞參與撰寫(xiě)第6章，王鈺霄參與撰寫(xiě)第8章8.1、8.2節(jié)，朱敏參與撰寫(xiě)第8章8.3節(jié)；姜麗紅、曾宇欣、潘子奕為本書(shū)提供了許多支持和幫助。在此衷心感謝各位參與撰寫(xiě)的老師和同學(xué)。蔡鴻明2024年2月