工业互联网核心引擎原理与实现 2020.pdf
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1、版权信息C O P Y R I G H T书名:业互联核引擎原理与实现作者:深圳市智物联络有限公司出版社:电业出版社出版时间:2020年9ISBN:9787121388583字数:310.75千字版权:电业出版社有限公司版权所有侵权必究内容简介业互联是业升级转型的重要路径,也是“新基建”的代表之,国家分重视,出台了若指导件、补贴政策等加以引导和扶持。但是,由于缺乏底层法论和通引擎具,业互联迄今尚未实现爆发式的增。深圳市智物联络有限公司在这进了期探索,基于“多源异构数据映射”的法论研发出了业互联核引擎MixIOT,并进步将其产品化,已经量应于不同种设备和不同产场景的业互联项。本书从技术原理上对M
2、ixIOT 体系进了深浅出的阐释,有助于从业者加深对业互联业的理解,提供发展向的重要选择;也能够作为业互联爱好者的读物,或者校业互联相关课程的教科书,从个独特的切点了解业发展的前沿。本书编委会主编:吴刚国承斌编委:汤国王猛顾晖深圳市智物联络有限公司推荐序1此书的主要作者之国承斌是我校的优秀校友,他的团队深圳市智物联络有限公司(以下简称智物联)直扎根于复杂的业业,对于业物联有常深刻的认知和实践经验积累。这本书是他们多年研究和实践成果的结晶,阐述了种有效的特解决案,为业互联提供了种通法论和通引擎,开拓了条很有价值的道路。业互联的本质和核是通过业互联平台把设备、产线、供应商、产品和客紧密地连接起来,
3、可以帮助制造业拉产业链,形成跨设备、跨系统、跨区、跨地区的互联互通,从提效率,推动整个制造服务体系智能化。这也被认为是继蒸汽、电、信息技术之后的第四次业命。我国对于这趋势也做出了积极的回应,2018年7,信部印发了业互联平台建设及推指南和业互联平台评价法。2019年118,信部印发了业互联络建设及推指南。次新的变正在酝酿,新的庞市场正在形成。在这个循序渐进的发展过程中,以国承斌校友为主要创始的智物联直在持续努,在2017年形成了“多源异构数据映射”的底层法论,并在这法论的基础上开发了业互联核引擎MixIOT。它能够为各种物联场景和解决案提供致的基础底层平台,具有跨平台、跨领域、业级、开放性、可
4、独部署等特点,既持云部署,也持业现场部署,并且已经实现了产品化,最终形成了“如来略云(RolaCloud)”和“如来略柜(RolaCab)”两解决案产品。作为校友,国承斌也直关注着矿业业“智慧矿”的建设,致于推进智物联的技术成果在“智慧矿”领域的应。前,基于MixIOT 体系的“智慧矿”应平台已初具雏形,在我校与智物联联合举办的“国际智慧矿创新论坛”上也有详细和清晰的阐述。在当下,以业互联为重要标志的“新基建”正成为热话题。前智物联正在多整合资源、泛建合作关系,希望这本书成为常有效的沟通媒介。它的出版论是对业互联的从业者,还是对政府、学校、企业都常具有价值,对于现今的业互联发展,也适逢其时。梁
5、冰辽宁程技术学校推荐序2业互联的未来要有中国声180年前的英国是创新者的乐。业命时期资本家建了流线让们明标准和流程的好处;英国纺织业量使蒸汽机和纺织机,使类对机器和能源有了新认识;英国海军征服世界,让他们懂得海图准确测绘和炮弹着点计算的极端重要;艺术和科学研究成为社会时尚,艺术家和科学家进伦敦社交圈。当这切都做好准备时,伟的创新者就到了历史前。1837年,英国数学家巴奇为了计算对数,参考提花织布机原理设计了台机械计算机器,但关注。当个叫埃达1的看到后,得出了个更为令兴奋的想法:这种机器不仅可以处理数字,还可以处理任何能符号表的事项。事实上,埃达做出的贡献不但意义深远,且舞。她窥未来的能已经超过
6、了巴奇,她眼中的未来,机器会成为类想象的伙伴,这两者的结合可以编织出如雅卡尔提花样精美的图案。她对诗意科学的理解让她能够欣赏种想象中的计算机器,虽然当时的科学平法实现这种设备的建造,但是埃达认识到了它的处理能可以于任意形式的信息。因此说,埃达播下了数字时代的种,它们将在100年之后开花结果。深圳是中国创新者的乐,我的朋友国承斌先在那创业,创了深圳市智物联络有限公司(以下简称智物联),写了本书业互联核引擎原理与实现,准备在电业出版社出版,让我给他写篇序。说实在话,有点勉为其难,毕竟我不是IT 科班出,连技术爱好者都算不上。不过经历了这些年,也多多少少有些感悟,说出来些空话,就算是抛砖引了。世界观
7、。之,众妙之,听起来却是实实在在的东西。我们从被教育要三观正确,世界观当其冲,世界观出了问题,何谈成。同样,业互联的未来也需要正确的世界观引导,否则就会迷失在别的世界,成为价值链的末端。业互联是个万物联系的态,如何下去,我觉得任正先的思路很清晰,他在回答新华社记者专访时说:“我给外国公司做动员,叫他们要把研发机构搬到中国来,为什么?因为西的机械唯物论,形上学的时代要过去了,要进中国的哲学时代,也就是学。”众所周知,学是种思辨性很强的哲学,其中的“有、本末、体、意、多、动静、然与名教”等系列具有思辨性质的概念,虽然抽象,但其蕴含不少逻辑关系。王阳明在尊经阁记书中提出,间万物都放在易书诗礼乐春秋六
8、个盒,明即天理,致良知。如果把智物联对“对象”认知的核理念和其进对标,发现“事件,动静,开关,警告,控制”分类式竟然如此致,这就叫三观相同吧。不过智物联的世界观,是进化的学,通过多源异构数据映射的算法占优,对“对象”关联数据进分析,可以推测出事物的全貌,包括事物发展的起始到终结的过程,很了不起。其实,对世界的认识和任何次技术命,背后都是类智慧的跃,离不开作为智慧源泉的哲学的引领。法论。法论就是关于们认识世界、改造世界的法的理论。国承斌先从华为出来,深谙华为之道。他在书中敏锐地指出,现阶段互联业流的“垂直领域做深做透”的表层思维,永远不会成就Oracle 这样伟的公司。温故知新,Linux 发明
9、者林纳斯托尔兹今年也50岁了,他跟我般,是个说瑞典语的芬兰。1991年,他凭之,了件事,今影响亿的活。托尔兹认为知识是家共同创造的,任何都权单独占有,任何垄断专利在他眼都是邪恶。1991年,他的Linux 应运,代表着络时代新形式的开放知识产权形态,从根基上颠覆了封闭式以软件产权为核的传统商业模式。如果有时间,可以看看TED 对托尔兹的采访,他其实是个很趣的理男,整场磕磕巴巴。“我不是个仰望星空的,我低头看路只想填好前的个坑,别让掉下去。”这话说的倒挺实在。回头看智物联的法论,与伟的Linux 和伟的华为何其相似!战略规划。国承斌先是个很有思想的,也很朴实。他领导的智物联提出了“部带着具下乡去
10、解决问题”的思路,以及“五个包”理论,让眼前亮。在这本书,智物联还把系列创新产品的孩介绍给家。帮助了解决定“雇”新产品的因果关系。如果规划策略正是从“标”着的,那么读者在市场竞争中就不需要碰运了。事实上,“碰运”正是很多公司的做法:它们意间设计了粗制滥造的产品创新流程,花了许多时间和钱,从量的数据中编辑整理出模型,却法预测未来。阅读此书,读者将以全新的视观察世界,关注不同的竞争对、不同的优先要务。我出的那年,发了三件事。个是登,个是把可编程的计算机放在微处理器芯上,个是阿帕。每件事情都酝酿了年。半个世纪后的今天,这三件事都在影响着类,科学家就是这么灵光现,念,画,却孕育出今天所不在的络时代。茨
11、维格在类群星闪耀时书中写道:个类群星闪耀时刻出现以前,必然会有漫的岁谓地流逝去,在这种关键的时刻,那些平时慢慢悠悠顺序发和并列发的事,都压缩在这样个决定切的短暂时刻表现出来。2020年,如果能静下来读这本书,也许个决定会带来个变化。野百合也有春天,谁说业互联的未来没有中国的声!冷 男中央军委后勤保障部某中环境监测和设备检验室主任、级程师1埃达,著名诗拜伦的,被认为是世界上第位计算机程序员。美国国防部将其研制的级向对象编程语命名为“埃达”(Ada)。前“业互联”的概念最早由美国提出,主要是指通过互联将、数据、智能资产和业设备连接起来,结合软件和数据分析,以提升产和效率,改变传统业的貌。其后,世界
12、各主要业国家纷纷以各种式,表达了推动新代信息技术和制造业的深度融合,加快制造业数字化、络化、平台化、智能化转型的愿景。这也被认为是继蒸汽、电、信息技术之后的第四次业命。我国对于这趋势也做出了的回应,从国家到地,出台了与之有关的系列指导意、配套案、扶持政策,个规模万亿级、持续数年的变、市场正在形成。2020年伊始,突如其来的新冠肺炎疫情蔓延全球,严格的防控措施对产活造成了前所未有的影响。然,在危机中往往可以看到未来的前景。法出,远程运维解决现场问题;缺少,智能调度节省成本;员不能聚集,间、智慧显。产数据流转于云端,制造流程协同于形,对于那些提前接受并尝试业互联的企业来说,疫情之下的复复产相对于传
13、统企业更加效、有序和低成本。因此,国家对于包括业互联在内的“新型基础设施建设”的重视程度再次提升,多次层会议强调加扶持度,加快“新基建”发展。经过此次疫情,中国企业上“云”、拥抱数字化的进程将进步加速,全社会对于业互联的关注与热情也将达到个新的度。尽管业互联的概念和前景已经深,但是迄今为,由于业缺乏底层法论和通引擎具,业整体还没有产爆发式的增。深圳市智物联络有限公司(以下简称智物联)在这进了期探索,基于“多源异构数据映射”的法论研发出了业互联核引擎MixIOT,并进步将其产品化,已经量应于不同种类设备和不同产场景的业互联项。在业领域中,有限多个业,限多种设备,设备与设备之间通常再组合形成定的有
14、机配合,这种再组合也有限多种。这么多限合并在起,部分不太相信这个业还可以有通法论和通引擎,更何况业对安全性、可靠性、稳定性有着极的要求。为此,智物联专写了这本书来解释我们从技术上是怎么做到的。特别需要说明的是,“业互联”和“业物联”这两个提法在现实中尚未有特别清晰的界定,经常混。在智物联看来,“互联”涵盖的范围更,“物联”则更加基础,因此,在本书中,涉及产业整体发展部分,使的是“业互联”,对于MixIOT 体系的具体解读,则更多使“业物联”的提法。由此产的不便,敬请读者谅解。本书共分七个部分。第部分为产业背景篇,从智物联在业务实践中形成的观点出发,帮助读者宏观地理解“多源异构数据映射”法论和M
15、ixIOT 体系在产业发展中的意义。第部分为基本概念篇,阐释了MixIOT 体系中的些基本概念,这些概念从本质上让MixIOT 体系与众不同。第三部分为数据来源篇,解释了MixIOT 体系如何对不同形式的数据来源进统的规范化处理。第四部分为扩展组件篇,介绍了MixIOT 体系中常的些组件,它们让MixIOT 体系得以满业互联项的常规所需。第五部分为分析与算法篇,将MixIOT 体系独有的数据分析具展现出来,这是MixIOT 体系打破数学与业壁垒的成果。第六部分为Fidis 应平台篇,简要地介绍了MixIOT 体系的应层,这也是个能够进次开发的框架,是能够实现业互联产业整体繁荣的关键。第七部分为
16、产品与项篇,对MixIOT 体系的产品化和在具体项实施中的应进了说明。智物联将陆续出版“业互联研究”系列书籍,本书是此系列的第本,主要讲解业互联核引擎的基本概念和原理,内容全、深浅出、循序渐进、通俗易懂,有助于从业者加深对业互联业的理解,提供发展向的重要选择;也能够作为业互联爱好者的读物,或者校业互联相关课程的教科书,从个独特的切点了解业发展的前沿。该系列的业互联数据分析与算法基础业互联核引擎要点与进阶业互联项实践与典型案例等书也将在今年陆续出版,希望帮助读者由浅到深地理解和掌握MixIOT 体系。敬请期待。著者英术语速查表续表续表第部分产业背景篇时代赋予了业互联发展的机遇和动,但也对从业者提
17、出了更多的问题。智物联在业务实践中形成了对产业发展的些观点,正是这些观点决定了智物联的技术路线、研发向和产品形态。本部分从产业发展规律、项成熟度模型、业格局和机会、顶层规划个对智物联的观点进了总结,有助于读者从宏观上认识业互联这个产业,以及“多源异构数据映射”法论和MixIOT 体系对业互联的意义。第1章从产业规律看业互联的发展记得2000年,我还在上学,学校位师拿到个MIS(Management Information System)开发的项,项额800万元,作为学的我们,觉得师真厉害,项额真。从那时起直到现在,中国的管理信息化经历了快速发展的20年,经历了从萌芽到乎全业、全领域、全覆盖的过
18、程,产了从MIS 到MRP、ERP、CRM、MES 等各种各样的管理信息化系统,连街边的卖部也在电脑管理的意了。20年来,中国做管理软件的公司呈井喷式涌现,公司、公司都有,各种业、各个领域都有,软件业从业员的90%以上都是做各种各样的管理软件的。这些公司,这些软件程师,都有个共同的特点,就是离开关系数据库乎就不会写程序了。管理信息化路径参图1-1。图1-1管理信息化路径部分做管理信息化的软件公司,为了能够迅速在市场上形成竞争,通常要么横向在个业内做项,要么纵向在个领域内做项,更常的是在横向和纵向的个交叉点上做项,也就是家讲的“垂直领域做深做透”。这是最容易出成绩的种做法,但这种做法也只能直停留
19、在表层的应上。所以,虽然我们经历了管理信息化这20年的快速发展,但最终成就的却是Oracle 这样的伟公司,在国内乎没有公认的伟软件公司出现。下,我们看看产业放器模型,参图1-2。图1-2产业放器模型从上述对管理信息化的论述中,我们可以总结出业发展的个“倒字塔”模型。个业的快速发展,通常都是因为有个“法论”,然后有少数公司基于这个法论做出“软件具”,更多的公司基于这个软件具,去做基于场景匹配的各种“场景应”。在管理信息化这个领域,“关系数据库”是法论,“Oracle”“MySQL”等是基于关系数据库法论的实现具,CRM、ERP 等各种各样的管理软件是基于场景匹配的“场景应软件”,这些场景应软件
20、定会到某个关系数据库的具软件。我们再看看这年较的AI(智能)业。乎从2018年下半年开始,各种基于AI 的产品快速得到商,铁站、机场、酒店、银等都上线了脸识别系统;停场、速公路等都上线了牌识别系统。为什么在不到两年时间内各种AI 产品迅速普及,做AI的公司也越来越多,两三年前却乎没有类似的产品和从业公司呢?这是因为近两三年间,以Google 的Tensorflow 为代表的AI 引擎成熟了(2016年AlphaGo 战李世是其标志性的起点)。在AI 这个例中,“卷积神经络”是法论,“Tensorflow”是具,各种脸识别、牌识别等软件和设备应是“场景匹配”。在安卓(Android)成熟后的移动
21、终端硬件(包括机、学习机等)领域也是同样的情景。并不是每个领域开始就形成了这种稳定的倒三结构的。任何领域的发展基本上都是先有“场景应”,然后逐步总结形成法论和基于法论的具,再到具成熟,有个过程。但是旦法论和具成熟,并被业界所认可,这个业领域才会有真正的爆发式成,期形成的场景匹配的市场格局也会重新洗牌。业互联是业升级转型的个重要路径和抓,从2017年开始,国家在政策和资层,对业互联都加引导和投。到前为,还是个的“堰塞湖”状态,整个业并没有“快速且有价值”的发展。我们认为主要原因是这个业还没有形成统的“法论”和“具”,相当于还处在机的“功能机”时代,没有进“智能机”阶段。智物联完善并开发的“多源异
22、构数据映射”法论和“MixIOT”具,就是业互联领域的通法论和具,是智慧业核引擎。业升级转型路径参图1-3。图1-3业升级转型路径智物联正在建包括销售合作伙伴、解决案合作伙伴在内的态体系,励合作伙伴基于智物联软硬件产品进次开发,打造的业互联案、产品和品牌。在业互联领域,智物联是个完全不样的存在,智物联的定位、路径、标都与国内该领域内的其他企业完全不同。智物联的MixIOT 被业界泛认同,将更加有利于这个业的快速发展。第2章业互联项成熟度模型初探业互联项成熟度模型的建有助于厘清客实际需求,明确项实施重点,合理分配项实施时间,建项评价体系,并能够进步指明业互联发展的向和路径。智物联在以前发表的章中
23、曾经提出过业互联发展的不同阶段,以及对业互联数据不同层次的运,在此基础上,可以初步建起智物联业互联项的成熟度模型,根据不同的标准和要求确定具体项所达到的层级,以此对交付的项进评估。以对数据的使为主线,按成熟度由低到,该模型可以分为五个层级,参图2-1。图2-1业互联项成熟度模型L1:数据采集层数据采集是业互联的基础,也是业互联项的起点。这层级的项成熟度评估内容包括:业设备数据能否成功采集;什么样式进采集;能否突破业设备多样化的桎梏形成可重复的、操作性强的采集流程;能否以统的标准容纳不同来源的数据等。其中最重要的是两个问题。是业设备的数据化,就是针对不同的设备、不同的项确定采集什么样的数据和具体
24、的采集法。MixIOT 体系在般的设备数据化上更进步,将“设备”的概念发展为“对象”,个“对象”可以是台设备,也可以是条产线、个间、个,甚是多个的产业集群。这就拓宽了业数据的含义,提了业设备数据化的灵活性。是数据采集的标准化。业数据具有多源异构、多种业协议共存、实时性、融合性等特点,并且各种业协议彼此之间多不兼容、不开放,缺乏统的数据采集标准。基于“多源异构数据映射”的法论,MixIOT 体系已经建了完整的数据采集标准体系,可编程适配器Aprus、边缘计算控制器Apieco 等数据采集终端也已经能够持市上多数业协议。此外,MixIOT 体系还有离线数据库、栈机等组件可以将离线数据、第三数据采集
25、终端采集的数据纳MixIOT 的标准体系中。L2:组织处理层数据采集上来之后需要进存储部署,但存储本并不是重点,论是站式部署,还是私有化部署,论是云部署,还是本地机柜部署,本质上只是数据存储的地不同已,关键在于存储组织的式。是把数据不作区分地堆到起,还是进定抽象处理后有序地保存,这决定了后续对数据应的科学性和有效性。因此,这层级的项成熟度评估内容包括:数据的保存是否有序;数据的检索是否效;数据之间的关联关系是否清晰;数据的调取是否简便等。数据处理这个环节,很容易被忽略,绝多数物联服务商并不明数据处理是怎么回事,更不知道如何去做好数据处理,只能把从采集到存储过程中取得的数据直接加以应,结果展现出
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