工业计算机网络与多媒体技术

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isbn号码:9787111061038
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  • 工业网络
  • 工业计算机
  • 多媒体技术
  • 网络技术
  • 自动化
  • 数据通信
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具体描述

数字孪生与边缘智能:下一代工业自动化蓝图 图书名称: 数字孪生与边缘智能:下一代工业自动化蓝图 作者: [此处留空,或使用虚构作者名] 内容简介: 本书深入剖析了在工业 4.0 和智能制造浪潮中,数字孪生(Digital Twin)技术与边缘计算(Edge Computing)的深度融合如何构建下一代工业自动化系统的核心框架。不同于传统的基于云端集中控制的模式,本书着眼于实时性、高可靠性与数据主权的重要性,系统阐述了如何利用跨域、多源异构数据流,在物理世界与虚拟世界之间架设起一座高保真、可操作的桥梁。 全书结构清晰,从理论基础到前沿应用,为读者提供了一个全面而实用的指导。它不仅阐述了“是什么”和“为什么”,更侧重于“如何做”和“如何优化”。 第一部分:工业数字孪生的理论基石与架构演进 本部分首先界定了工业数字孪生的概念边界,明确区分了仿真模型、模拟系统与真正的数字孪生体之间的关键差异,强调了双向实时数据流和闭环反馈机制是数字孪生体的核心特征。 我们详细探讨了数字孪生的多尺度建模方法。这包括从零部件级的微观模型(如材料应力分析、热力学模拟)到生产线级的宏观模型(如物流调度、OEE 优化)。重点介绍了基于物理信息神经网络(PINN)和混合建模的趋势,即如何将传统的基于第一性原理的物理模型与基于数据的机器学习模型高效结合,以应对复杂工业系统非线性、时变性的挑战。 随后,本书深入研究了数字孪生的生命周期管理。一个成功的数字孪生体必须伴随物理资产的整个生命周期——从概念设计、虚拟调试(Virtual Commissioning)到实时运行优化,直至最终的退役或升级。我们分析了如何利用孪生体在虚拟环境中进行“What-if”场景分析和故障预测性维护(PdM)的策略部署,显著减少物理调试时间和运营风险。 第二部分:边缘智能的崛起与工业数据治理 工业现场的数据生成速度和体量正以前所未有的速度增长,传统云架构在延迟和带宽成本上的瓶颈日益凸显。本部分聚焦于边缘计算在解决这些挑战中的关键作用。 本书系统介绍了边缘智能的层次化架构。我们详细分析了从设备层(传感器和控制器内部)、现场网关层到区域控制中心的计算能力分配策略。核心议题是如何在资源受限的边缘节点上高效部署复杂的轻量化AI模型,例如模型剪枝、量化技术在实时质量检测和异常行为识别中的应用。 数据治理是工业智能化落地的关键。本部分重点讨论了数据互操作性的标准和实践。我们对比了 OPC UA、MQTT 与 TSN(时间敏感网络)在构建高可靠、低延迟的工业通信骨干中的各自优势与集成方法。更重要的是,探讨了在边缘侧如何实现数据的隐私保护与安全隔离,特别是针对涉及知识产权和生产机密的敏感数据。 第三部分:数字孪生与边缘智能的深度融合实践 本部分是全书的技术核心,探讨了两者如何协同工作,支撑起下一代自动化系统。 首先是实时决策闭环的构建。我们将边缘智能视为数字孪生体的“感知与执行单元”。边缘节点负责捕获、清洗和初步分析实时数据,将其转化为高价值的洞察,并快速反馈给物理执行器。只有当边缘处理能力不足以解决全局优化问题时,才会通过聚合和抽象化的数据包,上传至云端进行更深层次的孪生体校准或长期趋势分析。 我们详细阐述了基于模型的预测控制(MPC)在边缘的部署。通过在边缘运行高度简化的、针对特定设备或产线的数字孪生模型,可以实现毫秒级的控制回路优化,例如对高速装配机器人的路径规划或对反应釜温度的精确调控。 其次,本书探讨了跨域协同与系统级优化。当多个生产单元通过各自的边缘智能节点连接时,如何利用轻量化的分布式孪生体进行协同调度。这包括对柔性制造系统(FMS)中的物料流和设备利用率进行全局而非局部的优化,确保系统的高吞吐量和低延迟响应能力。 第四部分:面向未来的挑战与新兴技术展望 最后,本书展望了该领域未来的发展方向。重点关注联邦学习(Federated Learning)在保护多家工厂数据主权的前提下,共同训练出更鲁棒的预测模型的方法。同时,探讨了增强现实/虚拟现实(AR/VR)技术如何通过数字孪生界面,为现场维护人员提供直观的、情境感知的操作指导,实现“所见即所得”的维护模式。 此外,本书也坦诚地讨论了当前面临的挑战,包括大规模边缘节点资源管理、跨平台模型兼容性、以及工业级软件系统的可靠性验证方法。 目标读者: 本书适合于从事工业自动化、智能制造、过程控制的工程师、系统架构师、研发人员,以及相关专业的高年级本科生和研究生。它不仅提供了理论深度,更注重指导读者将前沿技术应用于解决实际复杂的工业生产问题。阅读本书后,读者将能够掌握设计、部署和运维基于数字孪生与边缘智能的新一代工业自动化系统的核心能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的出现,简直是为我量身定做的。我一直在思考,如何在传统的工业自动化系统中融入更多现代化、信息化的元素。工业计算机网络是基础,而多媒体技术的应用,则能让工业生产变得更加“看得见”和“听得懂”。我最期待的部分是书中关于工业以太网的讲解,特别是各种工业通信协议的深入对比分析。我经常在实际工作中遇到不同品牌、不同系统的设备接入问题,如果这本书能提供关于协议兼容性、数据帧结构、以及如何在复杂的现场环境中优化网络性能的指导,那将极大地帮助我解决实际问题。而且,随着工业物联网的发展,网络安全问题也日益突出。我希望书中能够详细介绍工业网络的安全防护策略,包括防火墙的配置、访问控制、数据加密等,为构建安全的工业网络提供保障。另外,关于多媒体技术在工业领域的应用,我希望能够看到一些创新的思路和案例,比如如何利用高清视频进行远程设备诊断,如何通过音频分析来监测设备运行状态,或者如何将AR/VR技术应用于生产线的维护和培训。

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最近在研究物联网在工业领域的落地,总感觉很多现有的方案在网络稳定性和数据传输效率上存在瓶颈。这本书的出现,就像是给我打开了一扇新的大门。我特别关注其中关于工业以太网的部分,我知道这个领域有很多标准和协议,比如Modbus TCP、EtherNet/IP等等,它们之间的兼容性和性能差异很大,如果这本书能对这些协议进行深入的剖析,并给出在不同工业场景下的应用建议,那简直是太及时了。而且,我对工业网络的安全问题也十分担忧,在工业环境下,一旦网络受到攻击,后果不堪设想。书中如果能涉及工业网络的安全防护措施,比如防火墙的配置、入侵检测系统、数据加密等方面,我会觉得这本书的价值得到了极大的提升。另外,关于多媒体技术在工业场景的应用,我目前只停留在比较基础的视频监控层面,但我相信未来会有更多的可能性,比如利用AR/VR技术进行远程指导和培训,或者通过大数据分析来优化生产流程。我希望这本书能在这方面有所启发,让我看到更广阔的应用前景,并提供一些实现这些创新的技术思路。

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我拿到这本书的时候,就被它的厚重感和严谨的封面设计所吸引。我是一名在自动化生产线工作的工程师,日常工作中经常会遇到各种关于设备互联互通的问题,以及如何更直观地展示生产数据。这本书的题目,工业计算机网络与多媒体技术,正好触及了我的痛点和兴趣点。我非常期待书中能详细介绍各种工业通信协议,比如Modbus TCP、EtherNet/IP、Profinet等等,希望能了解它们在不同应用场景下的适用性,以及如何构建稳定可靠的工业网络。同时,我也希望书中能提供关于如何在恶劣的工业环境下进行网络部署和维护的实用技巧,例如如何处理电磁干扰、如何保证网络冗余性等等。更令我兴奋的是“多媒体技术”这一部分。我一直觉得,将视频、音频等信息融入到工业控制和监控中,能极大地提升效率和智能化水平。如果书中能提供关于如何利用高清视频进行远程诊断,或者如何通过音频分析来监测设备状态的案例,那就太棒了。

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拿到这本书,我的第一感觉是它的内容一定非常扎实。我从事工业自动化领域已经有几年了,深知在生产现场,一个稳定可靠的网络是多么重要。从PLC之间的通信,到与上位机的数据交换,再到远程监控和诊断,一切都离不开强大的网络支持。这本书的题目“工业计算机网络”正是我一直在寻找的宝藏。我希望能在这本书里找到关于各种工业网络协议的详细解释,比如Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP等,了解它们各自的优缺点,以及在不同应用场景下的最佳选择。更重要的是,我希望能看到一些关于如何在高干扰、高负载的工业环境下设计和部署稳定网络的具体方法和技巧。而“多媒体技术”这个关键词,更是给我带来了新的启发。在过去,我们更多关注的是数据的传输,而现在,我意识到视频、音频甚至AR/VR技术也能在工业现场发挥巨大的作用,例如远程指导、虚拟培训、设备状态的可视化等等。这本书如果能在这方面提供一些前沿的理论和实用的案例,那对我来说将是一次重大的知识升级。

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这本书的书名直接命中了我的核心需求。作为一名在传统制造业向智能化转型的企业工作的技术人员,我深切体会到工业计算机网络的重要性,同时也对如何利用多媒体技术赋能工业生产感到好奇。我希望能在这本书中找到关于工业以太网的详尽介绍,特别是对于各种主流的工业协议,例如EtherNet/IP、Profinet、Modbus TCP等,能有深入的解析,包括它们的通信机制、数据模型以及在不同应用场景下的优劣势。更重要的是,我希望书中能提供关于如何在复杂、恶劣的工业环境下构建稳定、可靠、高吞 godt的网络架构的设计思路和实践经验。在多媒体技术方面,我特别关注如何将视频、音频等信息有效地集成到工业控制系统中,比如如何实现高清视频监控、远程故障诊断,或者利用音频识别来监测设备的运行状态。如果书中能提供一些实际的应用案例和技术方案,那对我来说将是巨大的价值。

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这本书,我拿到手里的时候,就被它厚实的分量给震撼到了。封面设计很简洁,一本关于工业计算机网络和多媒体技术的书,光看名字就觉得内容会相当硬核,但又带点莫名的吸引力。我本身是做自动化生产线维护的,平时接触到的设备很多都是带有联网功能的,有时候遇到一些通信故障,或者需要整合一些新的多媒体信息到监控系统中,就觉得很吃力。这本书,我期待它能帮我理清思路,从最基础的网络协议讲起,到如何在复杂的工业环境下搭建稳定可靠的网络,再到如何将视频、音频等信息无缝集成,实现更高效的生产管理和远程监控。尤其是在多媒体技术这块,我总觉得还有很多未知的可能性,比如如何利用高清视频进行远程诊断,或者通过声音识别设备异常,这本书如果能提供一些实际的应用案例和技术指导,那对我来说将是无价之宝。我已经迫不及待地想翻开它,深入了解工业网络世界的奥秘,以及如何让多媒体技术为工业生产注入新的活力。这本书的结构安排我很关心,希望它能循序渐进,从理论基础到实践应用,这样我这个非科班出身的读者也能更容易理解和掌握。

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这本书,从标题上看,就已经勾起了我强烈的兴趣。我在工业自动化领域摸爬滚打了好几年,深知一个稳定高效的工业网络是多么重要,它就像工业生产的“神经系统”。但同时,我也意识到,仅仅依靠传统的数据通信已经不足以满足现代工业的需求了。多媒体技术的融入,能够为工业生产带来更多的可能性,比如更直观的监控,更智能的诊断,甚至是更逼真的培训。我非常希望这本书能够深入浅出地讲解工业计算机网络的原理,包括各种通信协议的特点、网络拓扑的设计、以及在复杂工业环境下如何保证网络的稳定性和安全性。尤其是我对工业以太网的部分非常感兴趣,比如如何选择合适的交换机、如何进行链路聚合、以及如何解决网络延迟问题。在多媒体技术方面,我希望能看到一些关于如何将视频、音频等信息有效地集成到工业控制系统中,实现远程故障排查、设备状态可视化等应用。

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这本书的标题非常吸引我,因为它准确地触及了我目前工作和学习中的两个关键领域:工业计算机网络和多媒体技术。我是一名在制造业一线工作的工程师,深知一个稳定高效的工业网络对于生产流程的顺畅至关重要。然而,随着工业4.0的推进,如何将视频、音频等丰富的信息整合到工业控制系统中,以实现更精细化的管理和更智能化的决策,成为了我一直探索的方向。因此,我迫切希望这本书能够深入浅出地讲解工业计算机网络的底层原理,包括各种通信协议的特点、网络拓扑的设计、以及在复杂工业环境下如何保证网络的可靠性和安全性。同时,我也希望书中能够详细介绍多媒体技术在工业领域的应用,例如如何利用高清视频进行远程故障诊断,如何通过音频识别设备异常,或者如何将虚拟现实技术应用于生产线维护和人员培训。我期待这本书能提供详实的理论知识、丰富的实践案例以及实用的技术指导,帮助我解决工作中的实际问题,并为工业智能化转型贡献力量。

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拿到这本书,首先映入眼帘的是它的装帧设计,沉稳而不失现代感,这让我对它内在的内容充满期待。我一直认为,工业计算机网络是支撑现代化工业生产的基石,而多媒体技术的融入,则为工业生产注入了更多的智能化和人性化元素。我尤其感兴趣的是书中关于工业级网络设备的选择和部署的章节。在实际工作中,我们经常会遇到各种恶劣的工业环境,比如高温、高湿、强电磁干扰等等,这对于网络设备的稳定性和可靠性提出了极高的要求。如果这本书能够详细介绍不同类型的工业级交换机、路由器、网关的特点和选型依据,以及在不同场景下的组网方案,那将对我非常有帮助。同时,我也很关心书中关于工业网络通信协议的讲解。我知道在工业领域,存在着各种各样的数据采集和通信协议,比如OPC UA、Profinet等,它们在实时性、可靠性和安全性方面各有侧重。如果这本书能对这些协议进行清晰的梳理和比较,并给出相应的应用指导,那将极大地提升我的工作效率。

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收到这本书,我迫不及待地翻开,它的设计风格既专业又富有启发性,让我对内容充满了期待。我一直认为,工业计算机网络是支撑现代工业生产的基石,而多媒体技术的融合,则为工业的智能化、可视化升级提供了强大的驱动力。我尤其关注书中关于工业以太网的章节,希望能够深入了解各种工业通信协议的原理、优缺点以及在实际应用中的选择依据。例如,Modbus TCP、EtherNet/IP、Profinet等协议,它们在实时性、可靠性和数据交换能力方面各有千秋,如果书中能提供详细的对比分析和最佳实践,那将对我解决工作中遇到的实际问题大有裨益。此外,我也非常关心工业网络的安全问题,希望书中能提供关于如何构建安全可靠的工业网络环境的指导,包括防火墙的配置、入侵检测、数据加密等方面的技术。在多媒体技术方面,我希望能看到更多关于其在工业领域的创新应用,例如利用高清视频进行远程故障诊断、通过音频识别设备异常,甚至是通过AR/VR技术进行沉浸式培训和维护指导。

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