《现代工业系统集成技术》 - 魏晓东等 - 电子工业出版社 - 香港大書城

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『簡體書』现代工业系统集成技术

書城自編碼： 2857785
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→一般工业技术
作者：魏晓东等
國際書號(ISBN)： 9787121288494
出版社：电子工业出版社
出版日期： 2016-06-01
版次： 1 印次： 1
頁數/字數： 580/
書度/開本： 16开釘裝：平塑

售價：HK$ 148.5

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編輯推薦：

是中国制造2025、工业4.0背景下，现代工业系统集成技术与行业案例的全面参考书。

內容簡介：

本书介绍第四次工业革命背景下的工业（信息）系统集成技术，内容涵盖两大部分。第一部分主要阐述现代工业企业信息化与自动化系统深度融合的信息化集成系统的体系结构、软件技术。重点说明工业企业信息化集成系统的层次结构及关键层次系统集成机制，特别是与制造过程和生产活动相关的系统信息集成机制。阐述系统集成的4要素：系统应用需求分析；开放的系统集成平台；接口技术以及构建基础系统的通信系统。同时介绍视频信息系统集成、地理信息系统集成和语音信息系统集成应用中的技术问题。第二部分介绍智慧城市系统集成技术、智能交通系统集成技、城市轨道交通系统集成技术及煤炭领域信息化集成系统系统集成技术的应用案例。

關於作者：

魏晓东，清华同方公司高级工程师，长期从事工业信息化系统特别是轨道交通系统的控制系统、信号系统等系统集成工作，具有丰富的工程实践经验。

第0章概论1
0.1 工业革命与工业4.01
0.1.1 第一次工业革命1
0.1.2 第二次工业革命2
0.1.3 第三次工业革命2
0.2 第四次工业革命纲领——工业4.03
0.3 工业4.0新工业革命的特点4
0.4 信息物理系统（CPS）——新工业革命的基础8
0.4.1 信息物理系统（CPS）释义8
0.4.2 工业4.0中的CPS11
0.4.3 工业4.0 CPS的动态配置生产方式14
0.5 企业信息化集成系统15
0.5.1 我国工业信息化的发展与信息化集成系统15
0.5.2 工业企业信息化集成系统总体层次架构17
0.5.3 工业企业信息化集成系统组成18
0.5.4 工业企业信息化集成系统也是工业企业的CPS系统19
0.6 系统集成商与系统集成19
0.6.1 概述19
0.6.2 系统集成商与系统集成20
0.6.3 系统集成的基本问题23
0.7 工业4.0的系统集成技术26
0.7.1 价值网络的横向集成26
0.7.2 跨越整个价值链的端到端工程数字集成27
0.7.3 纵向集成28
0.7.4 信息化集成系统内的系统集成29
第一篇系统集成技术基础
第1章现代工业信息化集成系统及其系统集成内涵34
1.1 工业企业信息化集成系统34
1.1.1 控制（制造）系统35
1.1.2 企业（信息化）系统38
1.2 信息化集成系统体系层次结构与功能39
1.2.1 信息化集成系统体系层次结构39
1.2.2 信息化集成系统功能图谱41
1.3 信息化集成系统关键层次的系统集成42
1.3.1 第4层与第3层的信息集成内涵43
1.3.2 MES层生产活动分析46
1.4 生产运行管理信息集成分析47
1.4.1 生产运行管理活动模型47
1.4.2 生产运行管理内涵48
1.5 维护运行管理信息集成分析51
1.5.1 维护运行管理的活动模型52
1.5.2 维护运行管理的主要活动53
1.6 质量运行管理信息集成分析55
1.6.1 质量测试运行的活动模型56
1.6.2 质量测试运行管理主要活动57
1.7 库存运行管理信息集成分析59
1.7.1 库存运行管理活动模型59
1.7.2 库存运行管理主要活动60
1.8 制造运行中的其他管理活动62
1.9 企业系统的系统集成通则与实现64
1.9.1 企业系统集成通则64
1.9.2 企业系统集成的实现65
第2章系统集成应用需求分析72
2.1 应用需求分析的一般方法72
2.1.1 应用需求分析的4个过程72
2.1.2 需求分析的两个阶段78
2.1.3 SRS的模板80
2.2 工业信息化集成系统需求分析83
2.2.1 工业信息化集成系统信息化规划与总需求84
2.2.2 工业信息化系统集成系统功能需求分析85
2.2.3 工业信息化系统集成系统性能需求89
2.2.4 工业信息化集成系统建设要求90
2.3 专业板块信息化集成系统应用需求分析92
2.3.1 专业板块信息化集成应用的总需求92
2.3.2 专业数据主题分析96
2.4 工厂（矿）生产执行系统应用需求分析99
2.4.1 厂（矿）级（H1）MES应用需求分析99
2.4.2 一个数字化制造车间生产执行系统应用需求分析102
2.4.3 生产（制造）执行系统在新工业革命中的意义105
2.5 工业4.0时代信息化集成系统应用需求106
2.5.1 关于信息化集成系统的规划106
2.5.2 企业信息化和制造自动化智能化的用户需求107
2.5.3 企业信息化集成系统软件工程需求107
第3章系统集成软件平台110
3.1 软件集成导论110
3.1.1 软件集成对象110
3.1.2 软件集成面临的挑战111
3.1.3 软件集成方式112
3.1.4 软件集成原则112
3.1.5 软件集成方法115
3.2 软件集成技术115
3.2.1 中间件技术115
3.2.2 通信中间件技术116
3.2.3 消息中间件技术121
3.2.4 数据集成技术123
3.3 软件集成架构125
3.3.1 软件架构概述125
3.3.2 软件架构模式126
3.3.3 分层分布式软件架构设计131
3.3.4 CORBA架构135
3.3.5 J2EE架构136
3.3.6 NET架构139
3.4 软件集成设计案例143
3.4.1 总体结构143
3.4.2 总体设计145
3.4.3 关键技术选用146
3.4.4 功能与实现149
3.5 系统集成软件平台小结153
第4章系统集成接口开发与管理154
4.1 系统集成接口需求154
4.1.1 接口应用要求154
4.1.2 接口实施要求157
4.2 系统集成接口形式158
4.2.1 硬接线形式159
4.2.2 串行通信159
4.2.3 现场总线161
4.2.4 TCPIP通信161
4.2.5 分布组件和服务162
4.2.6 其他形式163
4.3 系统集成接口协议163
4.3.1 接口协议结构163
4.3.2 接口协议示例166
4.4 接口可靠性设计170
4.4.1 接口失效形式170
4.4.2 失效预防措施171
4.4.3 失效诊断措施171
4.4.4 冗余容错措施173
4.4.5 差错纠正措施177
4.5 接口软件开发177
4.5.1 接口软件需求177
4.5.2 接口软件结构178
4.5.3 接口驱动程序179
4.5.4 接口软件配置180
4.5.5 信息集成模式181
4.6 系统集成接口管理182
4.6.1 生命周期模型182
4.6.2 技术活动管理183
4.6.3 接口质量控制184
4.6.4 接口描述规范186
4.6.5 用AIP描述接口188
第5章系统化集成系统的通信系统193
5.1 系统集成对通信系统的功能需求193
5.2 通信系统的技术方案194
5.2.1 同步数字传输系列（SDH）195
5.2.2 开放传输系统（OTN）196
5.2.3 异步转移模式（ATM）197
5.2.4 多业务传送平台（MSTP）198
5.2.5 以太网传输技术199
5.2.6 弹性分组环（RPR）技术200
5.2.7 分组传送网（PTN）201
5.2.8 MSTP+技术202
5.3 通信系统的应用203
5.3.1 某城市轨道交通线路传输系统MSTP应用案例203
5.3.2 某城市轨道交通线路传输系统MSTP内嵌RPR应用案例205
5.3.3 某能源中心工业以太网应用案例207
5.3.4 某矿井工业以太网应用案例210
5.3.5 某城际轨道交通OTN应用案例211
5.3.6 某城市轨道交通ISCS系统网络应用案例1213
5.3.7 某城市轨道交通ISCS系统网络应用案例2216
5.3.8 某城市轨道交通信号系统应用案例219
5.4 TD-LTE222
5.4.1 概述222
5.4.2 车地移动通信应用案例224
5.4.3 “天眼”工程应用案例228
5.5 数字集群通信系统232
5.5.1 几个主要的流派232
5.5.2 TETRA数字集群的应用234
第6章视频信息系统集成238
6.1 视频信息技术概述238
6.1.1 视频信息技术发展历程238
6.1.2 视频信息核心技术239
6.2 视频信息系统软件平台241
6.2.1 视频信息系统架构241
6.3 视频信息系统功能246
6.3.1 视频智能监控246
6.3.2 视频智能防控247
6.3.3 视频智能分析248
6.3.4 卡口数据检索249
6.3.5 运维管理250
6.4 视频信息系统集成技术核心——视频内容智能分析及应用251
6.4.1 视频图像处理技术251
6.4.2 视频辅助分析技术258
6.5 视频信息系统行业集成建设263
6.5.1 企业生产管理263
6.5.2 智慧城市266
第7章地理信息系统集成269
7.1 地理信息系统的基本概念269
7.2 地理信息系统的体系结构270
7.2.1 混合结构270
7.2.2 分层结构272
7.2.3 统一结构272
7.3 云GIS的发展273
7.3.1 云GIS的定义273
7.3.2 云GIS的优势274
7.3.3 云GIS进一步发展所需的关键技术275
7.4 地理信息系统的集成与二次开发276
7.4.1 组件GIS及GIS的组件化276
7.4.2 3S集成系统277
7.4.3 地理信息系统的二次开发282
7.5 地理信息系统的集成应用284
7.5.1 地理信息系统在城市排水管网中的应用284
7.5.2 地理信息系统在环境工程中的应用294
第8章语音信息系统集成302
8.1 语音技术简介302
8.1.1 语音增强302
8.1.2 语音编码304
8.1.3 语音合成308
8.1.4 语音识别311
8.1.5 声纹识别314
8.2 网络语音通信（VoIP）系统317
8.2.1 VoIP原理318
8.2.2 VoIP的系统构成318
8.2.3 VoIP关键技术319
8.2.4 VoIP语音质量标准321
8.2.5 展望322
8.3 车载语音导航系统322
8.3.1 系统介绍323
8.3.2 系统部署329
8.3.3 系统难点330
8.3.4 展望331
8.4 机器翻译系统331
8.4.1 系统介绍331
8.4.2 机器翻译的基本过程332
8.4.3 机器翻译的理论和方法334
8.4.4 展望341
8.5 语音技术展望342
第9章企业信息化集成系统中的信息安全问题345
9.1 企业信息化集成系统信息安全背景345
9.2 企业（信息）系统信息安全解决方案346
9.2.1 企业（信息）系统信息安全现状346
9.2.2 企业（信息）系统全生命周期信息安全分析347
9.2.3 企业（信息）系统需求分析阶段的信息安全347
9.2.4 企业（信息）系统设计与开发阶段的信息安全解决方案348
9.2.5 企业（信息）系统测试与验收阶段的信息安全解决方案350
9.2.6 企业（信息）系统维护阶段的信息安全解决方案350
9.2.7 企业（信息）系统淘汰阶段的信息安全解决方案351
9.3 企业信息化集成中的信息安全设计351
9.3.1 企业（信息）系统信息安全建模352
9.3.2 静态防御架构设计353
9.3.3 动态监控平台设计355
9.4 工业控制系统信息安全解决方案356
9.5 企业信息化集成中的技术与产品360
9.5.1 信息安全防护类技术与产品361
9.5.2 信息安全加固类技术与产品363
9.5.3 信息安全检测类技术与产品367
9.5.4 工业控制系统信息安全管理平台376
9.6 系统集成中的信息安全管理379
9.6.1 信息安全管理组织结构379
9.6.2 信息安全管理制度38

內容試閱：

序
互联网工业，只有落实才是硬道理
2013年，我在和魏先生的一次畅谈中，他阐述的一个观点给我留下了深刻的印象：互联网即将成为未来生活的主旋律。工业自动化领域经过多年的发展，已经具备了质变的必要条件，未来必然会搭上信息化的快车，互联网工业将是我们工业系统集成领域的未来。
摆在读者面前的这本《现代工业系统集成技术》，可以说是魏先生对上述观点的进一步阐释和实践。如果回溯得更远一些，有读者可能记得，十二年前他还写过一本名为《城市轨道交通自动化系统与技术》的著作。从那里我们可以发现，作者在当时的轨道交通领域自动化系统集成实践中，即已叩响了向信息化迈进的大门。
如果说21世纪注定是一个远甚于20世纪的颠覆的时代，那么在《现代工业系统集成技术》一书中，魏先生和他的创作团队将这个时代的颠覆聚焦在了彼此密切相关的两个方面。一是工业领域信息化的发展方向，即由互联网发展而来的大数据分析技术与已发展成熟的工业自动化、智能化、企业信息化融合而造就的新工业革命。他在新作中描绘道：现代工业自动化控制系统在工业4.0时代正进步为由物联网和务联网支持的信息化与自动化系统。以工业信息为核心的自动化与信息化深度融合在一起，深入到信息化集成系统的各个层次；各层次的信息采用系统集成技术融合在一起，实现工业企业的经营目标与战略目标，信息系统集成技术成为新工业革命的关键。
二是由此理论基础带来的一个必然思考：我们如何在各自从事的领域中去落实。长久以来，工业系统集成一直禁锢于由不同工艺而划分出的独立领域，我们更专注于生产过程本身而忽视了由此产生的海量信息数据。系统集成沦为了工业领域的服务工具，丧失了其引领工业技术发展的根本属性。互联网大数据分析技术的迅猛发展，让我们眼前为之一亮。姑且不论这种数据分析对未来工业的发展产生何种影响，生产效率提高、服务水平改善、产业升级转型有据可依，这些确实正在真实地发生着。作者在书中通过这样四个例证为我们指出了实践的路径：智慧城市、智能交通、城市轨道交通路网指挥系统、矿山物联网。在这四个例子中，虽然实现的功能还不能达到我们的预期，但都有清晰的实施框架和路线。在未来10年里，几乎社会各个领域都将引入互联网的模式，在全世界信息协同共享的大背景下，互联网工业势必成为推动社会发展的原动力，我们只需要在各自的专业领域不断的探索、前行。
其实在我们的生活中，互联网已不是什么新鲜事物，比如互联网传统通信领域有了微信，互联网传统交通有了滴滴，互联网传统百货有了京东，互联网传统银行才有了带着手机就可走遍世界的支付宝。当互联网思维入侵到传统行业的时候，传统行业都有一个抵触、认知、转变和共赢发展的过程。传统运营商在微信App诞生时，因为语音和短信收入大幅下滑，简直如临大敌。但随着微信的进一步发展，来自数据流量业务的收入已经大大超过语音收入的下滑。可以看出，互联网的出现并没有彻底颠覆通信行业，反而促进了运营商进行相关业务的变革升级。在交通领域，从国外的Uber到国内的滴滴、易到，移动互联网催生了一批打车、拼车和专车软件。虽然它们的存在仍存有争议，但它们通过把移动互联网与传统的交通出行相结合，改善了人们出行的方式，增加了车辆的使用率，减少了排放，对环境保护也做出了贡献。在金融领域，余额宝的横空出世对传统的金融行业带来冲击，银行觉得不可控，也有人怀疑二维码支付存在安全隐患。但随着国家对互联网金融的研究越来越透彻，银联对二维码支付也出台了标准，互联网金融得到较为有序的发展，也得到国家相关政策的支持和鼓励。
正如马化腾所言，它是对传统行业的升级换代，不是颠覆掉传统行业。在其中，又可以看到特别是移动互联网对原有的传统行业起到很大的升级换代的作用。事实上，互联网不仅正在全面应用到第三产业，形成诸如互联网金融、互联网交通、互联网医疗、互联网教育等新生态，而且正在向第一和第二产业渗透。互联网工业向装备制造和能源、新材料等工业领域的渗透，将全面推动传统工业生产方式的转变。
有识于此，全世界越来越多的国家和地区制定了自己的工业信息化发展战略，其中较为著名的有美国的工业互联网、德国提出的工业4.0、日本的U-Japan计划。发达国家一方面加大力度发展传感器核心芯片、嵌入式操作系统、云计算等核心技术，另一方面加快标准制定和产业化进程，谋求在未来的国际竞争中占据有利位置。为应对这场全新的变革和竞争，中国政府也开始了积极的部署和引导。2011年工信部制定了《物联网十二五发展规划》，提出物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，要培养10个物联网产业聚集区和100个骨干企业，实现产业链上下游企业汇集和产业资源整合。2015年，第十二届全国人民代表大会上，李克强总理更是在政府工作报告中提出，制定互联网行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。
青铜器时代、蒸汽时代、电气时代、信息时代历史的变迁告诉我们，科技创新才是人类社会进步与发展的原动力。当今，我们正处在一个信息爆炸的时代，互联网思维与传统工业生产相融合，信息技术与传统的生物、能源、制造、材料等技术融合发展，才有可能带来一个指数级增长和颠覆式创新的新工业时代。
作者结合自身的认识和工程实践，详细阐述了工业系统集成领域的发展理论，并介绍了相关的实践案例，希望这些能对你有所启发。国家在互联网概念上的引导，为平稳发展了几十年的工业自动化、信息化、智能化领域带来难得的跨越式融合发展机遇，在工作中脚踏实地地践行，中国的工业领域才会真正地腾飞，互联网工业只有落实才是硬道理。

前言
2010年元月，国家标委会发布了《工业企业信息化集成系统规范（Standard of Industry Enterprise Information Integration System）》（GBT 263352010）。这是一个关于两化融合的国家标准，首次提出了工业企业的信息化系统必须与工业企业生产制造的自动化系统深度融合构建起企业的信息化集成系统。标准的主要作者一直致力于他们所在行业的两化融合的工作，在各自工作岗位上应用着系统集成技术，建设着大型的自动化、信息化与智能化系统，建设着本企业的信息化集成系统。2013年秋，德国工业4.0第一次在国内传播时，其中的许多技术观点与GBT 263352010中的观点，特别是关于系统集成技术的观点有相似性，这极大地鼓舞了作者将自己在系统集成技术方面的认识与技术积累总结起来编著为这本小书，献给千千万万从事信息化、智能化系统的系统集成工作并在第一线奋斗的工程师与技术工作者。
系统集成技术是构建工业信息化集成系统的关键，也是实现工业4.0核心系统信息物理系统（CPS，Cyber Physical System）的关键。本书以工业自动化、信息化与智能化的系统集成技术基础为主要内容，集成了作者在大型工业系统的系统集成方面的经验。同时，为深入研究CPS 系统中的系统集成技术，我们特别邀请了一些专门信息集成领域视频信息系统集成、地理信息系统集成和语音信息系统集成的专家；也邀请了在工业4.0时代迫切需要的信息化集成系统信息安全和云计算与大数据的专家撰写他们所长的有关内容。
一般来讲，现代工业由实体工业设施与设备及其自动控制系统构成。现代工业自动控制系统在工业4.0时代正进步为由物联网（IoT，Internet of Things）和务联网（IoS，Internet of Services）支持的信息化与自动化系统。以工业信息为核心的自动化与信息化深度融合在一起，深入到信息化集成系统的各个层次；各层次的信息采用系统集成技术融合在一起，实现工业企业的经营目标与战略目标，信息系统集成技术成为新工业革命的关键。系统集成技术不仅是大系统层次间的信息传输与接口，更为基础的要素是工业技术诀窍的软件化和工匠精神的抽象化；系统集成不仅需要云端的虚拟化技术，更需要现场设备层的信息化与智能化。系统集成技术正在从工业现场技术进步中积累起来，而新工业革命也需要更深层的系统集成技术来完成智能化制造。因此，新工业革命时代的系统集成是脚踏实地的系统集成，是对实体工业进行Cyber（信息化）的系统集成。
德国人在其德国工业4.0纲领中雄心勃勃地提出新工业革命的双重战略主导供应与主导市场（becoming a leading market and supplier），并希望在第四次工业革命中以此拔得头筹。但殊不知新工业革命最大的市场在中国，中国工业制造的两化融合正深入各个制造领域，在新工业革命中有着巨大的优势市场优势。中国工业智能化制造与智能产品的巨大市场前景必将催生出工业4.0特别是系统集成的技术成果。例如，中国的高铁自动化与智能化技术与装备正在走向全世界；中国的全世界最大的城市轨道交通市场已经并将继续催生出许多创新的系统集成技术。本书在应用篇介绍的一些系统集成案例只是这些技术成果中凤毛麟角，希望以此抛砖引玉。
现代系统集成技术主要是将Cyber（信息、网络、软件）与Physical（物理实体、设施、设备、现场装置）有机地融为一个完整系统从而实现智能制造、智能生产与智能工厂。现代系统集成技术在互联网的支持下以更大的怀抱将全球的物理实体与虚拟的信息、网络和软件包容在一起，实现第四次工业革命。因此，本书介绍的系统集成技术内容与当下进行的工业革命密不可分。
本书由三部分组成：概论，第一篇系统集成技术基础，第二篇系统集成应用。各章的编写者是：概论、第1章和第2章，魏晓东；第3章，陈朝晖；第4章，赵云飞；第5章，魏祥斌；第6章，赵刚、张少文；第7章，王明顺；第8章，王钢、徐箐；第9章，张晔；第10章

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